基于调和分析法,利用主要分潮(M₂、S₂、K₁、O₁ 等)的调和常数预报任意地点的潮汐水位过程线。支持高潮、低潮时刻与潮高计算,适用于港口工程与海岸带研究。
选择港口与日期,生成精确潮汐过程线
选择中国沿海主要港口,自动加载实测调和常数
选择预报起始日期(本地时间)
| 类型 | 日期 | 时刻 | 潮高 (cm) |
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以下调和常数来源于《中国潮汐表》及国家海洋信息中心实测数据,用于调和分析法潮汐预报。振幅单位:厘米 (cm),迟角单位:度 (°)。
| 分潮 | 名称 | 周期 (h) | 振幅 H (cm) | 迟角 g (°) | 相对能量 |
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调和分析法(Harmonic Analysis)是潮汐预报的经典方法,由达尔文(G. H. Darwin)于19世纪末提出。其基本思想是将复杂的潮汐现象分解为一系列简谐振动的叠加,每个简谐振动对应一个"分潮"(Tidal Constituent),由特定的天文引力因素驱动。
| 分潮 | 名称 | 周期 | 天文驱动力 |
|---|---|---|---|
| M₂ | 主太阴半日潮 | 12.42 h | 月球引力,地球自转(半日周期) |
| S₂ | 主太阳半日潮 | 12.00 h | 太阳引力,地球自转(半日周期) |
| N₂ | 主太阴椭圆半日潮 | 12.66 h | 月球轨道偏心率调制 |
| K₂ | 太阴太阳赤纬半日潮 | 11.97 h | 日月赤纬变化的联合效应 |
| K₁ | 太阴太阳赤纬全日潮 | 23.93 h | 日月赤纬变化的联合效应(全日) |
| O₁ | 主太阴全日潮 | 25.82 h | 月球引力(全日周期) |
| P₁ | 主太阳全日潮 | 24.07 h | 太阳引力(全日周期) |
| Q₁ | 主太阴椭圆全日潮 | 26.87 h | 月球轨道偏心率的全日调制 |
根据 form factor(潮型系数)F 值,可将潮汐划分为四种类型:
注:本工具采用简化调和分析法,节点因子 f 与 u 基于月球升交点经度近似计算。对于工程精度要求较高的场合,建议使用国家海洋信息中心发布的正式潮汐表。
潮汐的本质是引潮力(Tidal Force),即引力场梯度产生的拉伸效应。月球对地球近侧海水的引力大于地心,对远侧海水的引力小于地心,这种差异在地球两侧形成两个"潮峰",导致一天内出现两次高潮和两次低潮(半日潮)。太阳引潮力约为月球的46%,当太阳、地球、月球成一直线时(朔望潮),引潮力叠加形成大潮;成直角时(方照潮),引潮力部分抵消形成小潮。
中国沿海潮汐类型分布呈现明显的地域规律:渤海湾、黄海大部、东海北部(如青岛、上海)以正规半日潮为主,潮差较大(青岛平均潮差约3.5 m,上海约2.5 m);台湾海峡及南海北部(如厦门)多为不正规半日潮;南海西部(如北部湾)及海南部分港口呈现全日潮特征。河口地区(如长江口、珠江口)受径流影响,潮汐变形显著,形成明显的潮波上溯现象。
1867年,英国科学家开尔文勋爵(Lord Kelvin)设计了首台潮汐预报机(Tide-Predicting Machine),通过机械齿轮模拟分潮叠加。20世纪中叶,电子计算机取代机械装置,使得分潮数量从十几个扩展到百余个。现代精密潮汐分析可分辨出超过100个分潮,预报精度可达厘米级。长期潮汐观测数据还被用于研究海平面上升、地壳垂直运动及气候变化。
潮汐预报在港口工程、航道疏浚、海上施工、渔业捕捞、海军登陆作战等领域具有关键价值。港口设计中需依据极端高/低潮位确定码头面高程与航道水深;跨海大桥施工窗口期需避开大潮急流;沿海核电站取排水口设计需考虑潮位变化对冷却水温的影响。此外,风暴潮与天文潮的叠加是沿海防洪的重要考量因素。