潮汐PPT课件
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各质点力的方向指向月球中心，不平行。
惯性离心力
地-月公共质心
M
0.73r
GE
地球各点惯性离心力
➢ 地球的平动运动
➢ 大小：
fc
k
mM 1 D2
➢ 地面各点：相等、平行、背离月球
月球引力
月球对地球的吸引力：f k 地球表面某水质点所受引力mMΒιβλιοθήκη mE R2➢ 大小 ❖ 方向
fm
k
mM 1 x2
1）春分点：太阳从南向北穿过天赤道的点 2）秋分点：太阳从北向南穿过天赤道的点 3）升交点：月球由南向北和黄道相交的点 4）降交点：月球由北向南和黄道相交的点
第二节 与潮汐有关的天文学知识
二、时间单位
1、平太阳日和平太阳时 2、平太阴日和平太阴时
1平太阴日＝24.8412平太阳时（约等于 24h50min）
新月/满月时潮汐现象
月潮椭圆体
太阳潮椭圆体
满月
月引潮力
大潮 P
新月
太阳引潮力
太阳
❖太阳引潮力和月引潮力相互叠加 ❖高潮最高，低潮最低->大潮
上弦/下弦时潮汐现象
❖ 月引潮力与太 阳引潮力部分 抵销
❖ 高潮最低，低 潮最高->小潮
上弦月
小潮
太阳潮椭圆体
太阳引潮力
地球
月引潮力
太阳
月潮椭圆体
下弦月
大潮与小潮
第四节 平衡潮
2、潮汐静力理论 1）理论假定：地球为一个圆球，表面被等深海水 覆盖；海水没有粘质性、没有惯性；海水不受地 转偏向力、摩擦力的作用。 2）基本思想：考虑引潮力后的海面变成了椭球形。 由于地球的自转，地球的表面相对于椭球形的海 面运动，这就造成了地球表面上的固定点发生周 期性的涨落而形成潮汐。 3）结论：潮汐类型与纬度密切相关。赤道－半日 潮，两极－全日潮
第二节 与潮汐有关的天文学知识
天顶：若将观测点的垂直直线无限延伸后也 可与天球交与两点，向上与天球的交点为 天顶，向下延伸与天球的交点为天底。
天子午圈：在天球上，以地心为圆心，通过 天极和天顶所作的大圆圈
中天：天体通过子午圈。由于地球作周日旋 转，每个天体一昼夜内有两次中天，即天 体的时圈在一昼夜内有两次与天子午圈重 叠。天体靠近天顶时叫上中天，靠近天底 时称下中天。
第一节 潮汐现象
大潮 潮差
小潮 潮差
第二节 与潮汐有关的天文学知识
一、某些天文学的基本概念
1、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的天体的球 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。
天轴：将地轴无限延长的所得到的假想轴 天极：天轴与天球的交点 北天极：天轴与地球上的北极所对应的那一点 南天极：天轴与地球上的南极所对应的那一点
加拿大芬地湾 最大潮差16.3米
Bay of Fundy, Canada
钱塘钱江塘大江 潮
第一节 潮汐现象
潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太 阳）引潮力作用下所产生的周期性运动， 习惯上把海面铅直向涨落称为潮汐（“潮” 指白天海水上涨，“汐”指晚上海水上 涨），而海水在水平方向的流动称为潮流。
3、朔望月（盈亏月） • 月球从新月（或满月）位置出发再回到新
月（或满月）位置的时间间隔。
Northern Hemisphere
第三节 引潮力
一、引潮力的定义 1、公转惯性离心力（fc）：绕地月公共质
心公转平动的结果,地球各点受力大小相等、 方向相同。各质点力的方向背离月球，彼 此平行。
2、月球引力（fm）：力随位置不同而变化。
期，月球近地点8.85年的变化周期
第四节 平衡潮
三、推算潮时的简易方法——八分算潮法
• 表达式： 高潮时＝0.8h×[农历日期－1（或16）]＋高潮间 隙
一、潮汐要素 • 潮位高度、时间，平潮－高潮时、停潮
－低潮时，涨潮时、落潮时，高潮高、低 潮高、潮差。
高度
高潮
高潮
潮差
高潮高
时间
低潮高
落潮时
低潮 涨潮时
基准面
潮汐要素示意图
第一节 潮汐现象
二、潮汐不等与潮汐类型
1、潮汐的类型 1）正规半日潮 2）不正规半日潮 3）正规日潮 4）不正规日潮 2、潮汐的不等现象 一天之中两个潮的潮差不等，涨潮时和落潮时也 不等的现象称为潮汐的日不等现象。 高高潮、低高潮、低低潮、高低潮；大潮潮差、小 潮潮差。
