潮汐表与国民经济

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　　【摘要】该文从潮汐的产生的天文原理入手，回顾了中外潮汐站、潮汐表的产生、发展、利用，通过潮汐表预报沿海某些地点在未来一定时期的每天潮汐情况，并重点论述了潮汐在生产方面、航运方面、领海主权、环境保护、资源开发、和军事运用等综合利用，使潮汐、潮汐表更好为国民经济、人们生活服务。
　　【关键词】潮汐；潮汐站；潮汐表；国民经济
　　潮汐表又称潮汐长期预测表，即在正常天气情况下由天文因素影响所产生的潮汐，它对国民经济有着密不可分的联系。
　　一、潮汐和潮汐站
　　1、潮汐。狭义的潮汐是指在天体引潮力作用下产生的海面周期性涨落现象。潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，是沿海地区的一种自然现象，古代称白天的河海涌水为“潮”，晚上的称为“汐”，合称为“潮汐”。
　　广义的潮汐分为地潮、气潮和海潮。由于地、月、日在各自的引力，地球上层固体的岩石圈受到引力会产生弹性、塑性形变，被称为固体潮汐，也叫地潮。而大气层也会产生大气潮汐，简称气潮。本来海洋潮汐与地潮、气潮都属于整体潮汐，因为海潮现象十分明显，与人们的生活、经济活动关系密切，所以潮汐通常指海洋潮汐。
　　具体来说，当每一处海域垂直正对月球时，海水就会因为月球的引力而受到拉动，从而形成涨潮。而与月球的位置呈直角的海域，因为海水被拉向涨潮的海域也就自然形成了退潮。受到这种海水流动的影响，地球的另一侧也会形成涨潮，月球一天绕地球一周，所以一天24小时中会有两次（约12小时）涨、退潮发生，这就是所谓的潮汐。不过，每次潮汐水位的高低不尽相同，大致上有一大一小的现象存在。海水流动的速度也与涨潮时水位的高低成正比而有快有慢。涨、退潮的时间也是每天都在发生变化的，大致上是每天会拖后一个小时。另外，在潮汐中还有天文大潮的特殊现象：每当月球移动到地球和太阳之间，形成一条直线时，日、月两天体对地球的引力就会因为作用于同一方向而叠加，海水的涨落必然增大。另外纬度、海区地形、海水深度也对潮汐的变化有不同的影响。由于海洋的滞后作用，海潮的天文大潮一般在朔日和望日之后一天半左右，即农历的初二、初三和十七、十八日左右。朔、望如遇月近地点，其引起的潮汐振幅则更大。这就是人们常说的“初一、十五涨大潮”的原因。虽然月球引力的影响是作用于整个海洋，但表现最明显的是在海岸带附近。早期濒海而居的先民们在了解并掌握潮汐的变化规律，依此赶海拾贝、造船出海，还能趁潮引海，晒盐养生……
　　2、验潮站。随着人类社会的不断进步，生产、生活需要对潮汐有更加细致精确的认识，验潮站应运而生。验潮站又称潮位站。验潮站的标准设施包括：验潮室、验潮井、验潮仪、验潮杆和一系列水准点。世界上最早的验潮站是于1682年在荷兰的阿姆斯特丹建立的，并因此称为阿姆斯特丹站。在过去的200年中，世界上的一些主要城市或者海港，先后都建立起当地的验潮站，从事海面变动的观测，如：法国的布雷斯特，1807年；悉尼，1897年；旧金山，1898年；日本的油壶，1930年；据美国哥伦比亚大学斯克鲁普斯海洋研究所的统计资料，世界上有百年历史的验潮站只有53个，其中80%集中在挪威、瑞典、芬兰和丹麦等波罗的海沿岸。
