第一节 潮汐的基本成因和潮汐

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第 33 页
①惯性离心力的公式
大小： F mr 2 方向：背离月球

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②地心E的惯性离心力
将月球和地球都看成一个质点 地球和月球分别以O.73r和(R-0.73r)为半径 作圆周运动。 2 地球质心所受到的惯性离心力应为mE 0.73r (w为圆周运动的角速度)，其值必定等于月 m 球引力( f k mE 2 M )，否则，月球引力就会 R 把地球吸引过去。 地球中心单位质量的惯性离心力与月球对其 的引力，大小相等、方向相反，方向背离月 球，背离公共质心。
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(1)月引潮力
①定义 ②说明

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第 41 页
①定义

月球引力和地球绕公共质心进行平动运动所 产生的惯性离心力的矢量和，称为月引潮力。
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第 42 页
②说明
在地球中心，引力和惯性离心力太小相等，方 向相反，处于力的平衡状态，引潮力等于零。 但是，在地球表面上各点，引力和惯性离心力 不会相互抵消，从而产生了引潮力。虽然各点 引潮力的大小和方向皆不相同，但对整个地球 而言，仍处于一种平衡状态。然而，对地球表 面上的水质点来说，将受到这种引潮力的作用 而产生潮汐现象。
图是假定月球赤纬为零时的月潮椭圆体， P为地极，A1，A2，A3，A4分别表示地球 表面上任意一点A随着地球自转中的4个位 置。 这个潮汐椭圆体的长轴在月、地中心的连 线上。 A

4
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M
A1
P
A3
A2
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E
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4.潮汐的形成

A1点，月球在该点上中天，该地海面水位升到最高； 产生该地当日第一次高潮；当地球自转至A2(第一 次过照耀圈)点时，海面水位下降到最低，产生该 地当日第一次低潮；当地球自转到A3点时，即月下 中天，海面水位再次升到最高，即发生该地当日第 二次高潮；当地球自转到A4点(第二次过照耀圈)时， 海面水位再次下降到最低，则发生该地当日第二次 低潮。
地、月系统的公共质心(G)与地心的距离可 由重心公式求得。 即：地、月系统的公共质心(G)，位于地、 月中心的连线上，并且离地心0.73倍地球平 均半径处。

03 . r 7
r
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G E M
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(2)地球上各点的惯性离心力
①惯性离心力的公式 ②地心E的惯性离心力 ③地球表面上各点的惯性离心力

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第 16 页
6.潮汐与航海



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(1)通过浅水区 (2)为了保证船舶安全地行驶在计划航线上 (3)在港内 (4)在沿岸航行中 船长的航行命令、公司的航行规章制度、国 际性机构对航行值班驾驶员的指导性文件中， 都将掌握当时和未来的潮汐和潮流列为确保 航行安全的驾驶台工作的重要内容。

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第 35 页
③地球表面上各点的惯性离心力
a.平动运动 b.平动运动的说明 c.结论

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第 36 页
a.平动运动

指运动物体内部任意一条固定的直线在运动 中始终保持它的方向不变，平动运动的物体 内任意一点的位移、速度和加速度都是与质 心相同的。
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第 37 页
b.平动运动的说明
地球中心E 地球表面点A 月球位于M的方向 E绕G、A绕 G 做圆 周运动，二者半径 相等。 即在地球绕着月— 地系统的公共质心 M (G)作平动运动时， 地球上各点以相同 的 半 径 (0.73r) 绕 上一页 着各自的中心旋转， 且各点的旋转角速 停止放映 度和方向在每时每 下一页 刻都相等。

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第 25 页
一、月球的引潮力与潮汐的形成
1.月球的引力 2.惯性离心力

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第 26 页
1.月球的引力
(1)万有引力定律 (2)地球和月球之间的万有引力 (3)月球对地球表面上单位质点P的万有引力

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第 27 页
(1)万有引力定律
第7页
概

述


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1.潮 2.汐 3.潮汐(Tide) (1)涨潮(Flood tide) (2)落潮(Ebb tide) 海面下降的过程。
第8页
概

述


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1.潮 2.汐 3.潮汐(Tide) (1)涨潮(Flood tide) (2)落潮(Ebb tide) (3)高潮(High water，HW) 当海面升到最高时，称为高潮。
潮汐 垂直运动 海 水 潮流 水平运动
海 水
第 12 页
概

述


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1.潮 2.汐 3.潮汐(Tide) 4.潮流(Tidal stream) 5.潮汐现象 6.潮汐与航海
第 13 页
6.潮汐与航海
(1)通过浅水区 须预先依据潮汐资料计算出当地潮高，并正 确调整货载和吃水差。

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第 48 页
5.半日潮(semi-diurnal tide)





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(1)太阴日 月球连续两次上(下)中天的时间间隔称为一 个太阴日，约为24h50m。 (2)潮汐周期 相邻两个高潮(低潮)的时间间隔(约为 12h25m)称为潮汐周期。 (3)半日潮 以半个太阴日为周期的潮汐，称为半日潮。
第9页
概

述


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1.潮 2.汐 3.潮汐(Tide) (1)涨潮(Flood tide) (2)落潮(Ebb tide) (3)高潮(High water，HW) (4)低潮(Low water，LW) 当海面降到最低时，称为低潮。
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概

述




式中： f—万有引力； k—万有引力系数； mM , mE —分别为月球和地球的质量； R—地、月中心之间的距离。
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第 29 页
(3)月球对地球表面上单位质点P的万有引力

