解读潮汐

潮汐是指海水有规律地作周期性涨落的一种现象。白天涨潮叫“潮”,晚上涨潮叫“汐”,合起来叫潮汐。很早的时候,我们的祖先就发现了这一自然现象,并形象地称之为大海的“呼吸”。人们在日常活动中,除了根据潮汐涨落的规律趋利避害、发展生产、满足生活需要之外,还利用文字将所观察到的潮汐现象记录下来。这些记载散见于各种     

正规半日潮海域潮汐不对称性及量化

潮汐变形是近岸潮汐的一个基本特征,潮汐不对称的判断及量化是一个重要的研究内容。传统的判别方法是通过M2分潮与其倍潮(M4、M6等)以及分潮K1、O1和M2等的相对振幅和相对相位实现。这些方法主要基于满足特定关系的分潮组的调和常数计算,不易应用于研究潮汐不对称在不同时间尺度的变化。针对正规半日潮海域,通过对潮汐不对称的分解,对潮汐不对称在一个涨落潮过程中的产生及量化进行了探讨。研究认为,近岸潮汐一个涨落过程的历时随潮汐过程变化,在一个涨落潮过程中,近岸的潮汐不对称不仅来自于M2分潮及其倍潮或K1、O1和M2等满足一定频率关系的分潮波组合,M2分潮与任何分潮叠加均可能导致涨落潮过程的不对称及其类型的潮间转换。潮汐不对称的大小与所选分潮与M2分潮的相位、振幅之间的关系密切。给出的潮汐不对称分解方法在正规半日潮海域具有一定的适用性,能够将不同分潮对潮汐不对称的贡献进行分离。但对于相对振幅大于1/2的分潮,此分解方法尚需进一步研究。     

湛江近海M2分潮的数值模拟

利用潮汐模型,在高分辨率的自适应曲线网格下,采用潮汐调和常数作为控制模拟精度的方法,模拟了洪江附近海域M2分潮的运动特征。模拟所得的潮汐调和常数同实测值相比,误差较小。根据模拟结果绘制的M2分潮的同潮图,揭示了湛江附近海域M2分潮振幅和迟角的分布特征以及M2分潮的传播和发展规律。模拟得到的M2分潮分别在涨憩、落憩、涨急和落急几个典型时刻的流场,揭示了湛江附近海域M2分潮潮流的分布特征及其运动规律。     

灌河口潮汐不对称数值模拟研究

建立灌河口平面二维潮流数字模型,并在灌河口口门至陈家港河段沿程布置5个采样点和3个横向断面,通过对各采样点一个月数值模拟结果进行调和分析,得出灌河口M2分潮及其主要倍潮的基本特征,然后利用潮位-流速关系图及通过对动量方程中各项的统计计算,研究了灌河口潮波运动的基本动力平衡、M2的主要倍潮的产生机制及其对潮汐不对称现象的影响。研究认为:灌河口潮汐潮流均属正规半日潮型。M4、M6分潮对于灌河口潮波变形有着重要的影响,M8分潮除在浅滩处外对潮汐不对称的影响很小。在深槽处M4分潮导致最大落(涨)潮流速减小(增大),最大涨(落)潮流速与最高(低)潮位之间的相位差增大。M6分潮的影响与M4基本一致,但其作用明显小于M4分潮。在浅滩处M4分潮导致最大涨落潮流速均大于M2分潮的值,M6和M8分潮使最大涨落潮流速均出现在高潮位附近,但M6、M8使最大涨潮流速减小,而使最大落潮流速增大。外海边界处倍潮波的传入对于口门附近的潮汐不对称有一定影响。M4和M6分潮导致灌河口的潮汐不对称表现为涨潮主导型,潮波运动主要受到压强梯度力、非线性对流和底摩擦力,三者与局地惯性力构成灌河口的基本动力平衡,摩擦力并不是最重要的作用力。     

北仑港及邻近海区潮汐特性初探

北仑港虽然位于杭州湾口门南岸,但是本海区潮汐特性与杭州湾及浙江省其他海区明显不同。本文根据多次水文调查资料分析了本海区潮汐特性,认为造成这独特的特性不是由于这海区局部的地形而是浙江沿岸的潮波系统受到非潮汐力作用的结果。“源”于三门湾外的浙江沿岸潮波在向北传布时受到低频流的作用,削弱了M_2分潮的成分,形成浙江近海自南向北递减的M_2分潮系统,而全日分潮(O_1+K_1)则南北相似,因而造成本海区与其他海区不同的潮性比。北仑海区存在两股方向不同的涨潮流:即从穿山水道和螺头水道传来的东股涨潮流和从金塘岛西侧进入本海区的北股涨潮流,这是本海区地形造成的,它加剧了上述M_2分潮的衰变。     

