近岸航海需要的气象知识 - 潮汐

1.潮汐的原理

一图胜千言，配合着这组图片来解释潮汐的原理。



受到月球 和 太阳的引力影响，地球表面的水的高度会出现差异。



靠近月球的一侧海面会升高，背离月球的一面也会升高。现象是这样，但原因有几种解释：一种说是因为地球因受到月球的引力也向月球移动了一点点，导致海面呈现两头都高一些的现象。还有说法是因为地球自转导致的。真实情况一定比这两种解释复杂得多，这两种说法都是为了方便记忆的简化模型。



海面高的地方就是高潮，低的地方就是低潮。另外由于地球在自转，所以在一天之内，同一个地区会经历两次高潮和两次低潮。（实际情况更为复杂，下面会讲）



海水除了受到月球的引力（蓝色圈），也受到太阳的引力（橙色圈）。当月球和太阳在一条直线上的时候就是另个力量叠加，即大潮（spring tide）当月球和太阳成直角位置的时候就是小潮（neap tide）。这里有两个有意思的现象：

阴历的初一和十五（外国叫新月和满月）是太阳和月球连成一线的日子，所以这两天是理论上大潮的日子，但实际上真正的大潮会向后推迟2-3天。

所谓的天文大潮：就是地球和太阳最近，且月亮也和地球最近，并且在同一条直线上，这种情况就是天文大潮。每18.6年出现一次（也是阴历和阳历重叠的时间）。

地球相对太阳自转一圈是24小时，但是地区相对于月球自转一圈儿的时间是24小时又50分钟。这就导致了每天潮水的高潮和低潮点大约相差50分钟。这个时间不是这么绝对，因为潮汐还受到太阳以及地形的影响，但可以作为一个方便算法。

以上讲的是一个简化的模型，细节可能不完全对但可以比较好地解释基本现象。好在我们学的又不是天体物理，所以不要较真。下面就介绍一些潮汐的现象。

半日潮 / 全日潮

基于简化模型潮汐应该每天两次高潮（即半日潮），但由于多种原因地球上的不同地区每天的高潮次数是不一样的。看下图



红色表示全日潮地区（一天一次），蓝色表示单日潮（一天两次）。可以看到全球不同海岸状况不同，我国东海是半日潮，南海部分地区是单日潮。国内重要的帆船比赛“一带一路帆船赛 北海站”所在的北部湾海域就是典型的单日潮。



厦门俱乐部杯所在的东海地区（厦门）就是半日潮且潮差极大（经常超过5m）。



潮差的不同

潮差指的就是高潮和低潮之间的差值。首先他受到太阳和月球引力的影响，每个月呈现周期性变化。更重要的是受到地形的影响。下图就是全球各个地方潮差的分布图，可以看出很多有意思的事儿：

RYA是英国课程，极其注重水流和潮汐的知识。原因可能是英国是全球潮差最大的地区之一（深红色）。

地中海虽然大，但只有一个直布罗陀海峡与大西洋相连，所以那里几乎没有潮汐。我简单查了一下希腊的潮差在10cm左右。

日本海（韩国叫东海，朝鲜叫朝鲜东海）位于日本韩国俄罗斯中间的区域也是一片没有潮汐的地方。

（厦门五缘湾的码头，涨潮时海生物爬上码头的柱子，退潮时它们就会浮出海面）

2.对航海的影响

海水的深浅

龙骨帆船有个明显的缺点，就是她有龙骨。所以不能通过太浅的水域。如果水深小于吃水（draft）那么船就搁浅了。这里有个海图相关的小知识：实际水深 = 海图标记的水深 + 潮汐的高度。例如：海图标记水深1m，潮汐高度0.5m，那么实际水深 = 1 + 0.5 = 1.5米。

举个例子1：

一艘J80帆船的吃水是1.5m，也就是说最起码水深要超过1.5m她才能航行。如果考虑到波浪，那么水深还要更深才行。深圳湾游艇会附近的水域最浅处1.1米（海图），加上潮汐（2022年2月26日，最低潮汐0.56，最高2.4m）后，实际水深高度为1.66 - 3.5m。超过吃水可以自由航行。

下面列了一些常见的龙骨船的吃水（draft）仅供参考：

船型	船型	吃水
龙骨船	J80	1.5m
龙骨船	J70	1.45m
龙骨船	珐伊23	1.4m
龙骨船	珐伊28	1.75m
巡航船	巴伐利亚41	1.65m
巡航船	博纳多43	1.7m

水流（current）：

“人往高处走，水往低处流。” 既然潮汐让海面的高度有了变化，那必然也会引起海水的流动。

潮汐是影响水流的一种方式，除此之外还有：地球自转引起的，冷热温差引起的，风吹海面引起的以及江河入海口造成的。潮汐流是对近岸航海影响最大的一种。潮汐流在不同的地域差别很大：潮差大一般就可能产生更大的水流，狭长的水道也可能产生较大的水流。各种海峡都是水流很大的地方，离我们很近的维多利亚港水流就不小。

