航海学_潮汐与潮流
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月引潮力:
地球上各点的月引力和 月地离心力的矢量和。
地心:零 地面:各不相同
由于月引潮力的存在,使地球表面 上的海水形成月潮椭圆体。 特点:长轴方向位于月地连线上, 短轴方向位于月地垂线上。
A 4
M
A 1
P A 2 E
如图,设是月球赤纬为零 的月潮椭圆体,此时椭圆 体长轴与地轴垂直,PN为 A 3 地理北极,A1、A2、A3、 A4分别为A在地球自转一周 中的四个位置。
潮汐的基本成因
潮汐由天体的引潮力产生的。 引潮力:天体的引力和惯性离心力的合力。 对潮汐影响较大的是月球和太阳的引潮力,其中月球引潮力 是产生潮汐的主要因素,包括月球的引力和地球绕月地公共 质心进行平动运动所产生的惯性离心力。 两个假设 整个地球被等深的大洋所覆盖,所有自然因素对潮 汐不起作用; 海水无摩擦力和惯性力,外力使海水在任何时候都 处于平衡状态。
当月球处于新月(阴历初一)或满月(阴历十五)时,太阳和 月球的潮汐椭圆体的长轴在同一子午圈平面内,则月引潮力和 太阳引潮力相互递加,使合成的潮汐椭圆体长轴更长,短轴更 短,从而形成了高潮相对最高,低潮相对最低,即一个月中海 水涨落最大的现象,称为大潮(Spring Tide);
月球处于上弦(阴历初七、八)或下弦(阴历二十二、二十三) 时,太阳和月球的潮汐椭圆体的长、短轴在同一子午圈平面内, 因此两者的引潮力相互抵消一部分,使合成的潮汐椭圆体长轴 变短,短轴变长,从而形成了高潮相对最低,低潮相对最高, 即一个月中海水涨落最小的现象,称为小潮(Neap Tide); 海水的涨落变化是以半个溯望月为周期的,这种现象称为潮汐的 半月不等(Semimenstrual inequality of Tide)。
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(neap tide)
潮汐的视差不等 地球位于椭圆轨道的一个焦点上。潮汐的视差不等是由于月球 和太阳与地球间的距离变化,使月球引潮力和太阳引潮力发生 变化,从而产生的潮汐不等现象。 月球位于近地点时,其引潮力要比远地点时约大40﹪。 地球位于近日点时的太阳引潮力比远日点约大10 ﹪。 月球视差不等----月亮引潮力的变化。(周期为27.3天) 太阳视差不等----太阳引潮力的变化。(周期为365.25
平潮(Slack Tide):高潮前后的一段时间内,海面处于停止 状态,称为平潮。
高潮时(Time of High Water):简记THW,平潮的中间时刻。 涨潮时间(Duration of Rise):从低潮到高潮的时间间隔。 落潮时间(Duration of Fall):从高潮到低潮的时间间隔。
潮汐的半月不等 上面仅仅考虑了月引潮力,虽然月引潮力比太阳的引潮力大 2.17倍,但实际上太阳的引潮力同样会产生太阳潮汐椭圆体, 而且太阳的两次上(下)中天的时间间隔为一太阳日24h, 当太阳的赤纬不为零时,也会发生太阳潮汐的周日不等现象, 所以太阳潮的存在使潮汐现象更为复杂,因月球、太阳和地 球在空间周期性地改变着相对位置,从而产生了潮汐的半月 不等现象。
潮汐不等
潮汐的周日不等 成因:0 且 0 在一个太阴日中,两个高潮 P N 和两个低潮有明显的差异; L D D 1 2 涨落潮的时间间隔也不相等 Z Z M 1 3 称为潮汐的周日不等。 Z 2 其中较高的一次高潮叫高高潮 Q1 Q 3 Q 2 (HHW),较低的一次高潮叫 低高潮(LHW),而两次低潮 L ' 中较高的一次叫高低潮(HLW), P S 较低的一次叫低低潮(LLW)。
月亮的赤纬为零时称为分点潮。
月球赤纬增大,周日不等的现象更为显著,且与测者的地理 纬度有关,即 、愈大,现象愈显著。 。 当测者纬度很高( >90- ) ,月亮赤纬又较大时,某相邻的 低高潮和高低潮的高度可能相差无几,形成一天只有一次高潮、 一次低潮,称为日潮现象。 当月赤纬达到最大时,潮汐周日不等现象最为显著,月赤纬 最大时的潮汐称为wenku.baidu.com归潮。
潮汐与潮汐推算
潮汐的基本成因与潮汐不等 中版《潮汐表》与潮汐推算 英版《潮汐表》与潮汐推算 潮流推算
潮汐的基本成因和潮汐术语
潮汐现象
潮汐(Tide):海面在外力作用下产生的周期性的升降现象。
白天的海面上升为潮,晚上的海面上升为汐。 涨潮(Rising tide或Flood tide):海面上升的过程。 落潮(Falling tide或Ebb tide ):海面下降的过程。 高潮(High Water):海面涨到最高位置时,称为高潮。 低潮(Low Water):海面落到最低位置时,称为低潮。 潮流(Tidal Stream):伴随海面周期性的升降运动而产生 的海水周期性的水平方向的流动。
x M R
f k
E
mM m E R2
mM 1 x2
月球对地球的吸引力:
地球表面某单位水质点所受引力:
fp k
与距离月心的距离平方成反比,近月处大, 远月处小,方向指向月心。 地球上各点的惯性离心力: 月、地引力系的公共质心G,位于月地的连线上,离地心0.73倍 的地球半径位置上,绕地球一周,G也绕地球一周,对地球各点 产生相对与G的平行绕动,而产生离心力。 各点离心力的大小相等且平行,方向背向月球。
在A1点,月球处于上中天,该地海面上升到最高位置形成高潮; 而地球自转90度到A2点时,该地海面相对降低到最低位置形成低潮; 再转过90度到A3点,月球处于该地下中天,海面又上升到最高位置, 即形成该地该日的第二次高潮; 随着到A4点,海面又下降到最低位置形成该日的第二次低潮。
月球连续两次上(下)中天的平均时间间隔越为24h50m,即一个 太阴日,故在一个太阴日中同一地点产生两次高潮和两次低潮, 相邻高(低)潮的时间间隔为12h25m。
潮汐的变化周期:指相邻高潮或相邻低潮的时间间隔,一般大约 为半天或一天,即所谓的半日潮和日潮 。 注意的是:海水的涨落时快时慢,高潮后,海面下降速度缓慢, 到高、低潮中间附近时下降速度最快,随后又减慢, 直到发生低潮。
停潮(Slack Tide):低潮前后的一段时间内,海面处于停止 状态,称为停潮。 低潮时(Time of Low Water):简记TLW,停潮的中间时刻。