航海学IIPart11.ppt

航海学 次数 第22次时间 1000 1140日期 2003年3月25日星期二地点 02B0120 三 潮汐类型 潮汐术语1 潮汐类型 1 正规半日潮 在一个太阴日内发生两次高潮和低潮 两次高潮和两次低潮的高度都相差不大 涨落潮时也很接近 正规半日潮港如青岛 巴拿马等 2 不正规半日潮混合潮 它基本上还具有半日潮的特性 但在一个太阴日内相邻的高潮或低潮的潮位相差很大 涨潮时和落潮时也不等 如浙江镇海港和亚丁港等 3 不正规日潮混合潮 其在半个月中 日潮的天数不超过7天 其余天数为不正规半日潮 如鄂霍次克海的马都加和南海暹罗湾等 4 正规日潮 其在半个月中有连续l 2以上天数是日潮 而在其余日子则为半日潮 我国南海有许多地点 北部湾 红岛 德顺港等 潮汐涨落情况 都属于正规日潮型 2 潮汐术语 潮汐图解 平均海面 meansealevel MSL 根据长期潮汐观测记录算得的某一时期内的海面平均高度 海图深度基准面 chartdatum CD 计算海图水深的起算面 潮高基准面 tidaldatum TD 计算潮高的起算面 一般即为海图深度基准面 如两者不一致时 则应进行订正 才能将潮高应用到海图上 涨潮时间 durationofrise 从低潮时到高潮时的时间间隔 落潮时间 durationoffall 从高潮时到低潮时的时间间隔 平潮 slack 与停潮 stand 当高潮发生后 海面有一段时间呈现停止升降的现象 称为平潮 低潮发生后 海面也有一段时间呈现停止升降的现象 称为停潮 潮差 tidalrange 相邻高 低潮潮高之差 大潮升 springrise SR 从潮高基准面到平均大潮高潮面的高度 小潮升 neaprise NR 从潮高基准面到平均小潮高潮面的高度 回归潮 tropictide 当月球赤纬最大时 此时月球在北回归线或南回归线附近 的潮汐称为回归潮 此日寸 潮汐周日不等现象最显著 分点潮 equinoctialtide 当月球赤纬最小时的潮汐称为分点潮 此时潮汐周日不等现象最小 高高潮 higherhighwater HHW 在一个太阴日中发生的两次高潮中潮高较高的高潮 低高潮 lowerhighwater LHW 在一个太阴日中发生的两次高潮中潮高较低的高潮 高低潮 higherlowwater HLW 在一个太阴日中发生的两次低潮中潮高较高的低潮 低低潮 lowerlowwater LLW 在一个太阴日中发生的两次低潮中潮高较低的低潮 潮龄 tidalage 由朔望至实际大潮发生的时间间隔称为潮龄 潮龄一般为1天 3天 平均高 低 潮间隙 meanhigh lowwaterinterval MHWI MLWI 每天月中天时刻至高 低 潮时的时间间隔的长期平均值称为平均高 低 潮间隙 潮汐图解 第二节中国 潮汐表 与潮汐推算一 中国 潮汐表 的几个说明1 出版情况我国出版的年度 潮汐表 系由国家海洋局海洋情报研究所编制 共六册 前三册覆盖中国沿岸 后三册覆盖世界大洋区域 各册范围如下 第一册 中国黄海和渤海沿岸 从鸭绿江口至长江口 第二册 中国东海沿岸 从长江口至台湾 第三册 中国南海沿岸及诸群岛 包括广东 广西和南海诸岛 第四册 太平洋及邻近海域 第五册 印度洋沿岸 含地中海 及欧洲水域 第六册 大西洋沿岸及非洲东海岸 潮汐表 每年出版一次 下年度 潮汐表 均在本年度提前编好发行 2 主要内容 1 主港潮汐预报表 这部分刊载了各主港的逐日高 低潮时和潮高预报以及我国部分港口的逐时潮高 2 潮流预报表 这部分刊载了部分海峡 港湾 航道以及渔场的潮流预报 3 差比数和潮信表 这部分用于以附港和主港差比数推算附港潮汐 用潮信资料概算潮汐 还刊有 部分港口潮高订正值表 格林尼治月中天时刻表 东经120 月中天时刻表 北京标准时 和 月赤纬表 世界时0时 以及梯形图卡 3 注意事项 1 我国沿海港口用北京标准时 东8区 外国诸港均在每页左下角注明所用标准时 2 关于潮高基准面与深度基准面的不一致 有些港口的海图深度基准面与 