在一些水流比较大的地方会提供水流数据。例如上面提到的维多利亚港就有详细的水流预测数据。例如下图：铜锣湾游艇会附近的水流最大就有1.6节。



但并不是所有地区都有水流数据，国内我只在香港和上海看到过水流数据。其他国家的地区如英吉利海峡附近，东京港口，美国new port（罗德岛）附近也有水流数据。例如下图是navionics提供的上海长江口水流数据。可以看到入海口处的水流还是很大的，当天的最大能达到5.7节。



3.如何查询潮汐

先说说潮汐数据怎么来的：

港口有个浮标，测每天潮汐起起伏伏的数据。

根据天文历法和测量的数据进行推算。

现在也用卫星来探测海面高度，数据已不局限在港口。

（国内的检测浮标，一般有太阳能板并写着“破坏必究”）

传统的查询方法


(国家海洋信息中心出的潮汐表，每年一本，共6册，册3包含了深圳地区)

每个港口有潮汐监测数据，然后制作成《潮汐表》国外叫Almanac（年历）。

人们可以通过这个表查询到那个港口的潮汐。

如果你所在的港口没有潮汐数据，那么就找临近的进行推测。



一种方法是直接近似等于，

还有一种是在朝夕表中可以找到主港和附港的关系，然后进行换算。


有一些水流比较大的地方还会提供水流数据。

查潮汐和水流学RYA的主要考试内容，不复杂但非常繁琐容易出错。

国内很难找到类似格式的潮汐表和水流数据。

现代方法：查手机

大量的app可以按照港口查询潮汐数据，有些甚至可以做到离线查询。（例如，全球潮汐）

部分App可以根据临近港口自动推算出某一坐标点的潮汐数据。（例如，海e行）

部分App可以提供关键水域的水流速度数据。（例如，navionics）

具体的手机app操作方法，请关注我的视频号。

---

这个系列就结束了。天气部分的知识点覆盖了：

RYA龙骨船体系：成人L1-L3 + 青少年S1-S4 +  Seamanship

CYA小帆船体系：L1-L4 的全部天气部分

ASA体系：101龙骨船基础部分的全部天气知识

下图是 RYA天气部分的课程大纲，可以对照考察一下自己是不是都懂了。

1.潮汐的原理

一图胜千言，配合着这组图片来解释潮汐的原理。



受到月球 和 太阳的引力影响，地球表面的水的高度会出现差异。



靠近月球的一侧海面会升高，背离月球的一面也会升高。现象是这样，但原因有几种解释：一种说是因为地球因受到月球的引力也向月球移动了一点点，导致海面呈现两头都高一些的现象。还有说法是因为地球自转导致的。真实情况一定比这两种解释复杂得多，这两种说法都是为了方便记忆的简化模型。



海面高的地方就是高潮，低的地方就是低潮。另外由于地球在自转，所以在一天之内，同一个地区会经历两次高潮和两次低潮。（实际情况更为复杂，下面会讲）



海水除了受到月球的引力（蓝色圈），也受到太阳的引力（橙色圈）。当月球和太阳在一条直线上的时候就是另个力量叠加，即大潮（spring tide）当月球和太阳成直角位置的时候就是小潮（neap tide）。这里有两个有意思的现象：

阴历的初一和十五（外国叫新月和满月）是太阳和月球连成一线的日子，所以这两天是理论上大潮的日子，但实际上真正的大潮会向后推迟2-3天。

所谓的天文大潮：就是地球和太阳最近，且月亮也和地球最近，并且在同一条直线上，这种情况就是天文大潮。每18.6年出现一次（也是阴历和阳历重叠的时间）。

地球相对太阳自转一圈是24小时，但是地区相对于月球自转一圈儿的时间是24小时又50分钟。这就导致了每天潮水的高潮和低潮点大约相差50分钟。这个时间不是这么绝对，因为潮汐还受到太阳以及地形的影响，但可以作为一个方便算法。

以上讲的是一个简化的模型，细节可能不完全对但可以比较好地解释基本现象。好在我们学的又不是天体物理，所以不要较真。下面就介绍一些潮汐的现象。

半日潮 / 全日潮

基于简化模型潮汐应该每天两次高潮（即半日潮），但由于多种原因地球上的不同地区每天的高潮次数是不一样的。看下图



红色表示全日潮地区（一天一次），蓝色表示单日潮（一天两次）。可以看到全球不同海岸状况不同，我国东海是半日潮，南海部分地区是单日潮。国内重要的帆船比赛“一带一路帆船赛 北海站”所在的北部湾海域就是典型的单日潮。



