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第四章 海流与海流载荷 海流载荷计算示意图 第五章 海冰与海冰载荷 平均海平面 潮高基准面 海图基准面 大潮高潮面 大潮高潮高 大潮潮差 潮时 平均海平面、海图基准面、潮高基准面示意图 三 潮汐现象 1、潮汐要素 高潮、低潮；涨潮、落潮；潮高、潮差；潮时、历时。 低潮 高潮 高潮 潮差 低高潮 潮高基准面 落 潮 涨 潮 高度 时间 落潮历时 涨潮历时 高潮高 低潮高 平潮 停潮 2 特征潮位 工程上常用到的特征潮位： 1）最高潮位及最低潮位 指历史上曾观测到的最高和最低潮位。 2）平均最高潮位及平均最低潮位 将多年潮位资料中每年的最高和最低潮位进行平均得到的值。 3）大潮平均最高潮位及大潮平均最低潮位 将每月的两次大潮潮位取多年平均得到的值。 4）小潮平均最高潮位及小潮平均最低潮位 将每月的两次小潮的潮位取多年平均得到的值。 四 潮汐成因 1 潮汐椭圆与地球月运动 ①潮汐椭圆：按潮汐静力学理论，覆盖在地球表面的海水，在月、日引力作用下，海面形成椭圆球体。 ②地球月运动：地球中心绕地月质心的运动。 地球绕地、月共同质心的运动是轨迹为圆周的平移运动，在平移过程中，地心、月心和地月质心恒在一条直线上。 天文学结论：当地球绕地月质心转动时，地表各点处的离心力大小相等，且大小和方向都与地心处的质点离心力相同。 fe M E x y 地月离心力 R=6371.221km,x=4650km ● G Y/X=E/M X=0.73r ③月球引力（万有引力） （月球的引力为太阳引力的2.17倍） 地球上各点的月球引力不相同 fg fe M M E E x y 月球引力 （万有引力） 地月离心力 R=6371.221km,x=4650km Moon Earth 地月离心力 万有引力 月球引潮力示意图 2 月球引潮力 平衡潮理论假设： 地表覆盖着等深度的海水，忽略海水运动的惯性力、柯氏力、海底边界摩阻力。 月球引潮力 A B C D 3 引潮力计算 1) 引潮力势 地面水质点受到引潮力的作用,将该点单位质量水质点沿地心方向移至地心处所作的功称为该点的引潮力势. 月球引潮力势： 太阳引潮力势： 月球引潮力： 太阳引潮力： v-垂直分力，指向地心为负；h-水平分力，背向天体为负 式中：G--万有引力常数；M--月球质量；S--太阳质量；E--地球质量； ?--天顶距;r--地球半径；D，D‘--月地、日地间距。 Moon Earth 地月离心力 万有引力 月球引潮力 A B C D 2) 潮高 月球平衡潮潮高 式中：G--万有引力常数；M--月球质量；S--太阳质量；E--地球质量； ?--天顶距;r--地球半径；D，D‘--月地、日地间距。 ? P M’ M N M1 P1 ? A 天顶距?的展开示意图 五 潮汐不等现象 1.日不等现象 某点处每日两次高潮，两次低潮不等，因为月球赤纬角不等于零 2.半月不等现象 地球，太阳和月球三者空间关系不同，形成塑望潮（初一和十五）和方照潮（上弦：初七八，下弦：廿二、廿三）。 3.月不等现象 月球绕地球椭圆轨道运转，每月一次远地潮，一次近地潮。 4.年不等现象 地球绕太阳椭圆轨道运转，每年中地日距离不断变化造成。 M 北 南 A M 北 南 A 赤纬角 潮汐日不等示意图 Sun Moon Earth Sun Earth Moon 潮汐半月不等现象 日、地、月成直角关系 日、地、月在直线上 潮汐月不等和年不等现象示意图 Sun Moon Earth 六 潮汐类型 1）半日潮：一个太阳日内两次高潮和两次低潮。 2）日潮：一个太阳日内一次高潮和一次低潮。 3）混合潮：不规则日潮和不规则半日潮。 某处出现不同类型潮汐，是由该处的位置和太阳、月球和地球三者空间位置决定的。 七 潮汐表及应用 为了方便应用，国家海洋局都要出版一次潮汐表，表中标明经纬度，时区，潮位，历时等数据，供工程应用。 低潮 高潮 高潮 潮差 高低潮 高潮 高高潮 低高潮 低低潮 全日潮 混合潮 半日潮 * * 第一节 海流分类、成因和海流分布 一 分类、成因与特征 海流：海水水平或垂直地由一个海区向另一个海区的大规模流动。 1 按成因分类 潮 流： 引潮力，即日、月引力与地月运动离心力之和 风海流： 风切应力 密度流 ：等压面倾斜产生压差梯度力 波浪流： 波浪传播至沿岸所产生的沿岸流 2 按时间特性分类