海洋调查技术及应用：潮汐变化及特征

2023-11-29 理论教育版权反馈

【摘要】：图9-2月中天(左)及引力引起的潮汐变化(右)平潮和停潮:当海面达到高潮时，在一段时间内海面暂时停止上升，此时称为平潮。潮差最小的这一天的潮汐称为小潮。图9-3分点潮图9-4回归潮图9-5潮汐变化及其特征不同的地方，其潮汐变化曲线不同，最为明显的就是其变化周期是不同的。

9.1　潮　汐

受月球和太阳吸引力的作用，海水产生一种规律性的升降运动，称为海洋潮汐。海洋潮汐是海水的一种周期性运动，经过一段时间以后，反复地变化着。在多数的情况下，潮汐运动的平均周期为半天左右，一昼夜内约有两次海面涨落运动，古人常把白天的涨落称为潮，夜间的涨落称为汐，合称为潮汐。产生潮汐现象的主要原因是由于地球上各点距离月球和太阳的相对位置不同，引起海面升降现象。通过在海边水中设立一固定标尺观测海面高度在数天内的变化，将其展绘到潮高-时间坐标平面上，可以得到如图9-1所示的曲线，该曲线即为海面潮汐变化曲线，其形态可以用下面的一些术语描述。

潮高:从某一基准面量至海面的高度。

月球经过某地子午线圈的时刻称为月中天(如图9-2)。月球每天经过子午线圈两次，离天顶较近的一次为月上中天，离天顶较远的一次为月下中天。地球绕太阳公转一周为一年，地球自转一周为一天，月球绕地球公转一周约为一个月。

图9-1　某地潮汐变化曲线

高潮和低潮:在海面升降的每一个周期中，海面上涨到不能再升高时称为高潮或满潮;海面下降到不能再下降时，称为低潮或干潮。

涨潮和落潮:海面从低潮上升到高潮的过程中，海面逐渐上升，称为涨潮。从高潮至低潮的过程中，海面逐渐下落，称为落潮。

引力引起的潮汐变化如图9-2(右)所示。

图9-2　月中天(左)及引力引起的潮汐变化(右)

平潮和停潮:当海面达到高潮时，在一段时间内海面暂时停止上升，此时称为平潮。当海面达到低潮时，在一段时间内海面暂时停止下降，此时称为停潮，有时将平潮和停潮合称为平潮。平潮(停潮)时间的长短，一般因地而异，有的地方几分钟或几十分钟，最长的可达一两个小时。高潮和低潮时，一般取平潮(停潮)中间时刻为高潮时(低潮时)。

两个相邻的高潮和低潮的水位高度差，称为潮差。潮差的大小因地因时而异，我国最大的潮差在杭州湾有8m左右(著名的钱塘潮);世界上最大潮差在北美芬地湾(Bay of Fundy)有18 m之多，取一段时间内潮差的平均值叫平均潮差。两个相邻高潮或两个相邻低潮之间的时间间隔，称为周期。有的地方潮汐的周期约半天，其平均值是12h 25min;有的地区是一天，其平均值为24h 50min;有的地方潮汐的周期是一个月内既有半天的也有一天的，属于混合潮地区。

从低潮时刻至高潮时刻所经过的时间间隔称为涨潮时间，从高潮时刻至低潮时刻所经过的时间间隔，称为落潮时间。

通过长时间的水位观测，可以从其记录曲线上看出，每日的潮差是不等的，这种现象称为潮汐日不等现象。这主要是由于太阳、月球、地球之间的相对位置的不同引起的。经过长时间的观测发现潮差是随着日期变化的，潮差最大这一天的潮汐称为大潮。每月有两次大潮，一般在朔(农历初一)望(农历十五)后二三日出现。潮差最小的这一天的潮汐称为小潮。每月有两次小潮，一般在上弦(农历初八左右)下弦(农历二十二、二十三)后二三日出现。大潮时，海面涨得最高，落得最低，大潮时的潮差称为大潮差。小潮时，海面涨得不很高，落得也不太低。高(低)潮间隙，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。

潮又有分点潮和回归潮之分。从潮汐曲线上可以看出，同一天的两次高潮(低潮)的高度不相等，较高的一次高潮叫高高潮，较低的一次高潮叫低高潮，较低的一次低潮叫低低潮，较高的一次低潮叫高低潮。这种现象是由月球赤纬的变化而引起的。若月球在赤道附近，则两高潮(低潮)的潮高约相等，这时候的潮汐称为分点潮。若在春、秋分前后的分点潮，此间潮差比通常大潮的潮差约大10%。这种一日内两次高潮或低潮潮高不等的现象，称为日潮不等。日潮不等主要是由月球赤纬变化产生的。当月球在最北或最南附近时，所产生的日潮不等为最大，此时潮汐叫回归潮。回归潮与分点潮都是随着赤纬变化而变化的，所以又称回归不等，其周期为半个回归月(一回归月等于27.321582平太阳日)。潮差的大小是随着月球与地球的距离不同而变化的，月地距离近时，潮差较大，通常在月球经过近地点两天后，其潮差为最大;而在月球经过远地点两天后，其潮差为最小。此种潮汐不等现象叫做视差不等。视差不等的周期为一个近点月(一个近点月等于27.55455平太阳日)。

图9-3、图9-4分别示出分点潮与回归潮形成的原因。图9-5显示出潮汐的变化及其特征。(www.chuimin.cn)