2022年海洋要素与计算考点总结.docx

1. 明白各个位置的名称平潮： 在潮汐涨落的过程中, 当涨潮达到最高位置时, 水位在一个短时间内不涨也不退, 这一短时段叫做平潮； 平潮期的中间时刻就叫做高潮时；停潮： 当退潮达到最低位以后, 也有一个短时间不涨也不退, 这就叫做停潮,停潮的中间时刻就叫做低潮时；涨潮时, 落潮时： 从低潮时到高潮时所经过的时间就叫做涨潮时, 反之,就叫做落潮时潮差：相邻的高潮与低潮水位的高度差即为潮差补：潮汐：海面周期性的垂直涨落潮流：海水周期性的水平流淌2. 基准面定义: 海岸与海洋工程中,高程测量和水深测量的起算面（零面） 三种类型 :1） 平均海平面：全国统一采纳“黄海平均海平面”作为陆地高程起算面；2） 海图深度基准面：由于潮位的升降,实际海面大约有一半时间 低于平均海平面； 为了保证航海安全,海图中标出的深度最好接近最小深度,海图深度基准面即潮汐可能到达的最低潮面；3） 潮高基准面：《 潮汐表 》 上所预报的潮位值也有一个起算面, 这个起算面称为潮高基准面；3. 潮汐类型正规半日潮（舟山） ,全日潮,不正规半日潮,不正规全日潮4. 海洋潮汐 ：海水在日、月引潮力作用下引起的海面周期性的升降、涨落与进退5 与潮汐有关的天文学基本概念天球： 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； 全部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天顶：如将观测点的垂直直线无限延长后也可与天球交与两点, 向上与天球的交点为天顶,向下延长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天体时圈：通过天极和天体所作的大圆圈赤纬：从天赤道沿着天体的时圈至天体所张的角度称为该天体的赤纬；常用δ表示；时角：观测者所在的天子午圈与天体时圈在天赤道上所张的角度称为时角；天顶距：在天体方位圈上,天体与天顶之间所张的角度称为天顶距； 天子午圈： 地心为中心, 过天极和天顶的大圆圈； 天顶和天子午圈具有地方性；时圈：地心为圆心,过天极和天体的大圆圈天体方位圈：过天顶、天底和天体的大圆圈天赤道：赤道无限扩大,与天球相交的大圆叫天赤道黄道： 太阳周年视运动的轨道； 运动方向与地球公转方向一样： 自西向东白道：月球绕地球公转的结果使得月球在天体上有一个视运动轨道, 称为白道春分点： 太阳从南向北穿过天赤道的点,每年 3 月 21 日秋分点：太阳从北向南穿过天赤道的点,每年 9 月 23 日夏至点：北赤纬最大的点 〔+ 23 °27′〕冬至点：南赤纬最大的点 〔- 23°27′〕平太阳日： 天文学上假定有一个太阳 （平太阳） 在天赤道上作等速运行,其速度等于运行在 黄道上的真太阳的平均速度；这个假想的太阳连续两次经过上中天的时间间隔叫做一个平太阳日；1/24 的平太阳日 =1 个平太阳时太阴日：假想的, 等速在天赤道运行的平太阴连续两次上中天的时间间隔叫做一个太阴日, 1/24 的平太阴日 =1 个平太阴时为什么平太阴日是 24h50min 而平太阳日是 24h？这是由于月球公转方向和地球自转方向相同, 月球每日在白道上平均； ；运行 1311’,而地球需要再转过 1311’（地球绕过这个角度所需的时间约是 50 分）,月球中心才能两次经过这一子午线； 所以,以肯定的地点来说,月球中心通过当地子午线的时刻,总比前一天推迟 50min6. 引潮力合力：公转惯性离心力 和 月球引力水平引潮力和垂直引潮力的分解 见附录VF gM E〔 r 〕 D3〔3cos2 1〕F3 gMH 〔r 〕3sin22 E D结论： （引潮力分布特点）1） 引潮力 ~天顶距 ,FV 在 A、B 两点最大 〔 =0、180o〕,方向都背离地心；而在 C、D 点〔 =90o〕,FV 只有 A、B 两点对应重量的一半,方向指向地心2） FH 在 A、B、C、D 点为 0,而在 F、G、H、K 点达最大值；当月=0,FH 与地轴或赤道成对称分布； 在一个半球都指向 A,在另一个半球都指向 B； 当 月 0,FH 相对地轴或赤道的分布便不对称3） 地球中心, r=0,月球引潮力为 0,即 fcm=fpm4） 太阳引潮力（ FH 或 FV〕 与 F 月对应重量的分布情形相像5） 海洋潮汐现象主要是由月球引潮力产生的,其次是太阳7. 