第4章中期和短期观测资料的分析名师编辑PPT课件.ppt
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1、第第1 1节节 中期观测资料的分析中期观测资料的分析051015202530-4-2024时间/d水位/m不同亚群分潮之间的会合周期为不同亚群分潮之间的会合周期为1 1年,通常把年,通常把1 1年以上观测记录称为长期观测资料;同样,年以上观测记录称为长期观测资料;同样,属于不同群的分潮的会合周期最长为属于不同群的分潮的会合周期最长为1 1个月,个月,因此把长度长于一个月但不足一年的观测记因此把长度长于一个月但不足一年的观测记录称为中期观测资料录称为中期观测资料分析长期观测资料时引入交点因子和交点订分析长期观测资料时引入交点因子和交点订正角以消除同一亚群其他分潮对主要分潮的正角以消除同一亚群其他
2、分潮对主要分潮的影响;类似的,分析中期观测资料时引入振影响;类似的,分析中期观测资料时引入振幅比和迟角差来消除同一群随从分潮对主要幅比和迟角差来消除同一群随从分潮对主要分潮的影响。振幅比和迟角差称为分潮的影响。振幅比和迟角差称为差比关系差比关系分析方法:计算机方法,手算法(图表法)分析方法:计算机方法,手算法(图表法)由于观测期间较短,同一群分潮中只能通过由于观测期间较短,同一群分潮中只能通过假定的差比关系估计随从分潮的调和常数;假定的差比关系估计随从分潮的调和常数;又因为水位的随机扰动使观测结果包含误差,又因为水位的随机扰动使观测结果包含误差,因此分潮选取时可以忽略大多数振幅小的高因此分潮选
3、取时可以忽略大多数振幅小的高频浅水分潮频浅水分潮由于中期资料只能分离不同群的分潮,为了由于中期资料只能分离不同群的分潮,为了提高主分潮调和常数的准确性,就不得不考提高主分潮调和常数的准确性,就不得不考虑与主分潮同属一群的随从分潮,因此随从虑与主分潮同属一群的随从分潮,因此随从分潮中不可避免地包含一些小振幅分潮,其分潮中不可避免地包含一些小振幅分潮,其中大多数小振幅分潮的调和常数没有使用价中大多数小振幅分潮的调和常数没有使用价值,只是为了消除它们对主分潮的影响值,只是为了消除它们对主分潮的影响分潮的选取分潮的选取在中期资料分析时,通常假定海洋对同一群在中期资料分析时,通常假定海洋对同一群分潮的响
4、应函数为常量,即同一群分潮中每分潮的响应函数为常量,即同一群分潮中每个分潮的角速率相近,并且它们都与相应的个分潮的角速率相近,并且它们都与相应的平衡潮分潮之间有着相同的振幅比和位相差平衡潮分潮之间有着相同的振幅比和位相差对不同群分潮之间的推算关系,随从分潮语对不同群分潮之间的推算关系,随从分潮语主要分潮的振幅比或者取海区附近长期验潮主要分潮的振幅比或者取海区附近长期验潮站相应分潮的振幅比,或者取海区内同族分站相应分潮的振幅比,或者取海区内同族分潮之间的平均振幅比潮之间的平均振幅比随从分潮与主要分潮的迟角差由下式确定随从分潮与主要分潮的迟角差由下式确定分潮的差比关系分潮的差比关系(1)式(式(1
5、 1)中的)中的 是全日或半日潮龄,是全日或半日潮龄,分别是随从分潮和主分潮的角速率分别是随从分潮和主分潮的角速率对于日潮或三分日潮对于日潮或三分日潮 ,对于半日潮、四分日潮或六分日潮对于半日潮、四分日潮或六分日潮 ,分潮的迟角差也可由海区附近长期验潮站的分潮的迟角差也可由海区附近长期验潮站的调和常数计算。我国近海全日或半日潮龄都调和常数计算。我国近海全日或半日潮龄都约为两天,因此可近似地取约为两天,因此可近似地取规定规定 的取值范围的取值范围-130-130230230,超出这,超出这个范围则加减个范围则加减360360二次项分潮,若源分潮为只有二次项分潮,若源分潮为只有 M M2 2 和和
6、 S S2 2,则,则它们将生成浅水分潮它们将生成浅水分潮 M M4 4,MSMS4 4,S S4 4 和和 ,此时浅水分潮与源分潮的振幅比为此时浅水分潮与源分潮的振幅比为 三次项分潮,若源分潮为只有三次项分潮,若源分潮为只有 M M2 2,S S2 2,和,和 N N2 2,生成的浅水分潮主要有生成的浅水分潮主要有 M M6 6,2MS2MS6 6,2MN2MN6 6 和和 MSNMSN6 6 等,浅水分潮与源分潮的振幅比为等,浅水分潮与源分潮的振幅比为浅水分潮的振幅比浅水分潮的振幅比(2a)(2b)为了区分主分潮和随从分潮,潮位可写为为了区分主分潮和随从分潮,潮位可写为 式中式中 为平均水
7、位,为平均水位,为分潮为分潮i i在在t=0t=0时刻的天文相时刻的天文相角角 值;值;P P为主分潮个数,为主分潮个数,Q Q为随从分潮个数为随从分潮个数取取 L L 段观测记录,假定每段记录数分别为段观测记录,假定每段记录数分别为 ,又假定相邻观测记录的时,又假定相邻观测记录的时 间间隔为间间隔为 1 1小时。则子序列小时。则子序列 观测记录观测记录 的中间时刻为的中间时刻为调和常数的计算调和常数的计算(3)(4)公式(公式(3 3)可以写为)可以写为式中式中 分别为分潮分别为分潮 i i 在第在第 子序列的交点因子子序列的交点因子和天文初相角,和天文初相角,将(将(3 3)式的余弦函数展
8、开得到)式的余弦函数展开得到式中式中(5)(6)式(式(6 6)是包含)是包含2 2(P+QP+Q)+1+1个未知数的由个未知数的由 个方程组成的矛盾方程组,可以认为个方程组成的矛盾方程组,可以认为 只有关于主分潮的只有关于主分潮的2P+2P+1 1个未知数需要由方程个未知数需要由方程 组确定,关于随从分潮的组确定,关于随从分潮的2Q2Q个未知数将按照个未知数将按照 差比关系决定于主分潮的调和常数,这样,差比关系决定于主分潮的调和常数,这样,(6 6)式可以写为)式可以写为(7)通过通过 最小最小 二乘二乘 法得法得 到矛到矛 盾方盾方 程组程组 的法的法 方程方程(8)式中系数依次为式中系数
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