潮汐现象及其成因.ppt

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潮汐第一节第一节潮汐现象及其成因潮汐现象及其成因主要内容主要内容一、与潮汐有关的天文学知识一、与潮汐有关的天文学知识二、潮汐现象二、潮汐现象三、引潮力及潮汐成因三、引潮力及潮汐成因一、与潮汐有关的天文学知识

（一）天球

（一）天球如图所示，天球是一个以地球为中心，以无限长为半径，内表面分布着如图所示，天球是一个以地球为中心，以无限长为半径，内表面分布着各种各样天体的球面。

这是一个假想的圆球。

因为天体离地球都很遥远，人各种各样天体的球面。

这是一个假想的圆球。

因为天体离地球都很遥远，人的眼睛无法区别它们的远近，只能根据它们的方向来定位，于是，所有天体的眼睛无法区别它们的远近，只能根据它们的方向来定位，于是，所有天体在天球上的位置就是它们沿视线方向在天球内表面的投影。

在天球上的位置就是它们沿视线方向在天球内表面的投影。

天球上的天轴指的是将地轴无限延长所得到的一根假想的轴。

天轴与天天球上的天轴指的是将地轴无限延长所得到的一根假想的轴。

天轴与天球的交点叫球的交点叫天极天极，和地球上北极所对应的那一点叫，和地球上北极所对应的那一点叫北天极，或天球北极北天极，或天球北极；和；和地球上南极对应的那一点叫地球上南极对应的那一点叫南天极，或天球南极南天极，或天球南极。

若将观测点的铅垂直线无。

若将观测点的铅垂直线无限延伸后也可与天球交于两点，向上与天球的交点称为限延伸后也可与天球交于两点，向上与天球的交点称为天顶天顶，而向下延伸与，而向下延伸与天球的交点，称为天球的交点，称为天底天底。

在天球上，以地心为圆心，通过天极和天顶所作的大圆圈叫做在天球上，以地心为圆心，通过天极和天顶所作的大圆圈叫做天子午圈天子午圈；通过天极和天体所作的大圆圈叫做通过天极和天体所作的大圆圈叫做天体时圈天体时圈；通过天顶、天底和天体的大圆；通过天顶、天底和天体的大圆圈称为圈称为天体方位圈天体方位圈。

天体通过天子午圈叫天体通过天子午圈叫中天中天。

由于地球作周日旋转，每个天体一昼夜内有。

由于地球作周日旋转，每个天体一昼夜内有两次中天，即天体的时圈在一昼夜内有两次与天子午圈重叠。

天体靠近天顶两次中天，即天体的时圈在一昼夜内有两次与天子午圈重叠。

天体靠近天顶时叫时叫上中天上中天，靠近天底时称，靠近天底时称下中天下中天。

（二）天赤道、黄道与白道

（二）天赤道、黄道与白道11天赤道天赤道将地球的赤道面无限延伸后和天球相交的大圆圈，将地球的赤道面无限延伸后和天球相交的大圆圈，叫做天赤道，或天球赤道。

叫做天赤道，或天球赤道。

22黄道黄道太阳的周年视运动轨道叫做黄道。

如图所示，地球太阳的周年视运动轨道叫做黄道。

如图所示，地球每年绕着太阳在椭圆形轨道上公转一周每年绕着太阳在椭圆形轨道上公转一周（即即abcdeabcdea）a），但在地球上的人看来好像是太阳在天空众星之间绕着地球旋但在地球上的人看来好像是太阳在天空众星之间绕着地球旋转，那么，太阳在天球上的投影每年也绕转，那么，太阳在天球上的投影每年也绕着地球作一周的视运动着地球作一周的视运动（相应为相应为ABCDEA）ABCDEA），此视运动轨道即为黄道。

黄道面此视运动轨道即为黄道。

黄道面与天赤道面的交角为与天赤道面的交角为2323oo2727。

33白道白道月球绕着地球公转的结果使得月球在天球上也有一月球绕着地球公转的结果使得月球在天球上也有一个视运动的轨道，这个轨道称为白道。

此视运动轨道并非指月球绕个视运动的轨道，这个轨道称为白道。

此视运动轨道并非指月球绕地球公转的真正轨道地球公转的真正轨道（椭圆形椭圆形），而是指月球公转过程中在天球上的，而是指月球公转过程中在天球上的投影点投影点（从地球上看从地球上看）连成的圆形轨道。

