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第1章 潮汐、潮流现象1

§1.1 绪言1

目录1

§1.2 潮汐现象3

1.2.1 验潮概况3

1.2.2 潮汐名词4

§1.3 潮汐类型5

§1.4 潮汐随月相和赤纬的变化7

1.4.1 大潮和小潮7

1.4.2 回归潮和分点潮7

§1.5 中国沿海的潮汐特点8

1.5.1 潮汐类型的分布8

1.5.2 高潮间隙的变化8

1.5.4 江河口潮汐9

1.5.3 潮差分布9

§1.6 潮流现象11

1.6.1 旋转式潮流11

1.6.2 往复式潮流12

1.6.3 高、低潮与转流和最大潮流的关系12

1.6.4 潮流类型13

第2章 引潮力16

§2.1 天文常识16

2.1.1 天球、黄道和白道16

2.1.2 赤道坐标系与黄道坐标系18

2.1.3 年18

2.1.4 月18

2.1.6 时19

2.1.5 日19

2.1.7 地平视差20

§2.2 日、月运行轨道参量的计算21

2.2.1 s,h,p,N,pS的计算21

2.2.2 太阳和月球的余赤纬及陆地东经的计算23

2.2.3 ？，？的计算26

§2.3 引潮力26

2.3.1 引潮力的产生原因26

2.3.2 引潮力的公式28

§2.4 垂直引潮力的球函数展开及计算30

第3章 引潮势和平衡潮33

§3.1 引潮势33

§3.2 平衡潮36

§3.3 平衡潮的达尔文展开37

§3.4 引潮势的杜德逊展开45

§3.5 引潮势的精密展开51

§3.6 分潮及f,u的计算公式53

3.6.1 达尔文展开的分潮54

3.6.2 杜德逊展开的分潮58

§3.7 引潮势的准调和分潮展开63

3.7.1 实际分潮的合并63

3.7.2 平衡潮分潮的合并64

3.7.3 O1,K1,M2,S2准调和分潮65

3.7.4 M4,MS4准调和分潮71

3.7.5 实际的潮高公式71

§3.8 太阳辐射势展开72

§3.9 浅水分潮74

§4.1 傅氏变换77

4.1.1 傅氏分潮77

第4章 潮汐谱分析77

4.1.2 傅氏变换78

§4.2 线谱78

4.2.1 δ函数78

4.2.2 线谱79

§4.3 折叠谱79

4.3.1 取样的时间间隔△t79

4.3.2 折叠谱80

4.4.1 有限频带函数的截断81

4.4.2 分辨两条谱线的雷利准则81

§4.4 两条谱线的分辨极限81

§4.5 理想滤波83

4.5.1 理想滤波器83

4.5.2 卷积滤波83

4.5.3 吉布斯现象84

§4.6 低通滤波与平滑84

4.6.1 低通滤波84

4.6.2 平滑87

§4.7 带通滤波及窗函数87

§4.8 杜德逊滤波器89

§4.9 功率谱与互谱92

4.9.1 功率谱92

4.9.2 互谱93

§4.10 快速傅氏变换94

第5章 潮汐、潮流分析和预报100

§5.1 潮汐调和常数101

§5.2 一年潮汐分析的最小二乘法（1）103

5.2.1 分潮的选取104

5.2.2 求解A,B的线性方程组104

5.2.3 右端项Ci,Di的计算106

5.2.4 赛德尔迭代求解Ai,Bi108

5.2.5 f，（V0+u）的计算109

5.2.6 对缺测资料的处理110

§5.3 一年潮汐分析的最小二乘法（2）110

§5.4 浅水港口潮汐分析和预报的一个方法112

§5.5 高低潮数据的调和分析116

§5.6 一个月潮汐资料的分析方法118

5.6.2 线性方程组的建立119

5.6.1 分潮的选取119

5.6.3 次要分潮的订正124

5.6.4 次要分潮调和常数的计算125

5.6.5 σ,f,V0,u的计算127

§5.7 潮汐“波面”分析法127

5.7.1 潮汐“波面”127

5.7.2 非整点潮高值的摘取128

5.7.3 分潮族及分潮的分离131

§5.8 潮汐预报133

5.8.1 逐时潮位的计算133

5.8.2 优选法计算高、低潮134

§5.9 19年潮汐分析及潮汐分析的稳定性135

5.9.1 19年潮汐资料的总体分析135

5.9.2 潮汐分析的稳定性137

5.9.3 极潮140

§5.10 单周日潮汐、潮流资料的准调和分析141

5.10.1 计算原理141

5.10.2 良好天文观测日期的选择145

§5.11 潮流椭圆要素及潮流频率统计146

