舟山港区长期验潮站潮汐特征分析

董慧 王文静

摘要：基于舟山港区长期验潮站喇叭咀、老塘山、马岙、六横、条帚门等5个站点多年实测的潮位资料，收集2014年至2018年期间连续5a的实测潮位数据，并利用以最小二乘法为原理的潮汐调和分析方法进行分析得到11个分潮的调和常数，进而研究验潮站附近海域的潮汐类型、潮汐特征。结果表明：本次研究中5个站点附近海域的潮汐类型均为规则半日潮，且潮差变化大，潮汐日不等现象显著，落潮历时长，涨潮历时短，半日分潮占主导地位，浅水分潮具有一定的作用，但效果并不明显。

关键词：舟山;调和分析;潮汐类型;潮汐特征

0引言

位于东海之滨的宁波一舟山港，是我国深水岸线资源最丰富的地区，北起杭州湾东部的花鸟山岛，南至石浦的牛头山岛，南北长220km，大陆岸線长1547km，岛屿岸线长3203km，其中舟山港包括定海、老塘山、马岙、金塘、沈家门、六横、高亭、衢山、泗礁、绿华山和洋山等11个港区。港口航道资源丰富，港区内岛屿星罗棋布，航道和码头前沿水域的海况复杂多变，地方港航部门、海事部门、航运公司等对各港区潮汐、潮流的观测与预报有着较大的需求。为此，该区域的潮汐特征的研究和分析，对港口建设、船舶航行、航运管理、海洋开发等方面具有极其重要的意义。

1资料收集与分析

1.1资料收集

为了满足长期观测以及海道测量、港口建设等项目的需求，我中心在港区内设立了长期站验潮站以及短期验潮站。考虑到水文资料的连续性、可靠性、一致性，因此选取站龄超过5年的喇叭咀、老塘山、马岙、六横、条帚门这5个站点作为本次研究对象（见图1），资料分析时间序列选定为2014年1月1日00：00至2019年1月1日00：00，潮位数据间隔5min。

1.2调和分析

依据最小二乘法，实测潮汐可表示为：

式中：Ao为分析期间的平均海面;t是区时;f是分潮的交点因子;σ为分潮的角速率;格（Vo+u）为格林尼治零时平衡潮分潮的初相角;x（t）是非天文潮位，具有随机的特性，在物理学上称为噪音;H为分潮的平均振幅：g为区时专用迟角。H，g为待定的潮汐调和常数。

本研究中，资料分析选用5个站点2014至2018年连续5a的实测潮位数据，调和分析主要考虑4个半日分潮（M2、S2、K2、N2）、4个全日分潮（K1、01、P1、Q1）以及3个主要浅水分潮（M4、MS4、N6）。每个站点每la的资料分别进行调和分析，结果显示所有站点5a内各分潮调和常数的数值较为接近，由于考虑到风暴潮以及特殊天气的影响，故本次成果均采用5a的平均值。结果如表1所示。

由表1可知，这5个站点具有共同特征，无论从振幅还是迟角方面，半日分潮（M2、S2、K1、O1）均占主导地位，且远远大于全日分潮和主要浅水分潮，而半日分潮中太阴主要半日分潮M2作用效果最为突出，例如喇叭咀站M2达到了太阳主要半日分潮S2的233倍，太阴浅水1/6日分潮M6的134倍。由此可见，各验潮站M2的振幅远远大于其他分潮，浅水分潮（M4、MS4、M6）振幅较小，并不占优势，说明在各验潮站附近海域浅水分潮具有一定的作用，但效果并不明显。

2潮汐特征分析

2.1潮汐类型

关于潮汐分类的方法，一般采用“潮型数”作为潮汐分类的依据。潮型数是表征潮汐曲线形态变化的一种系数——主要分潮平均振幅之比值，亦称“潮性常数”或“潮型常数”。

按潮汐形态系数来作潮汐分类，其意义是明显的，即以潮形系数的大小作为判据，半日潮或全日潮哪一种成分占优势，就属于哪一种类型。其计算公式是：

式中：T1、T2表示潮型常数，其中T1为太阴—太阳赤纬全日分潮K。和太阴赤纬全日分潮O1的振幅之和与太阴主要半日分潮M1振幅的比值，T2为太阴浅水1/4日分潮M4与太阴主要半日分潮M2的振幅的比值;H表示主要分潮的振幅。计算结果见表2。

我国大多采用的划分标准是：O4.0为规则全日潮。由表3可知，喇叭咀、六横、马岙、条帚门的T1.值均小于0.5，为规则半日潮类型，老塘山近似等于0.5，可视为介于规则半日潮和不规则半日潮之间，结合老塘山站实测资料判断，认为老塘山属于规则半日潮。

T2数值大小直接反映了潮汐受到浅海影响的程度大小，同时可以用来比较涨潮时间和落潮时间的时间差，当T2值为0.04时，涨落潮历时差30min左右;当.T2值为0.08时，涨落潮历时差1h左右;当T2值为0.2时，涨落潮历时差2h左右。由表3可知，老塘山、六横、马岙、条帚门的T2值均大于0.04，而喇叭咀近似等于0.04，可以认为各站附近海域受到一定的潮汐浅海分潮作用;其次各站T2值在0.04～0.08的范围内，从而推断各站涨落潮历时差在30min～l h之内，该结论将在后续实测资料分析中进行验证。

综上所述，喇叭咀、老塘山、六横、马岙、条帚门附近海域的潮汐类型均为规则半日潮型，涨落潮具有时差，且有一定的潮汐浅海分潮作用。

2.2潮汐特征

以六横、条帚门2个站点为例，选取2018年9月4日00：00至9月19日00：00的实测潮位数据，以理论最低潮面为基准面，过程曲线图，见图2。

图2显示，六横和条帚门潮位较为接近，一日内出现了2次高潮和2次低潮，但存在2次高潮或2次低潮明显不相等的潮汐日不等现象，既出现高潮日不等又出现低潮日不等，而日不等现象与月球赤纬变化有关。除上述2个站点外，马岙、老塘山、喇叭咀也具有相同特征，此处不再一一赘述。

综合来看，5个站点平均落潮历时大约晚于平均涨潮历时40min～l h，所以2.1中各站涨落潮历时差在30min～l h之内的推断合理，结论成立。各站最大潮差均可达到4m以上，潮差较大。其中六横和条帚门的潮汐特征较为相似，是由于这两个站地理位置较为接近，而马岙和老塘山虽处在一个岛屿，位置上看马岙靠外，老塘山靠内，受地形限制，潮位差异明显。

3结论

利用舟山港区喇叭咀、老塘山、六横、马岙、条帚门5个长期验潮站2014-2018年实测潮位数据资料，通过调和分析的方法对5个站点的潮汐类型以及潮汐特征进行研究分析，结果显示：

（1）5个站点经调和分析表明，半日分潮占主导地位，且远远大于全日分潮和主要浅水分潮，其中M2分潮作用效果最为突出。浅水分潮不占优势，在各站附近海域浅水分潮具有一定的作用，但效果并不明显。

（2）5个站点附近海域的潮汐性质属规则半日潮，各站潮差变化较大，日不等现象较为显著，且同时存在高潮日不等和低潮日不等现象。落潮历时长，涨潮历时短。