海洋与人类文明
Ocean and Human Civilization
第七章 潮汐 (Tide)
余道安:《海潮图序》 “潮之涨落，海非增减， 盖月之所临，则之往从之”
王充：《论衡》 “涛之起也，随月盛衰”。
颜之推 《颜氏家训·归心》： “潮汐去还，谁所节度？”
Bay of Fundy, Canada
FV FV'
M S
D'3 D3
2.17
太阳质量=3*107月球质量
地球太阳距离=400地球月亮距离
第三节 引潮力
三、引潮力势
第四节 平衡潮
一、潮汐静力理论 1、等势面：从地心移动单位质量物体到某
一点，克服重力和引潮力所作的功，叫做 这一点的位势，位势相等的点连成的面称 为等势面。不考虑引潮力的情况下，等势 面为圆球面，考虑引潮力后等势面为一椭 球面。
第四节 平衡潮
二、平衡潮潮高公式 1、潮高公式
2、潮汐的不等现象 • 1）日不等现象（月球的影响）半日周期与日周期 • 2）半月不等现象（月＋日的影响）朔望大潮和两弦小潮 • 3）月不等现象（地－月椭圆轨道）月球近地点的月变化 • 4）年不等现象（地－日椭圆轨道）地球近日点年变化 • 5）多年不等现象（多年周期）月赤纬18.61年的变化周
第二节 与潮汐有关的天文学知识
2、天赤道、黄道与白道
1）天赤道：将地球的赤道面无限延伸后和天球 相交的大圆圈，叫做天赤道，或天球赤道。 2）黄道：太阳的周年视运动轨道 3）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。
第二节 与潮汐有关的天文学知识
春分点、秋分点、升交点及降交点
x
M R
E
第三节 引潮力
月球引力
D
A
E
B
M
C
第三节 引潮力
月球引力 惯性离心力
M
D
A
E
B
C
第三节 引潮力
月球引力 惯性离心力 月引潮力
➢ 地心： M ➢ 地面：
D
A
E
B
C
第三节 引潮力
二、引潮力公式
P点的引潮力F:
F＝fpm（月球引力）＋fcm（公转离心力）
• 其量值与天体的质量成正比，与天体到地球中心距 离的3次方成反比。月球的引潮力是太阳的2.17倍。
惯性离心力
地-月公共质心
M
0.73r
GE
地球各点惯性离心力
➢ 地球的平动运动
➢ 大小：
fc
k
mM 1 D2
➢ 地面各点：相等、平行、背离月球
月球引力
月球对地球的吸引力：f k 地球表面某水质点所受引力mMΒιβλιοθήκη mE R2➢ 大小 ❖ 方向
fm
k
mM 1 x2
1）春分点：太阳从南向北穿过天赤道的点 2）秋分点：太阳从北向南穿过天赤道的点 3）升交点：月球由南向北和黄道相交的点 4）降交点：月球由北向南和黄道相交的点
第二节 与潮汐有关的天文学知识
二、时间单位
1、平太阳日和平太阳时 2、平太阴日和平太阴时
1平太阴日＝24.8412平太阳时（约等于 24h50min）
新月/满月时潮汐现象
月潮椭圆体
太阳潮椭圆体
满月
月引潮力
大潮 P
新月
太阳引潮力
太阳
❖太阳引潮力和月引潮力相互叠加 ❖高潮最高，低潮最低->大潮
上弦/下弦时潮汐现象
❖ 月引潮力与太 阳引潮力部分 抵销
❖ 高潮最低，低 潮最高->小潮
上弦月
小潮
太阳潮椭圆体
太阳引潮力
地球
月引潮力
太阳
月潮椭圆体
下弦月
大潮与小潮
第四节 平衡潮
2、潮汐静力理论 1）理论假定：地球为一个圆球，表面被等深海水 覆盖；海水没有粘质性、没有惯性；海水不受地 转偏向力、摩擦力的作用。 2）基本思想：考虑引潮力后的海面变成了椭球形。 由于地球的自转，地球的表面相对于椭球形的海 面运动，这就造成了地球表面上的固定点发生周 期性的涨落而形成潮汐。 3）结论：潮汐类型与纬度密切相关。赤道－半日 潮，两极－全日潮
第二节 与潮汐有关的天文学知识
天顶：若将观测点的垂直直线无限延伸后也 可与天球交与两点，向上与天球的交点为 天顶，向下延伸与天球的交点为天底。
天子午圈：在天球上，以地心为圆心，通过 天极和天顶所作的大圆圈
中天：天体通过子午圈。由于地球作周日旋 转，每个天体一昼夜内有两次中天，即天 体的时圈在一昼夜内有两次与天子午圈重 叠。天体靠近天顶时叫上中天，靠近天底 时称下中天。
第一节 潮汐现象
