潮汐ppt

黄道 太阳的周年视运动轨道叫
做黄道。地球每年绕着太阳在椭圆 形轨道上公转一周，但在地球上的 人看来好像是太阳在天空众星之间 绕着地球旋转，那么，太阳在天球 上的投影每年也绕着地球作一周的 视运动，此视运动轨道即为黄道。 黄道面与天赤道面的交角为23°27’
白道与天赤道 的交角变化于 23°27’ ±5º9 ´之间
平均海面是指某地一定时期内每小时海面高度的算术平均值，又
称平均海水面。它是大地测量和海道测量中的高程起算面，又称零
面或基准面。
潮汐分类
半日潮型：一个太阳日内出现两次高潮和两次低潮，前一次高潮和低潮的 潮差与后一次高潮和低潮的潮差大致相同，涨潮过程和落潮过程的时间也 几乎相等（6小时12.5分）。我国渤海、东海、黄海的多数地点为半日潮型， 如大沽、青岛、厦门等。
海洋工程环境
1.潮汐现象及其成因 2.潮汐的观察，分析和预报 潮汐分类及利用
潮汐的成因
• 潮汐现象是沿海地区的一种自然现象，指海水在天体（主 要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动，习 惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的 流动称为潮流。我们的祖先为了表示生潮的时刻，把发生 在早晨的高潮叫潮，发生在晚上的高潮叫汐。这是潮汐的 名称的由来。
全日潮型：一个太阳日内只有一次高潮和一次低潮。如南海汕 头、渤海秦皇岛等。南海的北部湾是世界上典型的全日潮海区。
混合潮型：一月内有些日子出现两次高潮和两次低潮，但两次高潮和低潮的潮差相差较大，涨潮 过程和落潮过程的时间也不等；而另一些日子则出现一次高潮和一次低潮。我国南海多数地点属 混合潮型。如榆林港，十五天出现全日潮，其余日子为不规则的半日潮，潮差较大。不论那种潮 汐类型，在农历每月初一、十五以后两三天内，各要发生一次潮差最大的大潮，那时潮水涨得最 高，落得最低。在农历每月初八、二十三以后两三天内， 各有一次潮差最小的小潮，届时潮水涨 得不太高，落得也不太低
引力潮的计算
引潮力F是月球引力和离心力的合力:F=P+N
M 地球上单位质量的海水受到的月球引力 F K R 2
地球上单位质量海水所受的离心力
N
K
M D2
引潮力可分解为垂直引潮力和水平引潮力两个分量。
月球引力的垂直分力
PV
KM R2
cos
月球引力的水平分力
PH
KM R2
sin
地球离心力的垂直分力
相关天文学知识
天球
天赤 道
黄道
赤纬 白道 中天
赤经
天顶 距
视运动
天球是一个以地球为中心，
以无限长为半径，内表面分布 着各种各样天体的球面。这是 一个假想的圆球。所有天体在 天球上的位置就是它们沿视线
方向在天球内表面的投影。
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NV
KM D2
c os
地球离心力的水平分力
NH
KM D2
s in
由引潮力公式得到的结论
由于天体的不断运动，引潮力具有复杂的周期性变化。 在潮汐形成过程中月球的引潮力是主要的。 水平引潮力在如图A、B、C、D特征点上水平引潮力为0，在 =45°,135°,225°,315°上达到最大值
F 3 KMr H 2 D3
月相与大小潮
潮汐现象
在月球、太阳和其他天体引潮力的作用下，地表海水发 生周期性运动的现象为潮汐，它包括海面周期性的垂直 涨落运动和海水周期性的水平进退流动。习惯上，前者 称为潮汐，后者为潮流。 潮汐现象的3种类型 （月球赤纬 ）
返头潮
回头潮
潮汐要素示意
引力潮
牛顿Newton 万有引力
• 牛顿潮汐静力学理论（平衡潮理论）
白道
月球绕着地球公转的结果使得月球 在天球上也有一个视运动的轨道， 这个轨道称为白道。此视运动轨道 并非指月球绕地球公转的真正轨道 (椭圆形)，而是指月球公转过程中 在天球上的投影点(从地球上看)连 成的圆形轨道。白道面与黄道面的
平均交角为5°9’。
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潮汐发电
潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。利用潮汐发电必须具备两 个物理条件：首先潮汐的幅度必须大，至少要有几米；第二海 岸地形必须能储蓄大量海水，并可进行土建工程。潮汐发电的 工作原理与一般水力发电的原理是相近的，即在河口或海湾筑 一条大坝，以形成天然水库，水轮发电机组就装在拦海大坝里。 潮汐电站可以是单 水库或双水库。
潮位＝水尺读数＋水尺零点高程
潮汐分半日析预报
分潮
气象 分潮
调和 分析
浅海 分潮
日分 潮
11个分潮的周期和相对振幅
朝潮汐的相关术语
潮高基准面潮位高度的计算是以某一基准面为零点起算的，这个
基准面就叫做潮高基准面。潮高基准面必须确定在不受潮汐影响的 当地平均海面以下某一深度，这个深度一般选用最低潮面。由于我 国规定统一使用黄海平均海面，因此黄海的潮高基准面也由全国追 溯使用，黄海潮高基准面就叫“黄零基准面”
垂直引潮力对海水的升降影响很小（最大垂直引潮力相对于地球引 力可以忽略），而水平引潮力则作用明显。 当 =55°时，垂直引潮力为0
潮汐的观测
近岸潮汐的变化不但与引潮力有关，还受到水文气象 因素、海岸形态以及水下地形等影响，各地的差异甚 大。 按我国《港口工程技术规范》规定，港口工程建设需 要20年以上的实测潮位资料。 对于远离验潮站的新建港口也必须至少具有1年以上的 实测潮位资料。
然而，海洋上水质点，不论位于何处，它所受到 的惯性离心力的大小都相等，方向都背离月球， 而且彼此平行．对此作如下证明
为简化问题的研究．我们仅分析月球对海水的 如图1所示，E为地心，M为月球球心，G为公共质 心．月球与地球构成地月系，可近似认为二者是 以其公共质心为圆心做匀速圆周运动，且地球、 月球、公共质心始终都在同一直线上．因此地球 上的任意一点同时参与了两种运动的合运动，一 种是绕公共圆心G的匀速圆周运动，另一种是绕 地轴的匀速圆周运动．
Hale Waihona Puke 拉普拉斯 Laplace• 强迫振动 • 潮汐动力学理论
引力潮
为简化问题的研究．我们仅分析月球对海水的 万有引力及地球绕地月公共质心G旋转而引起的 惯性离心力共同作用引起潮汐的原因．
倘若只考虑月球的作用时，可把地球和月 球视为一个引力系统，它们相互吸引,保持系统 内的平衡，
首先，由万有引力定律可知,地球上不同 地方的水质点所受月球引力大小是不一 样的．离月球近的质点引力大，反之则 小，但引力方向均指向月球球心．