海洋技术概论.ppt

海浪 潮汐及潮位的观测 小组成员 王彤 孙敬文 闫韵 王洋 大纲 1 发展史2 基本原理3 观测方法4 观测仪器及原理 中国进行系统的海浪观测是新中国成立以后开始的 50年代初 为提高天气预报的准确性以及国防的需要 利用台风浪产生的涌浪 推算台风位置及其移动 作为台风预报的一种辅助手段 中国科学院地球物理研究所和中国人民解放军海军在青岛东郊小麦岛建立了全国第一个海浪观测站 50年代中期 小麦岛 朱家尖海浪观测站在小麦岛东南方21海里的朝连岛 青岛市的团岛都曾进行过短期的海浪观测 1958年全国开展海洋普查 大量的舰船参加海上调查并进行海浪目测 随着设备的提升和技术的改进 开展更为准确和长期性的海浪观测 海浪观测发展史 潮汐观测发展史 人类对潮汐的观测始于公元前1400年以前 可以分为萌芽时期 公元1400前 奠基时期 1400 1900 成长时期 1900 1950 和现代化时期 1950 四个时期 萌芽时期人们进行原始的水文观测 水位观测等 并积累了大量水文经验 萌发了水文循环观念 奠基时期人们发明了观测仪器 开始开展水文测验 应用水文学兴起 成长时期人们改进了水文计算和预报方法现代化时期又有很多新技术应用进来 包括水文数学模型 地下水模型 水面蒸发和水质模型等 2 原理 海浪 海浪包括天体引力 海底地震 火山爆发 塌陷滑坡 大气压力变化和海水密度分布不均等外力和内力作用下 形成的海啸 风暴潮和海洋内波等 它们都会引起海水的巨大波动海浪是海面起伏形状的传播 是水质点离开平衡位置 作周期性振动 并向一定方向传播而形成的一种波动 水质点的振动能形成动能 海浪起伏能产生势能 这两种能的累计数量是惊人的 在全球海洋中 仅风浪和涌浪的总能量相当于到达地球外侧太阳能量的一半 海浪的能量沿着海浪传播的方向滚滚向前 因而 海浪实际上又是能量的波形传播 海浪波动周期从零点几秒到数小时以上 波高从几毫米到几十米 波长从几毫米到数千千米 潮汐 海水随着地球自转也在旋转 而旋转的物体都受到一种力的作用 使它们有离开旋转中心的倾向 这就好像旋转张开的雨伞 雨伞上水珠将要被甩出去一样 同时海水还要受到月球 太阳及其他天体的吸引力 因为月球离地球最近 所以月球的吸引力较大 这样海水在这两个力的共同作用下形成了引潮力 由于地球 月球在不断运动 地球 月球与太阳的相对位置在发生周期性变化 因此引潮力也在周期性变化 这就使潮汐现象周期性地发生 3 观测 海浪观测及观测方法 海浪观测要素为海浪的波高 周期 波型 波向和海况 海浪观测既要在岸边台站上进行 也要在海上或船上实施 岸边台站的海浪观测者是为了取得沿岸较有代表性的海浪资料 观测地点应面向开阔开面 避免岛屿 暗礁和沙洲等障碍物 海上或船上的观测者获得的离岸较远的开阔海域的海浪资料 可用于理论研究 风浪预报 风浪预报 船舶航行及捕捞等 目前世界上监测海浪主要手段仍以海洋船舶 海洋浮标站 岸边和岛屿海洋站监测为主 3 观测 潮汐观测 潮汐是海水受月 日等天体的引力作用而使得海面周期性的涨落 这种海面的升降是和海浪的波动混合在一起的 潮汐观测要素为潮高 高潮 低潮的潮高及对应潮时 为了把潮汐引起的海面升降与波浪分离出来 人们设置了专门用于潮汐观测 形如水井的特殊建筑物 这就是验潮井 验潮井的建造不仅要使得井内和井外的海面一致 同时还要消除海上波浪的影响 有了验潮井 人们就可以用仪器自动测量井内水面 相当于井外海面 的涨 落变化 通过验潮井进行潮汐观测 是一种较准确 可靠的岸边潮位观测方法 4 仪器 常用的海浪观测仪器有6种 1 视距测波仪 也叫光学测波仪 2 刀电阻和电容测波仪 3 压力测波仪 4 声学测波仪 5 重力测波仪 6 遥感测波仪 近年来遥感测波仪的应用发展很快 在国外已应用于飞机和海洋卫星 因而为大面积快