5.11.1 潮流椭圆要素146

5.11.2 潮流频率统计147

第6章 潮汐响应分析151

§6.1 引力潮151

6.1.1 引潮势的球函数展开151

6.1.2 卷积滤波154

6.1.3 天文变量的计算155

§6.2 太阳辐射潮156

§6.3 非线性潮159

6.3.1 线性天文变量的组合160

6.3.2 一级预报水位的组合162

§6.4 响应权函数162

§6.5 潮汐导纳165

第7章 潮波数值计算167

§7.1 潮波数值计算的ADI法168

7.1.1 运动方程和连续方程168

7.1.2 差分170

7.1.3 前半时间步长ζ,u,v的计算173

7.1.4 后半时间步长ζ,v,u的计算174

7.1.5 潮波数值计算的边界条件176

7.1.6 计算参量179

7.1.7 计算结果分析179

7.2.1 三维潮波微分方程181

§7.2 Leendertse三维非线性潮波数值模式181

7.2.2 差分185

7.2.3 切应力的计算187

7.2.4 边界条件188

7.2.5 计算参量188

§7.3 Backhaus三维非线性潮波数值模式189

7.3.1 控制方程189

7.3.2 层积分方程190

7.3.3 运动方程的差分193

7.3.4 连续方程的差分及水位ζ的求解195

7.3.5 垂直隐式系统求解Un+1,Vm+1197

7.3.6 垂直流速w198

7.3.7 边界条件的处理198

7.4.1 方法1199

7.3.8 计算参量199

§7.4 潮流数值预报199

7.4.2 方法2200

§7.5 海洋潮波201

7.5.1 中国近海潮波的分布状况202

7.5.2 长方形海湾的旋转潮波205

7.5.3 摩擦对海湾无潮点的影响208

7.5.4 M2无潮点处的潮汐、潮流类型209

7.5.5 大洋潮波209

§7.6 烟台海域潮汐、潮流类型相异的原因210

§7.7 渤海潮波系统的变迁211

§7.8 潮汐岬角锋212

§7.9 东海沿岸潮致上升流214

§8.1 平均海面和国家高程基准216

第8章 海平面和海图基准面216

8.1.1 黄海平均海水面217

8.1.2 1985国家高程基准217

§8.2 海平面高度的分布220

§8.3 太阳辐射潮对月平均海面变化的影响221

8.3.1 中国沿岸潮汐的低频振动221

8.3.2 零族潮位的响应分析221

§8.4 海平面的长期变化224

8.4.1 平均海面的长周期变化224

8.4.2 海平面的上升趋势225

8.5.1 水准联测法227

8.5.2 同步改正法227

§8.5 短期验潮站年平均海面的确定227

§8.6 海图基准面228

8.6.1 概况229

8.6.2 理论深度基准面229

8.6.3 浅水分潮订正232

8.6.4 平均海面季节订正232

第9章 工程潮位233

§9.1 潮汐特征值233

9.1.1 潮汐类型233

9.1.2 潮龄233

9.1.3 涨潮时间与落潮时间234

9.1.4 潮信表235

9.1.5 从实测资料中统计潮汐特征值236

9.2.1 长期站设计高、低水位的计算方法237

§9.2 设计高、低水位237

9.2.2 短期站设计高、低水位的计算方法239

§9.3 多年一遇的高、低水位239

9.3.1 长期站多年一遇高、低水位的计算239

9.3.2 短期站多年一遇高、低水位的计算244

§9.4 乘潮水位244

第10章 固体潮246

§10.1 倾斜潮汐分析及海潮负荷效应246

10.1.1 零点漂移246

10.1.2 倾斜潮的调和分析247

10.1.3 倾斜潮的响应分析249

§10.2 LOVE数及负荷LOVE数252

10.2.1 LOVE数252

10.2.2 负荷LOVE数253

§10.3 重力潮255

10.3.1 重力潮理论值的计算方法255

10.3.2 重力固体潮的分析256

§10.4 海潮对固体潮的负荷影响258

10.4.1 格林函数258

10.4.2 海潮对倾斜、重力潮的影响260

§10.5 考虑到固体潮、平衡潮的潮波数值计算261

§10.6 潮汐触发地震263

§10.7 黏性潮汐形变在地球自转长期减速中的作用264

附表266

附表1 杜德逊的引潮势展开式266

附表2 一年潮汐分析的170个分潮一览表278

参考文献287