潮汐表 采用的潮高基准面不尽一致 使用时应予订正 如图所示 3 关于 潮汐表 的误差及水文气象的影响在正常情况下 潮汐表 预报潮时的误差在20min 30min以内 潮高误差在20cm 30cm以内 实际水深 海图水深 潮高 CD TD 海图水深 实际水深 潮高 CD TD 例1 某地某时潮高为3 0m 该地海图水深10m 海图深度基准面在平均海面下2 5m 潮高基准面在平均海面下1 5m 求当时当地的实际水深 解 实际水深 海图水深 潮高 CD TD 10 3 0 2 5 1 5 14 m 二 利用 潮汐表 推算潮汐1 求主港高 低潮的潮时和潮高 或求部分港口每小时潮高 可直接查 潮汐表 求得 但应注意船时和表列标准时是否一致 2 求附港的高 低潮时和潮高 1 名词解释 2 应用差比数进行推算的公式 3 附港潮汐推算举例 4 利用潮信资料概算潮汐 高 低 潮时差 主港与附港高 低 潮潮时之差 正号 表示附港高 低 潮潮时比主港高 低 潮潮时晚 负号 表示附港高 低 潮潮时比主港高 低 潮潮时早 潮差比 对半日潮港来说 是指附港的平均潮差与主港的平均潮差之比 对日潮港来说 是指附港的回归潮大的潮差与主港的回归潮大的潮差之比 改正值 使用潮差比由主港潮高计算附港潮高时 若附港基准面不是用主港基准面确定的 需要对附港潮高加以订正 使之变为从附港基准面起算 此订正数就是表列的改正值 附港潮时的计算公式为 附港高 低 潮时 主港高 低 潮时 高 低 潮时差附港潮高前三册的计算公式 当主 附港季节改正数较大时为 附港高 低 潮高 主港高 低 潮高 主港平均海面 主港季节改正数 潮差比 附港平均海面 附港季节改正数 当主 附港季节改正数不大时 可不必进行平均海面的季节改正 而直接用差比数栏中的改正值求得附港的潮高 即 附港高 低 潮高 主港高 低 潮高 潮差比 改正值 第四册的计算公式为 附港高 低 潮高 主港高 低 潮高 潮差比 改正数 潮高季节改正数在利用上述公式求附港潮汐时 应首先在 差比数和潮信表 中查取附港资料和其主港的名称 前三册按序查取 第四册至第六册从地名索引查取 进而查出主港资料 从而计算附港潮汐 例2 求铜沙1994年2月1日潮汐 解 从1994年第一册 潮汐表 的 差比数和潮信表 中查得 铜沙 编号5012 的主港是吴淞 编号5006 高潮时差为 0157 低潮时差为 0221 潮差比1 21 铜沙平均海面260cm 吴淞平均海面为202cm 根据主 附港编号和日期查得这两港的平均海面季节改正值均为 25cm 从 主港潮汐预报表 中可查出吴淞潮汐为0327315cm 1127059cm 1539328cm 2358059cm 求铜沙 附港 潮汐格式如下 高潮时低潮时主港吴淞1 2 94潮时0327153911272358潮时差 0157 01570221 0221附港铜沙l 2 94潮时0130134209062137高潮潮高低潮潮高主港吴淞1 2 94潮高315328059059主港季节改正后的平均海面 202 25 177177177177主港平均海面上的潮高138151 118 118潮差比 1 211 211 211 21附港平均海面上的潮高167183 143 143附港季节改正后的平均海面 260 25 235235235235附港铜沙1 2 94潮高402418092092 例3 求铜沙1994年5月l日潮汐 解 同上例从1994年第一册 潮汐表 的 差比数和潮信表 中查得 铜沙 编号5012 的主港是吴淞 编号5006 高潮时差为 0157 低潮时差为 0221 潮差比1 2l 根据主 附港编号和日期查得这两港的平均海面季节改正值均为1cm 从 主港潮汐预报表 中可查出吴淞潮汐为0349351cm 1203108cm 1618273cm 2313116cm 由于主 附港的平均海面季节改正都很小 不必进行此项改正 而查得改正值为16 求铜沙潮汐格式如下 高潮时低潮时主港吴淞1 5 94潮时0349161812032313潮时差 