白道面与黄道面的平均交角连成的圆形轨道。

白道面与黄道面的平均交角为为55oo0909。

（三）（三）春分点、秋分点、升交点及降交点春分点、秋分点、升交点及降交点太阳从南向北穿过天赤道的点称为春分点（一般用太阳从南向北穿过天赤道的点称为春分点（一般用表示），从北向南穿过表示），从北向南穿过天赤道的点称为天赤道的点称为秋分点秋分点。

同样，月球由南向北和黄道相交的点称为。

同样，月球由南向北和黄道相交的点称为升交点升交点（一般（一般用用表示），由北向南和黄道相交的点称为降交点。

表示），由北向南和黄道相交的点称为降交点。

升交点平均以每小时升交点平均以每小时0.0020.002oo沿黄道西退，即每年沿黄道向西移动约沿黄道西退，即每年沿黄道向西移动约1919oo2121。

约经过约经过18.6118.61年，升交点可在黄道上移动一周。

由于升交点的西退，使得白道面年，升交点可在黄道上移动一周。

由于升交点的西退，使得白道面与天赤道面的交角发生变化。

当升交点位于春分点时，此交角达最大（与天赤道面的交角发生变化。

当升交点位于春分点时，此交角达最大（2323oo2727+55oo0909=28=28oo3636）；而当升交点位于秋分点时，为最小（）；而当升交点位于秋分点时，为最小（2323oo272755oo0909=18=18oo1818）（四）赤纬、时角和天顶距（四）赤纬、时角和天顶距11赤纬赤纬从天赤道沿着天体的时圈至天体所张的角度称为该天体的从天赤道沿着天体的时圈至天体所张的角度称为该天体的赤纬赤纬，常用常用表示。

以天赤道为赤纬表示。

以天赤道为赤纬00oo，向北为正，向南为负，分别从，向北为正，向南为负，分别从00oo到到9090oo。

22时角时角观测者所在的天子午圈与天体时圈在天赤道上所张的角度称为观测者所在的天子午圈与天体时圈在天赤道上所张的角度称为时角时角。

时角是沿着天赤道由观测者的天子午圈向西量至天体时圈，可从。

时角是沿着天赤道由观测者的天子午圈向西量至天体时圈，可从00oo到到360360oo。

当天体上中天时，时角为。

当天体上中天时，时角为00oo；当天体下中天时，时角为；当天体下中天时，时角为180180oo。

33天顶距天顶距在天体方位圈上，天体与天顶之间所张的角度称为在天体方位圈上，天体与天顶之间所张的角度称为天顶距天顶距。

它。

它由天顶起算，由由天顶起算，由00oo量到量到180180oo。

时间单位时间单位时间的计量是天文学中的一个基本问题，也是讨论潮汐时必须参考的要时间的计量是天文学中的一个基本问题，也是讨论潮汐时必须参考的要素。

以下仅就以后讨论潮汐时用到的几个时间单位，加以简单的说明。

素。

以下仅就以后讨论潮汐时用到的几个时间单位，加以简单的说明。

（一）平太阳日和平太阳时

（一）平太阳日和平太阳时天文学上假定一个平太阳在天赤道上天文学上假定一个平太阳在天赤道上（而不是在黄道上而不是在黄道上）作等速运行，其作等速运行，其速度等于运行在黄道上真太阳的平均速度，这个假想的太阳连续两次上中天速度等于运行在黄道上真太阳的平均速度，这个假想的太阳连续两次上中天的时间间隔，叫做一个太阳日，并且把的时间间隔，叫做一个太阳日，并且把112424个太阳日取为个太阳日取为11个太阳时。

通常个太阳时。

通常所谓的所谓的“日日”和和“时时”，就是平太阳日和平太阳时的简称。

，就是平太阳日和平太阳时的简称。

（二）平太阴日和平太阴时

（二）平太阴日和平太阴时假想的、等速在天赤道运行的平太阴连续两次上中天的时间间隔，叫做假想的、等速在天赤道运行的平太阴连续两次上中天的时间间隔，叫做一个太阴日，而一个太阴日，而112424平太阴日取为平太阴日取为11平太阴时。

平太阴时。

因为月球的公转速度大于太阳在天球上的视运动速度，当地球自转一周，因为月球的公转速度大于太阳在天球上的视运动速度，当地球自转一周，平太阴已运行了一个大约平太阴已运行了一个大约12.1912.19oo的角度，所以当地球上某一点由第一次正对的角度，所以当地球上某一点由第一次正对月球中心到第二次正对时约需要旋转月球中心到第二次正对时约需要旋转372.19372.19oo，这样以来，平太阴日便比平太，这样以来，平太阴日便比平太阳日长，可以算出：

