长期观测资料的分析1

《长期观测资料的分析1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1第三章长期观测资料的分析实际潮位的可预测部分：引力潮（天文潮）、气象潮、天文气象复合潮、浅水潮引力潮：直接由引潮力作用产生的分潮气象潮：由气象因素(如风、气压、降水和蒸发等)所引起的海面振动现象1.迎岸风可以引起水位水位上升，离岸风引起水位下降，高气压能使水位降低而低气压则使水位升高2.反映水位周年变化的分潮是Sa和Ssa，另外气象条件的周日变化也可引起相应水位的变化，引入一个平太阳日分潮S1，上述分潮就是气象分潮第1节实际潮汐分潮的调和常数气象天文复合潮：气象条件改变不仅可以直接引起气象分潮，还可

2、以通过改变天文潮波在海洋中的运动状况，从而使得海洋对引潮力的响应发生改变，主要表现为实际分潮的振幅和迟角产生季节变化，即形成天文气象复合潮，如MB2，SA2浅水潮：天文潮进入浅水区由于海底摩擦或天文分潮的非线性耗散所产生的分潮，如M4，MS4噪声：气象扰动引起水位的不规则变化，会造成分析结果的误差从属分潮：由天文或气象源分潮复合得到的天文气象复合潮或浅水分潮统称为从属分潮从属分潮的命名（1）字母下标代表周期，如a、sa、m、f分别代表一年、半年、一月、半月（2）大部分从属分潮的源分潮用单独一个字母表示

3、，如M2、Sa、O1，例外的是2Q1、2N2、OO1三个小分潮（3）从属分潮中倍潮只用一个字母表示，如M4、O3、M6，复合分潮则由构成成它的所有源分潮表示，如MS4、MSN6，（4）天文气象复合潮由源分潮加上字母A或B构成天文潮可以展开为许多余弦振动之和，对应某一频率做周期变化的引潮力分潮，海洋也要产生这一频率的震荡，因此某一定地点海面高度变化也包含这个频率的成份，可以写作，其中分别为振幅和位相地方迟角：实际分潮与垂直引潮力的位相差，可写为，反映了在某一定地点实际分潮对于天文分潮的位相落后格林威治迟

4、角：，其中实际分潮采用区时，天文分潮采用世界时两种迟角的转换：，其中杜德森数，角频率，系指东经和东时区地方迟角与所用的时间系统无关，不须注明时间系统，格林威治迟角则不同，必须注明所使用的时区如果某处的调和常数采用了东时区，算得的迟角为，把它转化到东时区下的迟角，可以写为振幅和迟角称作实际分潮的调和常数，它们反映了海洋对这一频率外力的响应，这种响应决定于海洋本身的动力学性质由于海洋环境变化十分缓慢，对一般海区具有极大的稳定性，在不是特别长的时期内，可充分认为振幅和迟角是常数由于海面是由许多不同周期的振动

5、迭加而成，故潮位高度可以表示为其中为长期平均水位高度，下标i指示不同分潮，为分潮初始位相，迟角的负值代表了实际分潮相对于天文分潮的位相超前实际分潮与引潮力分潮的振幅比代表了实际分潮相对于引潮力分潮的放大率，它与迟角一起代表了在某一定点对某一频率周期性外力的响应（1）潮流：引潮力引起的海水的水平运动非潮流：非潮汐原因引起的流动海流：海水运动的总称余流：海流中扣除潮流之后剩余的部分，主要成分是非潮流，但也可能包含一些引起长周期或定常的流动，后者称为潮汐余流潮汐余流又分为拉格朗日余流和欧拉余流潮流的量度：流

6、向和流速,常常分解为北分量和东分量第2节潮流的调和常数和椭圆要素欧拉余流斯托克斯漂流拉格朗日余流其中，时间平均算子欧拉余流和拉格朗日余流的表达式渤海表层欧拉余流（A），斯托克斯漂流（B）和拉格朗日余流（C）的数值模拟结果资料来源：JMS,2004,44:141-151.ABC潮流也可以表示为许多分潮流之和其中为余流，为北分流的调和常数，为东分流的调和常数单纯进行潮流预报，公式（2）足够了，但是调和常数不能直观揭示该地点潮流变化的特征，考虑一个分潮的情况其中（2）（3）潮流椭圆：潮流分量的矢量端划出的轨

7、迹，椭圆长半轴和短半轴就是这个分潮流速可能达到最大值和最小值，分别叫做该分潮最大最小潮流，记作旋转率：，逆时针为正分潮流的椭圆要素：最大分潮流流速、方向、发生的时间以及旋转率决定了分潮流椭圆的基本特征，叫做~轴旋转一个角度与椭圆轴重合，记为又因为轴与椭圆长短轴重合，有上式y轴等号右侧取负号表示旋转率顺时针方向为负调和常数和椭圆要素的换算（5）（4）比较（4）和（5）得到式中，求解上面四元一次方程组得到由椭圆要素计算调和常数的公式，如下（6a）（7a）（6b）（6c）（6d）（7d）（7c）（7b）由调

8、和常数计算椭圆要素的方法由公式（3）得到分潮流的合成流速和流向为式（8b）对求导可以得到当时，此时流向随着时间增加旋转率为负，反之，旋转率为正，因此有（9）（8b）（8a）由公式（8a）对分别求1阶和2阶导数得到式中当发生最大流时，因而可得，并且和要分别与和同号（11）（10）根据式上面的分析可以确定式中，，此时对应着最小分潮流根据以上关系可以进一步求得潮流的椭圆要素（12）当时发生最大流速，根据式（8a)得到当时发生最小流速，得到同时就得到潮流椭圆的旋