0157 0157 0221 0221附港铜沙1 5 94潮时0152142109422052高潮潮高低潮潮高主港吴淞l 5 94潮高351273108116潮差比 1 211 211 211 21附港铜沙未改正的潮高425330131140改正值 16161616附港铜沙l 5 94潮高441346147156 例4 利用第四册 潮汐表 计算日本和歌山 Wakayama 的潮汐 解 从 地名索引 中查得Wakayama的编号是654 按此编号从 附属港资料 差比数表 查得和歌山的主港是那霸 NahaNo 1069 高潮时差为 0044 低潮时差为 0102 潮差比为0 84 改正数为0 1m 潮高季节改正数可忽略不计 从 主港潮汐预报表 中查得那霸8月1日的潮汐为 0106175cm 0821085cm 1503149cm 2000126cm 求和歌山的潮汐计算格式如下 高潮时低潮时主港那霸1 8 94潮时0106150308212000潮时差 0044 0044 0102 0102附港和歌山l 8 94潮高0022141907191858高潮潮高低潮潮高主港那霸1 8 94潮高175149085126潮差比 0 840 840 840 84附港铜沙未改正的潮高147125071106改正数 10101010附港和歌山未进行季节改正的潮高157135081116潮高的季节改正数0000附港和歌山1 8 94潮高157135081116 潮信资料包括 平均大 小 潮升 平均高 低 潮间隙和平均海面 利用潮信资料可以大致概算高 低潮时和潮高 当地高 低 潮时 当地高 低 潮间隙十格林尼治月上 下 中天时当不知道格林尼治月上 下 中天时间时 对于半日潮港 可用下述方法近似求取月中天时间 上半月 月上中天时 农历日期 1 0 8 1200月下中天时 月上中天时 1225下半月 月上中天时 农历日期 16 0 8月下中天时 月上中天时 1225 用潮升估算潮高平均大潮高潮高 大潮升平均大潮低潮高 2 平均海面 大潮升平均小潮高潮高 小潮升平均小潮低潮高 2 平均海面 小潮升所求日的潮高可以根据大潮日至小潮日约间隔7 5天和所求日期与大 小 潮日期的关系内插求取 所求日高潮潮高 大潮升 所求日与大潮日相隔天数 所求日低潮潮高 2 平均海面 所求日高潮潮高 3 求任意时的潮高和任意潮高的潮时 1 公式计算法在整个潮汐周期内 潮汐涨 落的速度是变化的 在高 低潮的附近 潮汐涨 落较缓慢 而在高 低潮的中间时刻 即接近半潮时 其涨 落速度最快 为求得相邻的高低潮间任意时刻的潮高 通常将潮汐的涨 落运动视为简谐运动 运动曲线近似于余弦曲线 可以看出任意时水面与低潮面的潮高改正数 h为 h 潮差 X 潮差 1 cos 所以 任意时潮高 低潮潮高 潮高改正数 低潮潮高 潮差 t为任意时与低潮时的时间间隔 T为落潮或涨潮的时间间隔同理 任意时潮高 高潮潮高 潮高改正数 高潮潮高 潮差 t为任意时与高潮时的时间间隔 T为落潮或涨潮的时间间隔 例5 求铜沙1994年2月1日1100的潮高和其后潮高大于3m的最早时刻 解 由例2得知铜沙该日潮汐为 0130402cm 0906092cm 1342418cm 2137092cm 显然 该日1100位于涨潮阶段 1100的潮高为 潮高 低潮高 潮差 1 cos 092 0 5 418 092 092 163 1 cos74 3 092 118 9 210 9 cm 1100后潮高大于3m的最早时刻计算如下 潮差 418 092 326 cm 潮高改正数 任意时潮高 低潮高 300 092 208 cm 潮高改正数 0 5 潮差 1 cos 则 0 276074 106 03又 180 2 71 h 2h43min故所求时间 低潮时 t 0902 0243 1145即该日1100后潮高达到3m的最早时间为1145 2 利用 等腰梯形图卡 求任意潮时及潮高 三 潮汐推算在航海上的应用 图 1 过浅滩问题 最小安全潮高问题 