基础海洋学7-2

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1、基础海洋学FundamentalOceanography第七章潮汐牛顿Newton牛顿潮汐静力学理论（平衡潮理论）万有引力拉普拉斯Laplace潮汐动力学理论强迫振动第五节潮汐动力理论第五节潮汐动力理论一、潮汐动力理论的基本思想潮汐动力理论是从动力学观点出发来研究海水在引潮力作用下产生潮汐的过程。1、对于海水运动来说，只有水平引潮力才是重要的；铅直引潮力远小于重力。2、海洋潮汐实际上指的是海水在月球和太阳水平引潮力作用下的一种潮波运动。第五节潮汐动力理论二、各种形态海区中潮波特性1、长海峡中的潮汐和潮流地转效应可使潮波发生变形。在北半球的长海峡中，沿潮波传播方向看，

2、右岸的潮差大于左岸，而在南半球则相反。此外，当ＢＣ断面的海面处于半潮面时，即意味着潮波的节点传到该断面，水平方向上的潮流流速为零。2、窄长半封闭海湾中的潮汐和潮流第五节潮汐动力理论原点入射波反射波流速方程潮位方程3、半封闭宽海湾中的潮汐和潮流因科氏力对潮波运动的影响不能忽略，这种潮波称为旋转潮波。第五节潮汐动力理论t=0t=T/4t=T/2t=3T/4长海峡（北半球）窄长半封闭海湾(长度≤λ/4，宽度<<λ)半封闭宽海湾（北半球）潮波前进波驻波（因湾顶全反射形成）两驻波的叠加（湾顶反射与地转效应）潮流来复流高潮：流向与潮波传向相同低潮：流向与潮波传向相反高、低潮时流

3、速最大半潮面时流速为0来复流涨潮向里，高潮时流速为0退潮向外，低潮时流速为0半潮面时流速最大湾顶处潮流始终为0旋转流潮流矢量反时针旋转矢量末端连线为椭圆无潮点潮流始终为最大各地潮流始终不为0等潮时线一组与潮波传向垂直的直线各地高潮的发生时刻取决于潮波的波速和波向一条与潮波传向相同的直线各地同时达到高潮绕无潮点反时针旋转潮差沿潮波方向看右岸大于左岸，不存在无潮线湾顶大，湾口小存在无潮线（距湾顶λ/4处）岸边大，中间小存在无潮点各种形态中潮波特性的比较第六节风暴潮一、定义风暴潮（stormsurges）是来自海上的一种巨大的自然界的灾害现象，系指由于强烈的大气扰动——如

4、强风和气压骤变所导致的海面异常升高的现象。它结合了通常的天文潮、特别是若恰好赶上了高潮阶段，则往往会使其影响所及的海域水位暴涨，乃至海水浸溢内陆，酿成巨灾！第六节风暴潮二、分类按照诱发风暴潮的大气扰动的特征分类：1、热带风暴(热带气旋)：夏秋季常见，一般伴有急剧的水位变化。三个阶段：先兆波－主振阶段－余振2、温带气旋：主要发生于冬春季节，水位变化是持续的而不是急剧的。3、风潮（windsurge）：渤、黄海特有的，发生于春秋过渡季节。水位变化持续而不急剧。热带风暴温带气旋第六节风暴潮三、中国的风暴潮中国有验潮记录以来的最高风暴潮记录是5.94m，名列世界第三位，是由

5、8007号台风（Joe）在南渡引起的。中国风暴潮一般具有以下特点：1、一年四季均有发生2、发生的次数较多3、风暴潮位的高度较大4、风暴潮的规律比较复杂第六节风暴潮四、预报风暴潮预报，一般可分为两大类：1、经验统计预报——“经验预报”：利用线性回归和统计相关来建立风和气压与特定港口风暴潮位之间的经验预报方程或相关图标。统计分析，易于掌握。对中型风暴潮预报精度较高，只适用于特定地区。2、动力－数值预报——“数值预报”：根据海上风场和气压场，计算出风暴潮位和风暴潮流的时空分布。通过实况天气条件参数用数值计算方式做出预报，更准确。潮汐的观测手段验潮井：竖管，侧向水平进水口，

6、布设仪器：浮筒式：与圆轴（变速系统：轴大小有限，与潮差有关),记录纸、笔、随时间的拖动系统相连。压力式验潮仪：（可直接在外海船上使用）压力变化反映水位，有三种：两探头：内测水压，外测气压，仪器内部设置订正；单探头：若有管通水下，不需订正，若无管，则需外测气压，测量后订正。超声验潮仪：超声测矩仪，声波打到水面反射。以上采样时间是1分钟，采样间隔可设定，一般10分钟、15分钟，潮汐报表是1小时，但必须有高、低潮时间和潮高。2、水尺（watergauge,属人工观测）：一般1小时一次，每次1分钟平均（目测），高低潮时加密至10分钟。潮汐对渔业和制盐的影响准确掌握海水规律对

7、渔业有很大关系。因为海洋上大潮流水急，鱼群容易分散排向外海，或栖居于中上层；小潮流水缓慢，鱼群易集中推向内海，并下沉海底，是底拖网渔轮捕捞的好机会。因此掌握潮情对确定鱼区地点、张网高度、航行时间等都是非常必要的。涨潮时，外海高盐度的海水被推向岸边，是提取海水晒盐的好机会。那时打开盐田闸门，海水自然流进盐田，既保证海水质量又可节省人力物力。潮汐发电潮汐发电的原理，和一般水力发电完全相同，就是利用海水涨落及其造成的水位差，来推动水轮机，水轮机再带动发电机发电。发电站的布置型式通常有三种：单程式（涨潮时把海水放进贮水池，利用涨潮时池内外落差进行发电）双程式（贮水池蓄水