　　目前，研究全球海面变化的基本资料是国际海面常设局，它可以提供全球900个验潮站的月平均资料。在地学基本数据辞典中记载，法国的布雷斯特，从1807年就开始了系统的潮位观测，一直持续到现在。它可以帮助人们了解近200年来海面变化的真实情况。全球大约有1000个以上的验潮站，从事现代海面动态的监测。据许多研究者对验潮资料的分析，全球海面变化总趋势是处于轻微上升之中，平均海面的上升速率为10厘米-15厘米／100年。
　　3、我国的验潮站。我国的验潮历史可追溯到十九世纪末，最早开始验潮的站有1895年塘沽、1898年青岛、1900年秦皇岛、1907年厦门。到抗日战争前夕，潮位站已达62个。但抗日战争爆发后大部停止了观测。建国前夕，恢复近20个验潮站，仅有几个站有完整的潮位观测资料，大部分站只进行高低潮的观测。新中国建国后最早开始系统测量的有：秦皇岛、烟台、厦门，等港口城市。
　　二、潮汐表
　　潮汐表是潮汐预报表的简称。有三种潮汐表：一种是指刊载沿海若干地点未来一定时期内潮汐涨落情况的专门资料，另一种是指能够显示出沿岸各港口逐时潮位，以及每次高、低潮出现的时间和潮高的表格；再一种就是根据沿岸各港口的潮汐调和常数和潮汐预报公式制定的预报各港口每一时刻潮位或高潮与低潮出现时间和高度的表格。
　　最早的潮汐表甚至可以追溯到中国唐代。唐代大历年间(公元767—779年)窦叔蒙在他的潮汐专论——《海涛志》中，专门介绍了一种潮汐预报图表“涛时图”的制作方法。他在《论潮时》这一章里写道：“涛时之法，图而列之。上致月朔、胐、上弦、盈、望、虚、下弦、魄、晦；以潮汐所生，斜而络之，以为定式。循环周始，乃见其统体焉，亦其纲领也，”窦氏所述，是一种制作潮时预报图的方法。窦叔蒙在《海涛志》一文中提出了根据月相推算高潮时刻的图表法，这是保存下来的介绍潮汐预报方法的最早的文献，大约比英国的《伦敦桥潮候表》早400年。中国古代有着发达的航海、渔业、制盐、潮灌、海战、海岸工程建设等海洋活动。这些活动离不开掌握潮汐时刻及其变化规律。“天下至信者莫如潮，生、落、盛、衰，各有时刻，故潮得以信言也”。中国古代潮汐学家大都进行过验潮工作。
　　欧洲最早的潮汐表是大英博物馆所珍藏的《伦敦桥潮候表》的手稿，它出现于公元1213年。19世纪60年代末，英国开尔文和G.H.达尔文等人提出了潮汐调和分析方法，后来还设计和制造了机械的潮汐推算机，使潮汐表的编算工作得到迅速发展。
　　我国现代的潮汐记录始自青岛大港的验潮井，该处是中国现代潮位观测的第一批观测站之一。这里的潮位资料不仅早而且时间比较长，成为研究中国近海的潮汐变化和预报的重要基地。从1924年3月开始，青岛观象台把验潮自记仪的记录纸的更换收集工作，委托港政局港务科负责，并将收集的记录纸定期送交观象台天文磁力科。磁力科进行整理分析，计算编制青岛的《潮汐预报表》供港口和航船使用。《潮汐预报表》刊载于每年出版的《青岛节候表》上。青岛观象台成立了海洋科后，对潮汐的观测更为重视，并将胶州湾的调查资料也用于潮汐预报，一直编制到“七七事变”。日本投降后，青岛观象台很快恢复了正常工作，潮汐表也随之恢复编制工作。现在我国潮汐表的编制借助现代科技的手段不断更新，每年海洋出版社都出版一套，由国家海洋信息中心编辑的《潮汐表》。
　　三、潮汐表与国民经济