大潮 潮差
小潮 潮差
第二节 与潮汐有关的天文学知识
一、某些天文学的基本概念
1、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的天体的球 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。
天轴：将地轴无限延长的所得到的假想轴 天极：天轴与天球的交点 北天极：天轴与地球上的北极所对应的那一点 南天极：天轴与地球上的南极所对应的那一点
加拿大芬地湾 最大潮差16.3米
Bay of Fundy, Canada
钱塘钱江塘大江 潮
第一节 潮汐现象
潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太 阳）引潮力作用下所产生的周期性运动， 习惯上把海面铅直向涨落称为潮汐（“潮” 指白天海水上涨，“汐”指晚上海水上 涨），而海水在水平方向的流动称为潮流。
3、朔望月（盈亏月） • 月球从新月（或满月）位置出发再回到新
月（或满月）位置的时间间隔。
Northern Hemisphere
第三节 引潮力
一、引潮力的定义 1、公转惯性离心力（fc）：绕地月公共质
心公转平动的结果,地球各点受力大小相等、 方向相同。各质点力的方向背离月球，彼 此平行。
2、月球引力（fm）：力随位置不同而变化。
期，月球近地点8.85年的变化周期
第四节 平衡潮
三、推算潮时的简易方法——八分算潮法
• 表达式： 高潮时＝0.8h×[农历日期－1（或16）]＋高潮间 隙
一、潮汐要素 • 潮位高度、时间，平潮－高潮时、停潮
－低潮时，涨潮时、落潮时，高潮高、低 潮高、潮差。
高度
高潮
高潮
潮差
高潮高
时间
低潮高
落潮时
低潮 涨潮时
基准面
潮汐要素示意图
第一节 潮汐现象
二、潮汐不等与潮汐类型
1、潮汐的类型 1）正规半日潮 2）不正规半日潮 3）正规日潮 4）不正规日潮 2、潮汐的不等现象 一天之中两个潮的潮差不等，涨潮时和落潮时也 不等的现象称为潮汐的日不等现象。 高高潮、低高潮、低低潮、高低潮；大潮潮差、小 潮潮差。
海洋与人类文明
Ocean and Human Civilization
第七章 潮汐 (Tide)
余道安:《海潮图序》 “潮之涨落，海非增减， 盖月之所临，则之往从之”
王充：《论衡》 “涛之起也，随月盛衰”。
颜之推 《颜氏家训·归心》： “潮汐去还，谁所节度？”
Bay of Fundy, Canada
FV FV'
M S
D'3 D3
2.17
太阳质量=3*107月球质量
地球太阳距离=400地球月亮距离
第三节 引潮力
三、引潮力势
第四节 平衡潮
一、潮汐静力理论 1、等势面：从地心移动单位质量物体到某
一点，克服重力和引潮力所作的功，叫做 这一点的位势，位势相等的点连成的面称 为等势面。不考虑引潮力的情况下，等势 面为圆球面，考虑引潮力后等势面为一椭 球面。
第四节 平衡潮
二、平衡潮潮高公式 1、潮高公式
2、潮汐的不等现象 • 1）日不等现象（月球的影响）半日周期与日周期 • 2）半月不等现象（月＋日的影响）朔望大潮和两弦小潮 • 3）月不等现象（地－月椭圆轨道）月球近地点的月变化 • 4）年不等现象（地－日椭圆轨道）地球近日点年变化 • 5）多年不等现象（多年周期）月赤纬18.61年的变化周
第二节 与潮汐有关的天文学知识
2、天赤道、黄道与白道
1）天赤道：将地球的赤道面无限延伸后和天球 相交的大圆圈，叫做天赤道，或天球赤道。 2）黄道：太阳的周年视运动轨道 3）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。
第二节 与潮汐有关的天文学知识
春分点、秋分点、升交点及降交点
x
M R
E
第三节 引潮力
月球引力
D
A
E
B
M
C
第三节 引潮力
月球引力 惯性离心力
M
D
A
E
B
C
第三节 引潮力
月球引力 惯性离心力 月引潮力
➢ 地心： M ➢ 地面：
D
A
E
B
C
第三节 引潮力
二、引潮力公式
P点的引潮力F:
F＝fpm（月球引力）＋fcm（公转离心力）
• 其量值与天体的质量成正比，与天体到地球中心距 离的3次方成反比。月球的引潮力是太阳的2.17倍。