海洋的潮汐问答

一、什么叫潮汐? 浩瀚的大海和宇宙一切事物一样,永无息止地运动着。它的运动形势是多种多样的。其中有这样一种形式,就是:在一定的时间里,海面会慢慢地升起来,使岸边大片的海滩和礁石被水淹没,而在达到一定高度的时候,海面又开始下落,逐步把淹没的地方裸露出来,而后,又开始上升,并接连不断地重复着这种起落。它是那样的有规律,好像在呼吸一样。人们把这种现象叫做潮汐,同时又把海面上升的过程称为涨潮,下降的过程称为落潮;海面上升的最高点和下降的最低点分别称为高潮和低潮。     

山东沿海潮汐的时空特征分析

综合利用山东沿海长期验潮站和短期验潮站获取的逐时观测潮位资料,采用最小二乘原理的调和分析方法得到山东沿海验潮站的潮汐调和常数。根据调和常数计算沿岸海域潮汐特征值,分析山东沿海潮汐的时空特征。结果表明:山东沿海潮汐类型以规则半日潮和不规则半日潮为主;山东沿海平均潮差在0.35~3.06 m范围内,平均大潮差、平均小潮差、最大可能潮差与平均潮差变化基本一致;在山东沿海的黄河口及莱州湾附近海域呈现出明显的潮高日不等现象;涨、落潮历时日不等存在区域性分布;平均高潮间隙在1.7~11.7 h之间变化。     

河口挡潮闸对三角洲潮汐不对称时空变化的影响*

三角洲内部潮汐不对称性与三角洲地貌演变方向有重要关系。目前诸多研究关注海洋、陆地边界的改变对三角洲内的潮汐不对称性演变规律的影响。实际上, 大规模的河口工程也会对三角洲内的潮汐不对称性产生影响。在众多河口工程中, 河口挡潮闸由于直接削弱口门处海洋潮动力, 影响最为直接。荷兰三角洲是潮动力主导型三角洲, 受洪潮灾害影响较为严重, 为此在荷兰西南部修建了世界上著名的三角洲挡潮闸工程。文章以荷兰莱茵河-默兹河三角洲为研究对象, 分析以挡潮闸为主的河口工程对三角洲内河网潮汐不对称性演变特征的影响。选取莱茵河-默兹河三角洲13个潮位站点的50~60年的水文资料, 利用非平稳调和分析方法计算分析三角洲内部潮汐传播特性, 并进一步研究潮汐涨落潮历时不对称性演变特征, 揭示河口挡潮闸工程对潮汐河网中潮汐动力和潮汐不对称性的影响。研究表明, 莱茵河-默兹河三角洲为显著的涨潮占优型河口, 潮汐不对称现象总体向上游沿程增强。河口挡潮闸修建后受河网径流量和潮动力剧烈变化的影响, 封闭的南部通道内的潮波大幅度削弱, 潮汐不对称现象在下游增强在上游减弱。北部、中部通道其他站点则因为通道径流增大, 潮汐不对称现象增强, 中部站点变化更为显著。     

渤海沿岸4个验潮站潮汐特征分析

综合利用4个验潮站的逐时观测潮位资料,采用最小二乘原理的调和分析方法得到验潮站的潮汐调和常数。根据调和常数计算沿岸海域潮汐特征值,分析4个站位海域潮汐的时空特征。结果表明:秦皇岛附近受半日潮无潮点的影响为正规全日潮,其余3站位均为不规则半日潮性质;4个验潮站中龙口站和秦皇岛站属于弱潮海区,葫芦岛站和塘沽站属于中潮区。4个站位平均大潮差、平均小潮差、最大可能潮差与平均潮差的变化趋势基本一致,月平均潮差存在"双峰型"和"多峰型";葫芦岛验潮站、塘沽验潮站以及龙口验潮站均呈现出较不明显的潮高日不等现象;涨、落潮历时日不等,存在区域性分布。     

港湾淤泥质潮滩的周期变化

浙江三门湾为典型半封闭强潮港湾,淤泥质潮滩十分发育,存在沉积地貌相带分异。潮滩发育过程中,冲刷和淤积状态交替,形成涨落潮周期、大小潮周期、年周期、多年周期和风暴的“潮滩循环”,与动力环境因素的周期变化相关;台风引起剧烈滩槽交换,是其重要的非潮汐因素。由于毗邻潮汐汊道,湾内宽广蓄潮区导致强劲落潮优势流,自然状态下潮滩及潮下带淤积缓慢。据210Pb和137Cs分析,近百年来长期平均沉积速率为0.56～0.81cm/a.但自60年代以来,湾内大量围涂堵港,导致潮下带浅滩与深槽淤积加快。     

