文档介绍：航海学(Ⅱ)
次数:第21次
时间:0800~0940
日期:2003年3月24日
星期一
地点:02B0407
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第五章潮汐与潮流
潮汐(tide)即海面周期性的升降运动。其中,海面上升的过程称为涨潮(flood tide),当海面升到最高时,称为高潮(high water,HW);
海面下降的过程称为落潮(ebb tide),当海面降到最低时,称为低潮(low water,LW)。
伴随海水周期性涨落现象,还同时产生海水周期性的水平方向流动,即潮流(tidal stream)。
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第一节潮汐的基本成因和潮汐术语
地球表面上任一水质点除受到地心引力和地球自转惯性离心力的作用外,还要受到其他天体的引潮力(tide-generating force)的作用。由于地球上某一固定点所受的地心引力和地球自转惯性离心力的大小和作用方向都是恒定的,所以地心引力和地球自转运动对潮汐不产生影响。潮汐产生的原动力是天体的引潮力,即天体的引力和地球一天体相对运动所需的惯性离心力的向量和。其中主要是月球的引潮力,其次是太阳的引潮力。
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平衡潮理论是牛顿创立的,所谓平衡潮是指海水在引潮力和重力作用下达到平衡时的潮汐。为了使问题简化,平衡潮理论有两个假设:
,所有自然地理因素对潮汐不起作用。
,外力使海水在任何时候都处于平衡状态。
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一、月球的引潮力与潮汐的形成
根据万有引力定律,若以mM表示月球质量,以mE表示地球质量,及表示地月中心距离,则地球和月球之间的引力为:
k是为万有引力系数。
而地球表面上至月球中心距离为x的单位质点P所受的引力为:
即:地球表面各点所受引力的大小和方向均不相同,其大小取决于该点至月球中心的距离,方向均指向月球中心
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月球的引力
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月球绕地球的公转是在一个平衡引力系统下的运动,确切地说,这种运动是月球和地球绕着它们的公共质心(G)运动(见图)。
地球质心所受到的惯性离心力必定等于月球引力f(= ),否则,月球引力就会把地球吸引过去。
地球中心单位质量的惯性离心力与月球对其的引力( ),大小相等、方向相反,方向背离月球,背离公共质心。
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月-地系统的运动
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地球的平动运动
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地球表面任一单位水质点与质心正处单位质量一样受到一个相同的惯性离心力,大小相等,背离月球,互相平行。
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