引潮力势1） 定义： 自地心〔引潮力为 0〕移动单位质量物体至地表面上任一点克服引潮力所做的功2） 对月球,其引潮力势为, （只有垂直引潮力作功）rVF dr0r Mr0 K D 3〔3cos21) dr3 Mr 22 K D 3〔cos2 1 〕38. 平稳潮理论1〕 基本假定整个地球表面被等深海水所包围； 海水没有惯性；忽视地转偏向力和摩擦力作用；2）朔望大潮的产生缘由. 太阳引潮力和月引潮力相互叠加. 高潮最高,低潮最低 ->大潮3） 两弦小潮产生缘由月引潮力与太阳引潮力部分抵销高潮最低,低潮最高 ->小潮4）近点潮:月球运动到近地点时,发生的潮汐称之为近地潮 〔或近月潮 〕；远点潮:月球运动到远地点时发生的潮汐,称之为远地潮 〔或远月潮 〕；5） 潮汐不等现象日不等现象（月球的影响） 半日周期与日周期半月不等现象（月＋日的影响） 朔望大潮和两弦小潮月不等现象（地－月椭圆轨道） 月球近地点的月变化年不等现象（地－日椭圆轨道） 地球近日点年变化多年不等现象（多年周期）月赤纬 18.61 年的变化周期, 月球近地点 8.85 年的变化周期6） 最大潮差的运算方法见附录7） 对潮汐静力理论的评判优点：其理论是建立在客观存在的引潮力之上,说明潮汐发生；由此导出的潮高公式运算潮汐周期结果与实际基本相符, 说明潮汐不等；由潮高公式运算出的最大可能潮差与实际大洋相近缺点（为什么在平常潮高高于 78cm）：假定地球完全被海水包围, 与实际差距大；没有考虑海水的运动,无法说明 “潮流 ”现象； 浅海、近岸地区的潮差与理论结果相差大； 与某些地区的潮汐规律不符 〔按平稳潮理论,赤道永久不会显现全日潮,与实际不符 〕；无法说明大潮的滞后现象；无法说明半封闭海湾的潮汐现象（无潮点） ；9. 潮汐动力学理论1）开尔文波：在科氏力作用下,传播方向右岸的振幅要比左岸的振幅大,这种波叫开尔文波； 2）无潮点：在两个振动节线的交点上,潮汐涨落为零,这一点称为无潮点3〕旋转潮波系统（科氏力 +水平压强梯度力） ：等潮差线为环状分布, 而同潮时线就为放射线外形, 这种潮波系统, 叫旋转潮波系统, 在北半球其旋转方向大多是反时针的,在南半球却大多是顺时针方向；4）假想天体：人们为了运算太阳、 月球的引潮力所引起的海洋潮汐, 就把具有复杂周期的潮汐看作是很多周期长短各异的潮汐叠加而成的,而且假设与每一个这样周期的潮汐都对应有一个天体, 即假想天体； 5）分潮：我们可以假定真正天体对潮汐所引起的每一种变化,都不 是天体本身的作用, 而是由一个或几个假想天体所产生的, 这些假想天体对海水所引起的潮汐称为分潮；10. 调和分析1） 实际潮汐情形高潮不肯定发生在中天时,而是滞后肯定时间（高潮间隙） ； 大潮不肯定发生在朔望日,而是滞后 1～ 3 天（潮龄）；各地潮差不等,甚至特别悬殊；相邻两地可能发生不同性质的潮汐2） 潮汐静力理论不足成因（“迟到、高潮间隙、潮龄”的产生） 大陆对海水阻隔 阻碍了抱负的潮汐椭圆体的形成；海洋深浅不一,海底坎坷不平 海水受较大摩擦力； 海水粘滞性、惯性影响；（ 潮差及潮汐的转变 ）沿岸海区水深变化大、海底地势复杂、岸形曲折, 特别是浅滩、狭窄海湾的存在；3） 常见半日分潮M2：主要月球半日分潮 S2：主要太阳半日分潮N2：主要月球椭圆率 K2：月、日合成半日分潮常见日分潮K1：月、日合成日分潮 O1：主要月球日分潮P1：主要太阳日分潮 Q1：主要月球椭圆率‘1’—1/1T--- 一个周期 ‘2’---1/2T----1/2 周期常见浅海分潮M4：月浅海 1/4 日分潮 MS4：月日浅海 1/4 日分潮M6：月浅海 1/6 日分潮。