泉州湾内洛阳江口涨落潮流不对称性的数值研究

应用1个改进的含有动边界技术的河口海岸动力模型模拟了泉州湾洛阳江口的潮汐潮流.结果表明M2分潮在洛阳江口的主河道占据主导地位,但是随着潮波向浅滩的传播,其能量通过海底摩擦作用或非线性耗散作用逐渐转移至浅水潮,其中尤以M4分潮的增长最为显著.浅水分潮的增长又会引起天文分潮涨、落潮流的不对称性.进一步检验洛阳江口的潮流历时（月平均的涨、落潮流历时分别为6 h 1 min 30 s和6 h 19 min 58 s）和潮汐余流特征发现：该水域以涨潮流为主,由此产生的涨、落潮流的不对称可能有利于潮滩的进一步扩展.     

潮汐测量与验潮技术的发展

潮汐是由各天体作用于地球上的引潮力所产生，不仅海洋中有潮汐，大气圈和地球固体部分也同样存在着潮汐。海道测量中的潮汐测量仅指海洋潮汐测量仅指海洋潮汐测量，潮汐测量的手段很多，主要包括采用水尺；浮子式、引压钟式、声学式、压力式验潮仪验潮。而GPS验潮及潮汐遥感测量等技术研究国内外正在开展。所有这些验潮技术各有自己的特点。     

黄河口海域潮汐、潮流、余流、切变锋数值模拟

采用有限体积三维近岸海洋模型,建立无结构三角形网格,对当今地形下的黄河口海域进行高分辨率数值模拟,在成功模拟渤海潮汐潮流的情况下,重点研究了黄河口海域。当前黄河口附近海域潮汐为不规则半日潮,潮流为往复流,方向近似平行于岸界,潮致欧拉余流在岬角两侧存在成对的涡旋,涡旋的方向为南顺北逆,黄河径流对此涡旋有加强的作用。由于地形等复杂因素的影响,河口海域附近在涨落潮转换过程中存在内涨外落型和内落外涨型切变锋,其首先出现在浅水区域,然后向深水区域传播,1~2 h后消失,它的产生是由于近岸海域潮汐相位领先于外海海域潮汐相位。     

黄河口海域潮汐、潮流、余流、切变锋数值模拟（英文）

采用有限体积三维近岸海洋模型,建立无结构三角形网格,对当今地形下的黄河口海域进行高分辨率数值模拟,在成功模拟渤海潮汐潮流的情况下,重点研究了黄河口海域。当前黄河口附近海域潮汐为不规则半日潮,潮流为往复流,方向近似平行于岸界,潮致欧拉余流在岬角两侧存在成对的涡旋,涡旋的方向为南顺北逆,黄河径流对此涡旋有加强的作用。由于地形等复杂因素的影响,河口海域附近在涨落潮转换过程中存在内涨外落型和内落外涨型切变锋,其首先出现在浅水区域,然后向深水区域传播,1~2 h后消失,它的产生是由于近岸海域潮汐相位领先于外海海域潮汐相位。     

海南岛莺歌海近岸的潮汐不对称与潮致余流研究

潮汐不对称与潮致余流在河口海岸区的物质输运中扮演着重要角色。已往的研究表明,在驻波占主导的河口海湾中,涨落潮的历时不对称与流速不对称有较为良好的对应关系。而潮致余流主要由地形与潮波的非线性作用所致。本研究以海南岛莺歌海附近为代表,结合实际观测与数值模型,研究复杂地形的开阔近岸区的潮汐不对称与潮致余流。结果表明,在莺歌海近岸区,涨落潮历时不对称皆表现为涨潮历时短于落潮历时,而流速不对称则出现复杂的空间变化。对流速不对称的机制分解表明,研究区的流速不对称主要由K₁、O₁与M₂的相互作用,以及潮余流与各潮汐分潮的相互作用所控制。其中前者产生涨潮流速大于落潮流速的涨潮优势,而后者则与余流的方向相对应,出现多个涨潮优势与落潮优势的区域。总体而言,研究区的流速不对称由余流与各潮汐分潮的相互作用所决定。这表明,采用涨落潮历时的不对称来确定潮汐不对称的方法在开阔近海区可能并不适用。对潮致余流的研究表明,研究区的欧拉余流远大于斯托克斯余流。欧拉余流表现为多个顺时针与逆时针的涡流。涡流分布与地形具有较好的对应关系,潮流沙脊区多发育顺时针涡流,而深槽区则以发育逆时针涡流为主。摩擦力在涡流的发育中起着重要作用。     

