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海洋潮汐观测

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海洋潮汐现象


潮汐周期:两个相邻高潮或两个相邻低潮之间的时间间隔,简称周期。有的地方潮汐周期为半天,其平均值是12 h 25 min;有的地方潮汐周期为1天,其平均值为24 h 50 min,这里的“天”指太阴日。

潮汐不等:由于月球、太阳、地球之间的相对位置不同,每日的潮差是不等的,这种现象称为潮汐不等。潮差随月球相位而变化,每月有两次大潮,两次小潮,大潮一般在朔望后两三天出现,小潮一般在上弦下弦后两三天出现。大潮时,海面涨的最高,落得最低,此时的潮差称为大潮差;小潮时,海面涨的不很高,落得也不太低,此时的潮差称为小潮差。

高(低)潮间隙:月球经过某地子午圈的时刻,称为对应地点的月中天或太阴中天,其中离天顶较近的一次称为月上中天,离天顶较远的一次称为月下中天。从月中天至高(低)潮时的时间间隔叫做高(低)潮间隙,取其平均值为平均高(低)潮间隙。

潮汐类型包括:

(1)半日潮港(0<f≤0.5):半日潮港在一个太阴日内,发生两次高潮和低潮,且相邻的高(低)潮的潮高大致相等,涨落潮持续时间亦很接近。

(2)混合潮港(0.5<f≤4):混合潮港分为不规则半日潮混合潮港(0.5<f≤2)和不规则日潮混合潮港(2<f≤4)。不规则半日潮是潮汐在一个太阴日内有两次高潮和两次低潮,而两次高(低)潮的潮高不等,涨落潮时间也不等,且不等是变化的。不规则日潮是潮汐在一个朔望月中有几天会出现一日一次高潮和一次低潮,而大多数天为一天两次高潮和两次低潮。

(3)日潮港(f>4):日潮港是潮汐在一个朔望月内大多数天只有一次高潮和一次低潮,且在半个月内连续出现7天以上,其余少数几天为半日潮。

水位观测


在海洋测绘中,根据作用不同,验潮站分为长期验潮站、短期验潮站、临时验潮站和海上定点验潮站。长期验潮站是测区水位控制的基础,主要用于计算平均海面,一般应有2年以上连续观测的水位资料;短期验潮站用于补充长期验潮站的不足,与长期验潮站共同推算确定测区的深度基准面,一般应有30天以上连续观测的水位资料;临时验潮站在水深测量时设置,至少应与长期站和短期站在大潮期间同步观测水位3天,主要用于深度测量时进行水位改正;海上定点验潮站,至少应在大潮期间与相关长期站或短期站同步观测一次或三次24小时或连续观测15天水位资料,用于推算平均海面、深度基准面以及预报瞬时水位,进行深度测量时的水位改正。

水位观测可采用水尺、井式自记验潮仪、声学或压力式传感器等专用设备实施。另外,利用卫星遥感、差分gps也可以进行水位观测,国内外许多实验已经取得很好的效果,这为运海潮汐观测提供了新的手段。

潮汐调和分析


根据物理学原理,任何一种周期性的运动都可以由许多简谐振动组成。潮汐变化也是一种非常近似的周期性运动,因而也可以分解为许多固定频率的分潮波,进而求解分潮的调和常数(振幅、迟角),这种分析潮汐的方法称为潮汐调和分析。

潮汐调和分析的主要目的是计算分潮调和常数。调和常数在计算平均海平面的时候可以用来消除潮汐的影响,研究海平面变化。另外它还可以应用于计算理论最低潮面、天文最高和最低潮面以及描述潮汐特征的潮汐非调和常数、开展潮汐预报等。