基础海洋学第6章-潮汐2

一条与潮波传向相同的直线各 绕无潮点反时针旋转 地同时达到高潮
沿潮波方向看右岸大于左 湾顶大，湾口小
岸边大，中间小
潮差 岸，不存在无潮线
存在无潮线（距湾顶λ/4处） 存在无潮点
第六节 风暴潮
一、定义
• 风暴潮（storm surges）是来自海上的 一种巨大的自然界的灾害现象，系指由于 强烈的大气扰动——如强风和气压骤变所 导致的海面异常升高的现象。
热带风暴
温带气旋
第六节 风暴潮
三、中国的风暴潮
中国有验潮记录以来的最高风暴潮记录是5.94m， 名列世界第三位，是由8007号台风（Joe）在南 渡引起的。 中国风暴潮一般具有以下特点： • 1、一年四季均有发生 • 2、发生的次数较多 • 3、风暴潮位的高度较大 • 4、风暴潮的规律比较复杂
潮汐发电
• 潮汐发电的原理，和一般水力发电完全相 同，就是利用海水涨落及其造成的水位差， 来推动水轮机，水轮机再带动发电机发电。 发电站的布置型式通常有三种：
– 单程式（涨潮时把海水放进贮水池，利用涨 潮时池内外落差进行发电）
– 双程式（贮水池蓄水时和放水时都进行发电） – 连程式（采用多个贮水池进行连续发电）。
基础海洋学
Fundamental Oceanography
第七章 潮汐
第五节 潮汐动力理论
万有引力
牛顿 Newton
牛顿潮汐静力学理论（平衡潮理论）
拉普拉斯 Laplace
强迫振动
潮汐动力学理论
第五节 潮汐动力理论
一、潮汐动力理论的基本思想
• 潮汐动力理论是从动力学观点出发来研究 海水在引潮力作用下产生潮汐的过程。
第六节 风暴潮
四、预报
风暴潮预报，一般可分为两大类： 1、经验统计预报——“经验预报”：利用线性回
归和统计相关来建立风和气压与特定港口风暴 潮位之间的经验预报方程或相关图标。统计分 析，易于掌握。对中型风暴潮预报精度较高， 只适用于特定地区。 2、动力－数值预报——“数值预报”：根据海上 风场和气压场，计算出风暴潮位和风暴潮流的 时空分布。通过实况天气条件参数用数值计算 方式做出预报，更准确。
来复流 高潮：流向与潮波传向相 潮流 同 低潮：流向与潮波传向相 反 高、低潮时流速最大 半潮面时流速为0
一组与潮波传向垂直的直 等潮 线各地高潮的发生时刻取 时线 决于潮波的波速和波向
来复流 涨潮向里，高潮时流速为0 退潮向外，低潮时流速为0 半潮面时流速最大 湾顶处潮流始终为0
旋转流 潮流矢量反时针旋转 矢量末端连线为椭圆 无潮点潮流始终为最大 各地潮流始终不为0
以上采样时间是1分钟，采样间隔可设定，一般10分钟、 15分钟，潮汐报表是1小时，但必须有高、低潮时 间和潮高。
2、水尺（water gauge,属人工观测）： 一般1小时一次，每次1分钟平均（目测），高低潮时 加密至10分钟。
潮汐对渔业和制盐的影响
• 准确掌握海水规Βιβλιοθήκη Baidu对渔业有很大关系。因为海
洋上大潮流水急，鱼群容易分散排向外海，或栖 居于中上层；小潮流水缓慢，鱼群易集中推向内 海，并下沉海底，是底拖网渔轮捕捞的好机会。 因此掌握潮情对确定鱼区地点、张网高度、航行 时间等都是非常必要的。 • 涨潮时，外海高盐度的海水被推向岸边，是提 取海水晒盐的好机会。那时打开盐田闸门，海水 自然流进盐田，既保证海水质量又可节省人力物 力。
法国朗斯潮汐电站
浙江省温岭的江厦潮汐电站
国家或地区 法国 英国
爱尔兰 印典 韩国 巴西 美国 加拿大
俄罗斯
国外已投运或设计中的潮汐发电站
地点
装机容量(兆瓦) 年发电量(万兆瓦·小时) 机组(台) 潮差(米)
朗斯 塞泣河口湾 默西河口湾 斯特兰福德湾
240 7200 620 210
4.8 1300 120 53
潮汐的观测手段
1. 验潮井：竖管，侧向水平进水口，布设仪器： 浮筒式：与圆轴（变速系统：轴大小有限，与潮差有
关),记录纸、笔、随时间的拖动系统相连。 压力式验潮仪：（可直接在外海船上使用）压力变化反
映水位，有三种：
两探头：内测水压，外测气压，仪器内部设置订正； 单探头：若有管通水下，不需订正，若无管，则需外 测气压，测量后订正。 超声验潮仪：超声测矩仪，声波打到水面反射。
• 1、对于海水运动来说，只有水平引潮力 才是重要的；铅直引潮力远小于重力。
• 2、海洋潮汐实际上指的是海水在月球和 太阳水平引潮力作用下的一种潮波运动。
第五节 潮汐动力理论
二、各种形态海区中潮波特性 1、长海峡中的潮汐和潮流 地转效应可使潮波发生变形。 在北半球的长海峡中，沿潮波 传播方向看，右岸的潮差大于 左岸，而在南半球则相反。此 外，当ＢＣ断面的海面处于半 潮面时，即意味着潮波的节点 传到该断面，水平方向上的潮 流流速为零。
第五节 潮汐动力理论
3、半封闭宽海湾中的潮汐和潮流
因科氏力对潮波运动的影响不能忽略，这
种潮波称为旋转潮波。
t=T/4
t=0
t=T/2
t=3T/4
各种形态中潮波特性的比较
长海峡（北半球） 潮波 前进波
窄长半封闭海湾 (长度≤λ/4，宽度<<λ)
驻波（因湾顶全反射形成）
半封闭宽海湾 （北半球）
两驻波的叠加（湾顶反 射与地转效应）
第五节 潮汐动力理论
2、窄长半封闭海湾 中的潮汐和潮流
入射波
反射波
asin2 x / 2t /T asin2 x / 2t /T
Asin(2 x / )cos(2t /T)
流速方程
潮位方程
u Th)Acos(2 x / sin(2t /T )
原点
A g / h cos(2 x / )sin(2t /T )
• 它结合了通常的天文潮、特别是若恰好赶 上了高潮阶段，则往往会使其影响所及的 海域水位暴涨，乃至海水浸溢内陆，酿成 巨灾！
第六节 风暴潮
二、分类
按照诱发风暴潮的大气扰动的特征分类： 1、热带风暴(热带气旋)：夏秋季常见，一般伴有
急剧的水位变化。 三个阶段：先兆波－主振阶段－余振 2、温带气旋：主要发生于冬春季节，水位变化是 持续的而不是急剧的。 3、风潮（wind surge）：渤、黄海特有的，发生 于春秋过渡季节。水位变化持续而不急剧。
24
8
230 9.3
21
6.7
30
3.1
香农河口湾 卡奇湾 加露林湾 巴冈加 尼克湾 坎伯兰湾 魁北克湾 安纳波利斯罗尔