航海学§1 潮汐的基本成因和潮汐术语(新)

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图1-1-1 潮汐现象示意图 潮汐现象:
涨潮—高潮(HW)—平潮(slack tide) 落潮—低潮(LW)—停潮(stand tide)
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
二、潮汐的重要性: 1、与渔业、盐业、港口建设、海水动力的 利用有重要的关系。 2、与航海的关系:
直接影响船舶航行计划的实施和航海安全 。 例如:过浅滩,要计算潮高,调整货载和吃 水差;顺流和逆流对航速、燃油的影响等。
f k mM mE R2
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
月球的引力:
f
k
mM mE R2
M
E
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
2.惯性离心力:
地、月之间具有相同的相互吸引力,但 地、月系统能维系平衡,是由于它们绕着其 共同质心运动的结果。地、月系统的公共质 心(G)位于地、月中心(M)的连线上, 且位于地球内部、距离地球中心(E)约 0.73倍的地球平均半径处。
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,前者称为潮汐 (TIDE),白天的海面上升称为潮,晚上的海 面上升称为汐。后者潮流(TIDE STREAM)。
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
—A1:高潮(上中天) —A2:低潮 —A3:第二次高潮(下中天) —A4:第二次低潮 月球两次上下中天的时间:24h50m(一个太阴日) 相邻高潮(低潮)的时间间隔:12h25m
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
图3 月潮椭圆体
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
对潮汐影响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力量。
月球对地面海水的引力,以及地球绕地( 球)、月(球)公共质心进行平动运动所产 生的惯性离心力是形成潮汐的主要原动力。
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
☻本节只讨论月球引潮力,为方便讨论,
平衡潮理论提出两点假设:
(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 水在任何时刻都处于平衡状态。
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
1.月球的引力:
在地球和月球的引力系统中,按万有引力定 律,月球与地球之间的引力与地、月两球的 质量成正比,与它们之间距离的平方成反比 。若以mM表示月球质量,以mE表示地球 质量,R表示地球与月球中心间的距离,则 地球和月球之间的引力为:
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
一、潮汐现象(Tide):Tide, The periodic
variation in the surface level of the oceans and of bays, gulfs, inlets, and estuaries, caused by gravitational attraction of the moon and sun.
(1)地、月系统的公共质心G:
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
地月绕着其共同质心G平动示意图:
M
E
M
G E
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
地月绕着其共同质心G平动示意图:
E
M
G
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
图3-1-2 地、月公共质心
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1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
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
潮汐现象及其成因
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
三、潮汐的基本成因:
潮汐是由天体的引潮力产生的。天体的引 力与惯性离心力的合力称为引潮力。
四、潮汐不等:
1、潮汐的周日不等: (1)产生原因:月赤纬不等于零,且测者纬 度也不等于零。
GE 60.3 R 0.73R 82.5
如图3-1-2所示,质心公式可 写成:
GM mE GE mM
式中,mE—地球质量;
mM—月球质量。
于是,GM GE mE mM
GE
mM
已知:mE=81.5mM和GE+ GM=60.3R(R为地球半径)
,代入上式,则得:
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
(3)月球引潮力及月潮椭圆体 :
☻地球上各点在ห้องสมุดไป่ตู้何时刻均同时受到月球
引力和地球绕公共质心进行平动运动所产生 的惯性离心力的作用,这两个力的矢量和称 为月球引潮力。
☻假设地球表面全被等深的海水所覆盖,
则在引潮力的作用下,地球表面的海水将达 到新的平衡状态而成为其长轴与月地联线一 致的椭圆体,称为月潮椭圆体
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
照耀圈:地球表面上所受引潮力都指向球心的各点组成的水圈。
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
(4)潮汐的形成:
潮汐产生的原动力,是天 体的引潮力,即天体 的引力、地球与天体相对运动所需的惯性离心力的 向量和。其 中最主要的是月球的引潮力,其次是太 阳的引潮力。
(2)地球上各点的惯性离心力:
地球表面上任意一点的圆周运动半径与地心E绕G 作圆周运动的半径EG相同,且运动的角速度也相 同。所以,它所受到的惯性离心力必定与E点的惯 性离心力大小相等,方向相同,即相互平行。它们 都背离自己的圆周运动中心,即背离月球方向。
E
M
潮汐与《潮汐表》的应用
1、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语
航 海 学
浙江国际海运职业技术学院
潮汐与《潮汐表》的应用
大纲要求: ➢了解潮汐的成因、性质和潮汐术语。 ➢掌握中(英)版《潮汐表》出版情况、各卷主 要内容和使用注意事项。 ➢掌握中(英)文版潮汐与潮流的查表与推算方 法。
潮汐与《潮汐表》的应用
主要内容: 1 、潮汐的基本成因、性质和潮汐术语 2、中版《潮汐表》与潮汐推算 3、英版《潮汐表》与潮汐推算 4、潮流推算
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