厦门俱乐部杯所在的东海地区（厦门）就是半日潮且潮差极大（经常超过5m）。



潮差的不同

潮差指的就是高潮和低潮之间的差值。首先他受到太阳和月球引力的影响，每个月呈现周期性变化。更重要的是受到地形的影响。下图就是全球各个地方潮差的分布图，可以看出很多有意思的事儿：

RYA是英国课程，极其注重水流和潮汐的知识。原因可能是英国是全球潮差最大的地区之一（深红色）。

地中海虽然大，但只有一个直布罗陀海峡与大西洋相连，所以那里几乎没有潮汐。我简单查了一下希腊的潮差在10cm左右。

日本海（韩国叫东海，朝鲜叫朝鲜东海）位于日本韩国俄罗斯中间的区域也是一片没有潮汐的地方。

（厦门五缘湾的码头，涨潮时海生物爬上码头的柱子，退潮时它们就会浮出海面）

2.对航海的影响

海水的深浅

龙骨帆船有个明显的缺点，就是她有龙骨。所以不能通过太浅的水域。如果水深小于吃水（draft）那么船就搁浅了。这里有个海图相关的小知识：实际水深 = 海图标记的水深 + 潮汐的高度。例如：海图标记水深1m，潮汐高度0.5m，那么实际水深 = 1 + 0.5 = 1.5米。

举个例子1：

一艘J80帆船的吃水是1.5m，也就是说最起码水深要超过1.5m她才能航行。如果考虑到波浪，那么水深还要更深才行。深圳湾游艇会附近的水域最浅处1.1米（海图），加上潮汐（2022年2月26日，最低潮汐0.56，最高2.4m）后，实际水深高度为1.66 - 3.5m。超过吃水可以自由航行。

下面列了一些常见的龙骨船的吃水（draft）仅供参考：

船型	船型	吃水
龙骨船	J80	1.5m
龙骨船	J70	1.45m
龙骨船	珐伊23	1.4m
龙骨船	珐伊28	1.75m
巡航船	巴伐利亚41	1.65m
巡航船	博纳多43	1.7m

水流（current）：

“人往高处走，水往低处流。” 既然潮汐让海面的高度有了变化，那必然也会引起海水的流动。

潮汐是影响水流的一种方式，除此之外还有：地球自转引起的，冷热温差引起的，风吹海面引起的以及江河入海口造成的。潮汐流是对近岸航海影响最大的一种。潮汐流在不同的地域差别很大：潮差大一般就可能产生更大的水流，狭长的水道也可能产生较大的水流。各种海峡都是水流很大的地方，离我们很近的维多利亚港水流就不小。

在一些水流比较大的地方会提供水流数据。例如上面提到的维多利亚港就有详细的水流预测数据。例如下图：铜锣湾游艇会附近的水流最大就有1.6节。



但并不是所有地区都有水流数据，国内我只在香港和上海看到过水流数据。其他国家的地区如英吉利海峡附近，东京港口，美国new port（罗德岛）附近也有水流数据。例如下图是navionics提供的上海长江口水流数据。可以看到入海口处的水流还是很大的，当天的最大能达到5.7节。



3.如何查询潮汐

先说说潮汐数据怎么来的：

港口有个浮标，测每天潮汐起起伏伏的数据。

根据天文历法和测量的数据进行推算。

现在也用卫星来探测海面高度，数据已不局限在港口。

（国内的检测浮标，一般有太阳能板并写着“破坏必究”）

传统的查询方法


(国家海洋信息中心出的潮汐表，每年一本，共6册，册3包含了深圳地区)

每个港口有潮汐监测数据，然后制作成《潮汐表》国外叫Almanac（年历）。

人们可以通过这个表查询到那个港口的潮汐。

如果你所在的港口没有潮汐数据，那么就找临近的进行推测。



一种方法是直接近似等于，

还有一种是在朝夕表中可以找到主港和附港的关系，然后进行换算。


有一些水流比较大的地方还会提供水流数据。

查潮汐和水流学RYA的主要考试内容，不复杂但非常繁琐容易出错。

国内很难找到类似格式的潮汐表和水流数据。

现代方法：查手机

大量的app可以按照港口查询潮汐数据，有些甚至可以做到离线查询。（例如，全球潮汐）

部分App可以根据临近港口自动推算出某一坐标点的潮汐数据。（例如，海e行）

部分App可以提供关键水域的水流速度数据。（例如，navionics）

具体的手机app操作方法，请关注我的视频号。

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这个系列就结束了。天气部分的知识点覆盖了：

RYA龙骨船体系：成人L1-L3 + 青少年S1-S4 +  Seamanship

CYA小帆船体系：L1-L4 的全部天气部分

ASA体系：101龙骨船基础部分的全部天气知识

下图是 RYA天气部分的课程大纲，可以对照考察一下自己是不是都懂了。