式中： x—地球表面上单位质点P与月球中心之间的距离。 由此可见，地球表面上各点所受引力的大小和方向 均不相同，其大小取决于该点至月球中心的距离， 方向均指向月球中心。
第三篇 航路资料
第一章 第二章 第三章 第四章

潮汐与潮流 航标与《航标表》 航海图书资料 海图与航海图书资料的改正与管理
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第1页
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第一章 潮汐与潮流



概 述 第一节 第二节 第三节 第四节
潮汐的基本成因和潮汐术语 中国《潮汐表》与潮汐推算 英版《潮汐表》与潮汐推算 潮流推算

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M
A
E
B
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(2)月潮椭圆体
在月引潮力的作用下，形成的长轴与月地连 线重合的椭圆体，称为月潮椭圆体。 其长轴：在月、地中心的连线上。 图上所受引潮力指向球心的各点所组成的水 圈称为照耀圈。

A4
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M
A1
P
A3
A2 E
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4.潮汐的形成
A4
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M
A1
P
A3
A2 E
第 46 页
5.半日潮(semi-diurnal tide)
(1)太阴日 月球连续两次上(下)中天的时间间隔称为一 个太阴日，约为24h50m。

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第 47 页
5.半日潮(semi-diurnal tide)
(1)太阴日 月球连续两次上(下)中天的时间间隔称为一 个太阴日，约为24h50m。 (2)潮汐周期 相邻两个高潮(低潮)的时间间隔(约为 12h25m)称为潮汐周期。
3.平衡潮理论
(1)定义 (2)平衡潮理论的两个假设

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3.平衡潮理论
(1)定义 指海水在引潮力和重力作用下达到平衡时的 潮汐。 平衡潮理论是牛顿创立的。

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第 22 页
3.平衡潮理论
(1)定义 (2)平衡潮理论的两个假设
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第5页
概

述
1.潮 2.汐 3.潮汐(Tide) 海面在周期性外力作用下产生的周期性的升 降运动，称为潮汐。
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第6页
概

述


1.潮 2.汐 3.潮汐(Tide) (1)涨潮(Flood tide) 海面上升的过程。
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第 14 页
6.潮汐与航海
(1)通过浅水区 (2)为了保证船舶安全地行驶在计划航线上 需随时掌握当地潮汐与潮流资料，观测船位， 调整航向。

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第 15 页
6.潮汐与航海
(1)通过浅水区 (2)为了保证船舶安全地行驶在计划航线上 (3)在港内 即使在港内也不容忽视潮汐、潮流对船舶安 全的影响。

两个物体之间的万有引力，与其质量成正比， 与其距离的平方成反比，即： 式中： f—万有引力； k—万有引力系数； m1，m2—分别为两个物体的质量； r—两个物体之间的距离。

m1m2 f k 2 r


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(2)地球和月球之间的万有引力
mM mE f k 2 R

3
M2
A4 E4 A1 G E1 M1 A2 E2 G’ E3
M4
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c.结论

地球表面上任一单位水质点与质心E处单位 质量一样受到一个相同的惯性离心力，大小 相等，背离月球，互相平行。
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第 39 页
3.月引潮力和月潮椭圆体
(1)月引潮力 (2)月潮椭圆体

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1.潮 2.汐 3.潮汐(Tide) 4.潮流(Tidal stream) 伴随海水周期性涨落现象，还同时产生海水 周期性的水平方向流动，即潮流。
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第 11 页
概

述


1.潮 2.汐 3.潮汐(Tide) 4.潮流(Tidal stream) 5.潮汐现象
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第 17 页
第一节 潮汐的基本成因和潮汐术语
1.地球表面上任一水质点的受力 2.产生潮汐的原动力—引潮力 3.平衡潮理论

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第 18 页
1.地球表面上任一水质点的受力



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(1)地心引力 (2)地球自转惯性离心力 (3)天体的引力 (4)地球—天体相对运动所产生的惯性离心 力 由于地球上某一固定点所受的地心引力和地 球自转惯性离心力的大小和作用方向都是恒 定的，所以地心引力和地球自转运动对潮汐 不产生影响。
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第2页
概

述


1.潮 2.汐 3.潮汐(Tide) 4.潮流(Tidal stream) 5.潮汐现象 6.潮汐与航海
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第3页
概

述
1.潮 白天海水上涨，称为潮。
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第4页
概

述
1.潮 2.汐 晚上海水上涨，称为汐。
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2.产生潮汐的原动力—引潮力

即天体的引力和地球—天体相对运动所产生 的惯性离心力的向量和。
月球 主要因素 太阴潮 引潮力 太阳 为月引潮力的46% 太阳潮 其它天体 很小 不考虑
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3.平衡潮理论
(1)定义 (2)平衡潮理论的两个假设 ①整个地球被等深的大洋所覆盖，所有自然 地理因素对潮汐不起作用；

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3.平衡潮理论
(1)定义 (2)平衡潮理论的两个假设 ①整个地球被等深的大洋所覆盖，所有自然 地理因素对潮汐不起作用； ②海水没有摩擦力和惯性力，外力使海水在 任何时候都处于平衡状态。
mM fp k 2 x
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第 30 页
2.惯性离心力
月球绕地球的公转是在一个平衡引力系统下 的运动，确切地说，这种运动是月球和地球 绕着它们的公共质心(G)运动。 (1)地、月系统的公共质心(G) (2)地球上各点的惯性离心力

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(1)地、月系统的公共质心(G)