海洋潮汐( 二 )

HM2、HS2、HK1和HO1 。因此,通常用这4个基本分潮的振幅的比值作为潮汐的特徵值:第一类特徵值:

海洋潮汐

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第二类特徵值:
海洋潮汐

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根据以上特徵值的数值範围,将潮汐分为半日潮、混合的不正规半日潮、混合的不正规全日潮和全日潮4种类型 。半日潮第一类特徵值小于0.25,或者第二类特徵值小于0.5 。这种潮汐在一个太阴日(24小时50分)中有两次高潮和两次低潮,相邻的高潮或相邻的低潮的潮高大体相等,例如中国的厦门和塘沽的潮汐 。混合的不正规半日潮第一类特徵值为 0.25~1.5,或者第二类特徵值为0.5~2 。这种潮汐在一个太阴日中有两次高潮和两次低潮,但两次高潮或低潮的潮高不等,涨潮时和落潮时也不等,例如中国台湾省的马公和安平等地的潮汐 。混合的不正规全日潮第一类特徵值为1.5~30,或者第二类特徵值为2~4 。这种潮汐,在半个月内的大多数时间为不正规半日潮,少数几天在一个太阴日内会出现一次高潮和一次低潮的全日潮现象,例如中国广东省的榆林、碣石湾和陵水湾等地的潮汐 。全日潮第一类特徵值大于30,或者第二类特徵值大于4 。这种潮汐,在每半个月中有连续 7天以上的天数在一个太阴日内出现一次高潮和一次低潮,而少数几天潮差较小,而且呈现出半日潮现象,例如中国的北海、北黎和涠洲岛等地的潮汐 。大洋潮汐是在月球、太阳等的引潮力的作用下所引起的强迫振动,在地转和地形的影响下形成各自的旋转潮波系统(见潮汐动力学理论) 。中国沿海的潮汐主要是太平洋的潮波传入所产生的,在受到各海区的地转和地形的影响下,产生各自的潮波系统 。中国沿海的潮汐类型的分布,是由主要潮波系统的分布决定的 。一般说来,除南海外,中国沿海大多为半日潮类型;南海大多为混合潮类型,而北部湾是世界上最典型的全日潮海区,这是因为该海区的固有振动周期接近24小时的缘故 。利用潮汐能是以位能的形态出现的海洋能,是指海水潮涨和潮落形成的水的势能 。全世界潮汐能的理论蕴藏量约为3 ×109kw 。中国海岸线曲折,全长约1.8×104km,沿海还有6000多个大小岛屿,组成1.4×104km的海岸线,漫长的海岸蕴藏着十分丰富的潮汐能资源 。中国潮汐能的理论蕴藏量达1.1×108kw,其中浙江、福建两省蕴藏量最大,约占全国的80.9%,但这都是理论估算值,实际可利用的远小于上述数字 。潮汐能的重要作用之一是用来发电,世界各国已选定了相当数量的适宜开发潮汐能的站址 。据最新的估算,有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h 。1912年,世界上最早的潮汐发电站在德国的布斯姆建成 。1966年,世界上最大容量的潮汐发电站在法国的朗斯建成 。中国在1958年以来陆续在广东省的顺德和东湾、山东省的乳山、上海市的崇明等地,建立了潮汐能发电站 。世界三大着名潮汐电站是加拿大安纳波利斯潮汐电站、法国朗斯潮汐电站、基斯拉雅潮汐电站。此外人们还用海洋潮汐来安排捕鱼、产盐及发展航运、海洋生物养殖活动,而且海洋潮汐对于很多军事行动有重要影响 。历史上就有许多成功利用潮汐规律而取胜的战例 。1661年4月21日,郑成功率领两万五千将士从金门岛出发,到达澎湖列岛,进入台湾攻打赤嵌城 。郑成功率领军队乘着涨潮航道变宽且深时,攻其不备,顺流迅速通过鹿耳门,在禾寮港登入,直奔赤嵌城,一举登入成功 。1939年,德国布置水雷,拦袭夜间进出英吉利海峡的英国舰船 。德军根据精确计算潮流变化的大小及方向,确定锚雷的深度、方位,用漂雷战术取得较大战果 。1950年韩战初期,朝鲜人民军如风卷残石,长驱直入打到釜山一带 。经过分析计算,美军于9月15日利用大潮高涨,穿过了平时原本狭窄、淤泥堆积的飞鱼峡水道和礁滩,出人意料地在仁川港登入 。朝鲜人民军因此被拦腰截断,前线后勤完全失去保障,腹背受敌,损失惨重,几乎陷入绝境 。麦克阿瑟指挥的美军和联合国军,仅用1个月,几乎席捲朝鲜半岛,兵临鸭绿江边,取得空前胜利 。研究历史人类很早就知道潮汐和月球有密切的关係 。中国的古人曾把早晨海水上涨的现象叫做潮,把黄昏上涨的叫做汐,故合称潮汐,或称海潮 。中国汉代的王充(公元27~97)在《论衡》一书中指出:“涛之起也,随月盛衰,大小满损不齐同” 。古代涛和潮通用,指的都是潮水 。这段话科学地说明了潮汐对月球的依赖关係 。唐代窦叔蒙 (8世纪中后期)在《海涛志》中对潮汐现象的记述,对其成因的阐说和对其高潮时刻的推算,在潮汐学史上都有一定的价值 。北宋燕肃(约961~1040)指出潮汐变化“随日而应月……盈于朔望……虚于上下弦” 。他对海潮进行了10年之久的观察,并计算出高潮时刻与月中天时刻的关係,至今仍有参考价值 。宋代的余靖(1000~1064)指出潮汐是一种“彼竭此盈,往来不绝”的波动现象 。除了中国以外,其他一些国家对潮汐也有种种历史记述 。到了17世纪,英国科学家I.牛顿(1643~1727)才根据他提出的万有引力定律,对潮汐作了科学的解释,至此,用引潮力说明潮汐的原因,便为大家所接受 。继牛顿之后,D.伯努利和P.-S.拉普拉斯分别建立了潮汐的静力学和动力学的基础理论 。此后,不少学者继续对潮汐进行理论研究,直到19世纪60年代末,开尔文和G.H.达尔文等人提出了潮汐分析和预报方法,并得到广泛套用之后,才形成了潮汐学 。从潮汐学的发展情况来看,在引潮力作用下,实际的大洋水体如何作出回响和在地转适应过程中如何形成各自的潮波系统,一直是重要的研究课题;对全球海洋的主要分潮波的分布虽然已经作出计算,但其精度仍有待于进一步提高;对于有一年以上的每小时潮位观测资料的深水港口,虽可作出可靠的潮位预报,但是对于浅水港口的预报精度不如前者;因为潮流的观测比潮位困难,而影响流场的因素又更加複杂(如天气状况等),所以潮流的分析和预报的精度有待于提高 。套用人造卫星的测量技术和布设海洋浮标阵及浮标站等,可提高潮位和潮流的观测精度,使潮汐的分析预报更加可靠 。此外,无论大地测量学、地球物理学、气象学、海洋学或天文学,在套用卫星测高仪时,都要求了解全球海洋任何时刻在大地水準面上的潮位高度 。然而,海洋大地水準面受潮汐的影响,难以确定,故必须算出高精度的海洋潮汐分布图 。