阳日长，可以算出：

11平太阴日平太阴日=24.8412=24.8412平太阳时平太阳时24h50min24h50min一个平太阴日一个平太阴日24h50min24h50min二、潮汐现象1、潮汐过程线高潮、平潮、低潮、停潮、涨潮历时、落潮平潮、低潮、停潮、涨潮历时、落潮历时、潮差、落潮潮差、涨潮潮差历时、潮差、落潮潮差、涨潮潮差22、潮汐类型、潮汐类型潮汐现象中的一些术语和示意图潮汐现象中的一些术语和示意图海海港港或或海海滩滩地地带带由由于于涨涨潮潮而而使使水水位位不不断断升升高高，达达到到一一定定高高度度后后，水水位位短短时时间间内内不不涨涨也也不不退退，这这种种现现象象称称为为平平潮潮,平平潮潮的的中中间间时时，就就是是高高潮潮时时（参参见见图图）。

平平潮潮时间一般很短，从几分钟到几十分钟不等。

时间一般很短，从几分钟到几十分钟不等。

平平潮潮时时过过后后水水位位开开始始下下降降，这这时时，退退潮潮开开始始了了，水水位位退退到到最最低低的的时时候候和和平平潮潮情情况况相相似似，也也发发生生水水位位不不退退不不涨涨的的现现象象，我我们们把把它它叫叫做做停停潮潮。

停停潮潮的的中中间间时时就就是是低潮时低潮时，停潮过后，水位又开始上涨了。

如此周而复始地运动着。

，停潮过后，水位又开始上涨了。

如此周而复始地运动着。

从从低低潮潮时时到到高高潮潮时时这这一一段段时时间间间间隔隔叫叫做做涨涨潮潮时时，从从高高潮潮时时到到低低潮潮时时的的时时间间间间隔则称为隔则称为落潮时落潮时，涨潮时和落潮时在许多地方并不一样长。

，涨潮时和落潮时在许多地方并不一样长。

海海面面上上涨涨到到最最高高位位置置时时的的高高度度称称高高潮潮高高。

下下到到最最低低位位置置时时的的高高度度叫叫做做低低潮潮高高，相相邻邻的的高高潮潮高高与与低低潮潮高高之之差差叫叫做做潮潮差差，潮潮差差各各地地不不同同，就就是是同同一一地地方方的的潮潮差差每每天天也也不不相相同同，并并有有着着周周期期性性的的变变化化。

总总之之，潮潮汐汐现现象象不不论论在在潮潮时时、潮潮高高与与潮潮差差都都有有周期性的变化。

周期性的变化。

海海面面周周期期性性的的升升降降，是是沿沿着着某某一一面面作作上上下下振振动动，这这个个面面就就叫叫平平均均海海面面，它它是是由由长长期期观观测测记记录录算算出出来来的的。

海海图图深深度度基基准准面面或或陆陆上上高高度度计计算算，都都根根据据平平均均海海面面来来确定。

确定。

潮潮高高，是是从从潮潮高高基基准准面面算算起起的的。

潮潮高高基基准准面面一一般般与与海海图图深深度度基基准准面面相相同同，某某时时某某地地潮潮高高加加上上当当地地海海图图水水深深便便得得某某地地某某时时实实际际水水深深，但但是是，目目前前有有些些港港口口的的海海图图深深度度基基准准面面与与潮潮高高基基准准面面不不尽尽一一致致，还还有有些些港港口口当当地地习习惯惯基基准准面面（如如水水尺尺零零点点）与潮高基准面也不尽一致，因此，在计算水深或使用潮汐表时应注意订正。

与潮高基准面也不尽一致，因此，在计算水深或使用潮汐表时应注意订正。

潮汐的周期变化大体有三种类型潮汐的周期变化大体有三种类型（参见图参见图）全日潮全日潮如图中之如图中之（a）（a），在一个太阴日内只有一次高潮和一次低潮，在一个太阴日内只有一次高潮和一次低潮，南海有许多地点南海有许多地点的潮汐属全日潮类型，其中北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。

的潮汐属全日潮类型，其中北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。

半日潮半日潮如图中之如图中之（b）（b）。

在一个太阴日内在一个太阴日内（24（24小时小时5050分分）有两个高潮和两个低潮，前一有两个高潮和两个低潮，前一个高潮时到下一个高潮时时间间隔，以及前一个低潮时到下一个低潮时的时间间个高潮时到下一个高潮时时间间隔，以及前一个低潮时到下一个低潮时的时间间隔，都是十二小时二十五分，同时从高潮