潮汐现象与引潮力.pptVIP

第11讲

潮汐静力学理论潮汐的形成与引潮力什么是潮汐？潮汐静力学理论什么是潮汐？人们对潮汐的直观认识新石器时代：“贝丘遗址”。赶海：几千年来，沿海居民趁退潮下海采集和捕捉海生动物。晒海盐：长晴纳潮头，雨后纳潮尾。钱塘江潮自古蔚为天下奇观，与南美洲的亚马逊河，南亚的恒河，并称世界三大强潮河流。但涌潮之壮观，以钱塘潮为最。“滔天浊浪排空来，翻江倒海山为摧”。高潮、低潮时的青岛栈桥人们对潮汐的直观认识什么是潮汐？人们对潮汐的直观认识南宋·吴自牧·《梦梁录》：“每岁八月内，潮怒胜于常时，都人自十一日起，便有观者，至十六、十八日倾城而出，车马纷纷，十八日最为繁盛，…自庙子头直至六和塔，…，尽为贵戚内侍等雇赁作看位观潮”。其时有“不惜性命之徒，各系绣色缎子满秆，伺潮出海门，百十为群，执旗泅水上…”唐《海涛志》：“月与海相推，海与月相期”，“盈于朔望，……虚于上下弦”。观钱塘潮的六和塔为什么要研究潮汐？防止涨潮海水倒灌；为海洋渔业、海洋盐业、海上运输业服务；潮汐发电等。研究风暴潮；为海洋军事服务；什么是潮汐？潮汐的定义：是指海水在天体引潮力作用下所产生的周期运动现象，它包括海面垂直涨落(潮位)和海水水平流动(潮流)。被喻为海洋的呼吸。潮汐周期：一般为0.5d或1d。几个术语停潮：低潮前后，潮位处于停滞状态，叫停潮。低潮时：停潮一般有几十分钟，它的中间时刻叫低潮时。低潮高：停潮时的潮位高。平潮：高潮前后有一段时间，潮位也处于停滞状态，叫平潮。同样有高潮时，高潮高。涨潮时：从低潮时到高潮时这一段时间间隔叫“涨潮时”，相应的潮位差叫“涨潮潮差”。落潮时、落潮潮差：类似于涨潮时、涨潮潮差。平均潮差：落潮潮差与涨潮潮差的平均值。潮汐要素图潮汐周期潮汐的类型正规半日潮：在一个太阴日内，有两次高潮和两次低潮，从高潮到低潮和从低潮到高潮的潮差几乎相等，叫正规半日潮，也简称半日潮。010102正规日潮：在一个太阴日内，有—次高潮和一次低潮，叫作正规日潮，有时也称之为全日潮。02混合潮：分为不正规半日潮、不正规全日潮两种。图b是不正规半日潮过程曲线，在一个月中的大多数日子里，有两次高潮和两次低潮；但当月赤纬较大的时候，第二次高潮很小，半日潮特征就不显著。图d是不正规全日潮过程曲线，这种潮汐具有日潮型的特征，但当月赤纬接近零的时候就变成半日潮。321潮汐长周期变化与潮汐不等现象潮汐变化除半日周期和全日周期外，还有半月周期的变化，如果长时间观测，还将发现潮汐具有一个月、一年及18．61年等的长周期变化。01在一个月中，朔望日过后两三天潮差最大，叫大潮潮差；反之在上、下弦之后，潮差最小，叫小潮潮差。02凡是一天之中两个潮的潮差不等，涨潮时和落潮时也不等，这种不规则现象，称为潮汐的日不等现象。高潮中比较高的一个叫高高潮，比较低的叫低高潮；低潮中比较低的叫低低潮，较高的叫高低潮。什么是潮汐？1潮汐的形成与引潮力2潮汐静力学理论3潮汐的形成与引潮力古代人们就知道潮汐与月亮有关，潮汐“随时而应月”(宋·燕肃)。01月亮与地球的运行：共同绕公共质心作平动公转。02平动：在运动过程中，刚体上任意两点的连线保持平行，而且长度不变，那么这种运动就叫做平动。03M为月球质量，K是万有引力常数，D为月地中心距离。作平动转动的物体，各点的惯性离心力相等。地球上（表面或内部）各点惯性离心力大小相等、方向相同，都指向背离月球的方向。两颗星体质量差不多两颗星体质量不同，例如冥王星与冥卫一两颗星体质量相差很多，如月球与地球。两颗星体质量完全不在一个数量级上，如太阳与地球。还存在两星以椭圆轨道互绕的情形。潮汐的形成与引潮力月球引力：根据万有引力定律，地球上任一地点单位质量的物体所受的月球引力为：x为该质点至月球中心的距离。引潮力：惯性离心力相同而引力不同，形成潮汐A点受力比B点(地球中心)大，潮水吸引向月球，涨潮；点受力比B点小，相对于B点水位也会涨起；点和E点水位降低形成退潮。引潮力示意图logo太阳引潮力与月球引潮力一样，两者共同作用形成大小潮。引潮力势势：表征做功能力大小的状态量。引力势：离心力势：引潮力势：*