潮流在长江三角洲形成发育过程中所起作用的探讨

长江三角洲为巨型潮控三角洲,探讨潮汐,潮流在其形成发育过程中所起的作用可为我国东部地区海陆相互作用的研究提供典型实例。数值模拟了冰兵期最大海侵时渤,黄,东海的潮汐,潮流,计算了此时古长江河口湾及其周围海区的泥沙输运场并根据泥沙输运率散度划分了海底冲淤区。     

弱动力浅海中的悬沙输运机制:以天津港附近海域为例

根据在天津港附近海域获取的水动力和浊度数据,分析了悬沙输运特征和输运机制,结果表明:天津港附近海域受不规则半日潮控制呈低流态往复流特征,但涨潮流强于落潮流;涨潮期间底部悬沙浓度与垂线平均流速呈显著线性相关,存在显著的再悬浮作用;潮周期内的悬沙输运呈典型的不对称特征,形成向岸的净输运趋势。输运机制分析结果显示:潮泵效应(尤其是潮汐捕捉效应)是天津港附近海域悬沙输运的主要贡献项,其次是拉格朗日平流输运项,前者比后者高一个量级;垂向剪切作用最小。涨落潮期间流速与悬沙浓度的显著不对称是造成潮汐捕捉效应占主导的基本条件。在潮下带这种悬沙输运格局可能和潮间带发生的细颗粒沉积物捕集(堆积)作用有关。     

非结构网格三维斜压模型研究人类活动对海南岛清澜潮汐汊道水动力影响

清澜潮汐汊道为海南岛东部一个典型的泻湖-潮汐汊道-沙坝系统,由于其优越的自然条件而成为开发的重点区域。近几年的人类活动主要包括:口门西侧的围填工程,航道的疏浚和八门湾泻湖内的围塘工程。采用SELFE模型,结合观测资料,研究了不同人类活动对潮汐汊道的潮波、潮通量与涨落潮历时、河口重力环流、盐水入侵和河口羽流的影响。结果表明不同的人类活动其对动力的影响不同,口门西侧围填工程减小了潮汐汊道的潮差,对潮通量和盐水入侵影响很小;航道疏浚则加大了潮差和潮通量,加强了河口环流和盐水入侵;泻湖内围塘工程使潮差有所增大,但减小了潮通量,对盐水入侵的影响不显著。口门西侧围填工程改变了河口羽流的路径,而航道疏浚则使河口羽流更加向海扩散。     

北部湾海域潮汐特征研究

潮汐在民生、经济、国防安全等方面都有着重大重要的意义,掌握潮汐规律是开展海洋事业的先决条件之一。本文根据夏威夷大学水位中心公布的4个长期验潮站(东方站、北海站、Hon Dau-A站和Vung Ang站)以及一个临时实测站(白龙尾站)各1a连续数据,利用T_tide程序包提取调和常数,解算北部湾沿海的潮汐特征值,得出如下结论:研究海域以规则全日潮为主,仅Vung Ang站为不规则全日潮;研究区域半日分潮以M_2分潮为主,北海位置M_2分潮最大,全日分潮以O_1为主;平均潮差H_1在Hon Dau-A站最大,Vung Ang站最小;对于最大可能潮位H_2,北海站最大,Vung Ang站最小;日潮不等现象仅Hon Dau-A站比较明显,其高潮和低潮均日不等;在涨落潮历时方面,Hon Dau-A相差1h左右,其余站相差不大; Hon Dau-A和Vung Ang涨潮历时长于落潮历时,其余站相反。     

潮汐和潮流预报的整体潮方法

按照牛顿力学定律的要求建立了一种新型的时间系统,即依据日、地、月三体相互运动建立了一种潮汐时间系统;并选用了引潮天体（月球和太阳合成体）星下点处的整体引潮力为标志性引潮力。在该潮汐时间系统里潮运动就变成一种完全遵从牛顿运动定律的确定性运动,引潮力与潮汐和潮流形成一种确定性的因果关系。将之称为整体潮方法简称为整体法。将定义的引潮力和潮振动中的2种典型振动称为I型和II型,其相互转换周期为1/2回归月。因此,极大地简化了潮汐和潮流的计算和预报工作。本方法对固体潮和大气潮也有应用价值。