与过横空障碍物问题 最大安全潮高问题 一是船舶通过浅水区所要求的最小安全水深 即船舶的最大吃水和安全通过浅水所应有的富余水深之和 二是当时浅滩上的实际水深 为了船舶安全驶过浅水区 当时的实际水深必须大于或等于最小安全水深 即 海图水深 潮高 CD TD 船舶吃水 富余水深这就要求潮高必须大于或等于一最小安全值 该值便为最小安全潮高 最小安全潮高 吃水 富余水深 海图水深 CD TD 高架桥底部至平均大潮高潮面的距离为净空高度 它和大潮升之和为潮高基准面以上的可利用高度 而潮高基准面以上相对于船舶航行所要求的安全高度为当时潮高 水面以上船舶的最大高度和为了保证安全通过所要求的安全余量三者之和 由于可利用空间对于某个上空障碍物是固定的量 为了船舶的安全通过 潮高就不能大于某值 这即是所谓的最大安全潮高 最大安全潮高 大潮升 净空高度 水面至船舶大桅顶端的高度 安全余量 实际水面 例6 某船满载某日中午到达某水道 吃水为9 5m 龙骨上最大高度为28 5m 该水道海图水深8m 潮高基准面在平均海面下200cm 海图深度基准面在平均海面下220cm 大潮升4 5m 水面上空有桥梁 其净空高度为19 5m 该日午后潮汐为 1157401cm 1902130cm 如果要求富余水深为0 7m 大桅顶端至桥底部的安全余量为1 5m 求该船该日午后安全通过该水道的最早和最迟时间 作业题 解 通过水道所需安全潮高 最小安全潮高 吃水 富余水深 海图水深 CD TD 9 5 0 7 8 2 2 2 0 2 0 m 最大安全潮高 净空高度 大潮升 水面至大桅顶端的高度 安全余量 19 5 4 5 28 5 9 5 1 5 3 5 m 通过水道的最早 最迟时间 由于午后是落潮过程 所以最早通过时间是落潮至最大安全潮高的时间 最迟通过时间是落潮至最小安全潮高的时间 最早通过时间t1 高潮潮时 1157 1157 2h02m 1359 最迟通过时间t2 高潮潮时 1157 1157 4h41m 1638 2 测深辨位问题船舶在航行中 有时需利用测深进行船位的辨别 即利用测深仪测出船底至海底的深度 再换算成相应的海图水深 从而利用海图辨别出测深时船舶的位置 海图水深 实测水深 吃水 潮高 CD TD 例7 某船吃水9 8m 1994年12月23日0600佘山附近用回声测深仪测得水深为20 1m 问当时该处的海图水深应为多少 解 从 潮汐表 查得1994年12月23日0600前后佘山潮汐情况 潮时潮高hmcm01243230753096则 0600潮高 高潮潮高 潮高改正数 323 140 1 4 m 该处海图水深 测深仪读数 吃水 潮高 20 1 9 8 1 4 28 5 m 2539某水道浅滩海图水深6 0米 该地潮高基准面在平均海面下220厘米 海图基准面在平均海面下200厘米 某轮吃水7 5米 安全富余水深0 7米 则安全通过浅滩所需潮高为 A 3 2米B 2 2米 C2 4米D 2 0米2540某水道上空有大桥 其净空高度为24米 某轮吃水7 5米 主桅高22米 型深9 8米 与桥的安全余量1米 该大潮升5 3米 则可安全通过该水道的最大潮高为A 4 2米B 3 8米C 4 0米D 4 1米2541某航道上空有大桥净空高度15米 该地大潮升3 2米 小潮升1 O米 平均海面280厘米 1200潮高为0 5米 则1200大桥实际水面上高度为 A 17 3米 B 18 7C 18 3米D 17 7米 第四节潮流推算 潮流 tidalstream 由于潮汐形成海水周期性的涨落而引起的海水水平方向的运动 一 潮汐表 中的 潮流表 所提供的资料中版和英版 潮汐表 中 潮流表 给出了一些重要水道 港湾等的潮流资料 对往复流性质的地点 表中给出逐日的转流时间 最大流速时刻以及对应于最大流速时刻的流速 对于旋转流性质的地点 给出潮流回转1周 大约1个潮汐周期 过程中的2个极大值和2个极小值以及与其对应的时刻 预报资料的每一页均在上方给出 预报位置 经度 纬度及具体流速资料中的 十 号所代表的流向的具体