　　人们根据潮汐涨落的规律，张网捕鱼，引水晒盐，利用广阔的海涂，发展水产养殖事业，海岸工程建设等等都与潮汐的涨落分不开。人们还利用潮汐，海水的涨落，提供旅游资源，在日常生活中，潮汐预报可以帮助人们选择适当时机去观潮、赶海及游泳、冲浪、垂钓等，此外，潮汐还与五个方面有关。
　　1、海港航运。潮汐涨落对海洋航运事业至为重要。世界上许多浅水港口，诸如我国的上海，英国的伦敦和德国的汉堡等，在很大程度上都是依赖潮汐而存在的。巨型的远洋轮，只有利用涨潮时的较高水位，才能进出海港。
　　2、领海主权。决定一个国家的领海。领海是指海岸向海洋延伸距离的海水领域。海岸线因潮汐涨落而进退。因此，国际上规定，计算一个国家的领海，以大潮时——即海水落得最低时候的海岸线为准。

　　3、防灾减灾。掌握潮汐规律防灾减灾。风暴潮监测主要靠沿岸的验潮站进行，正常情况下的实测潮位与预报的天文潮位较一致，当有较强的增水天气系统影响时潮位就要增高许多，有的超过本站警戒水位，甚至超过本站历史最高潮位。这些验潮站采用自记验潮仪，日夜记录潮位变化，在风暴影响期间，可根据预报部门的预约电报要求，按时拍发实时潮位报，内容包括逐时潮位值和高低潮潮高和潮时等。
　　赤潮灾害也是当前严重干扰海洋资源开发与海洋经济发展的海洋灾害之一。潮汐是促发赤潮形成的一个重要潜在因素。因赤潮多发生在水体交换缓慢的情况下，因此，全日潮或高潮潮高差较大时，潮水的积聚作用使表层生物细胞密度高，赤潮出现的几率较多；半日潮或低潮潮差较小时，水体交换较急促，赤潮不易积聚并向外扩散，不易成灾。
　　4、能源开发。潮汐能是人类最早开发利用的海洋能资源。在目前，只有潮差超过3米的才具有开发的意义，全世界约有20多处，分布在浅海港湾与河口处。第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的法国郎斯电站。世界上适于建设潮汐电站都在研究、设计建设潮汐电站。其中包括：美国阿拉斯加州的库克湾、加拿大芬地湾、英国塞文河口、阿根廷圣约瑟湾等地。
　　我国正在运行发电的潮汐电站共有8座：浙江乐清湾的江厦潮汐试验电站、海山潮汐电站、沙山潮汐电站，山东乳山县的白沙口潮汐电站，浙江象山县岳浦潮汐电站，江苏太仓县浏河潮汐电站，广西饮州湾果子山潮汐电站，福建平潭县幸福洋潮汐电站等。我国潮汐发电量，仅次于法国、加拿大，居世界第三位。
　　5、军事应用。在军事史上，由于海军的出现和海上登陆作战的需要，潮汐也就成为军事家们在运筹帷幄、决胜千里时不能不考虑的一个重要因素。舰船在浅海区航行和进出港时，必须准确掌握潮汐和潮流情况。在登陆作战中，选择地段、确定日期和上陆时刻，以及在近海布设水雷时，都需要考虑和重视潮汐的因素。利用涨潮登陆，舰船既可顺流而增大航速，又便于抵滩，从而缩短人员涉水和岸滩运动的距离。第二次世界大战中，英美联军在诺曼底登陆作战时，就把登陆时间选在拂晓后40分钟而又恰为涨半潮的时刻。这次登陆行动取得了极大的成功，潮汐利用得当是很重要的方面。
　　总之，为使潮汐表更好地为国民经济建设及人民生活服务，广大科技工作者付出了艰辛的努力，建立了近300个长期验潮站。我国海洋科技人员根据这些资料运用现代技术，建立了潮汐资料与调和常数数据库以及推算预报数据模型。利用数据模型采取严格的质量控制编制出版的潮汐表分析预报范围，不仅涉及整个中国沿海，而且拓展到世界各主要港口、航线和海峡，涵盖了世界上多种潮汐类型的港口。预报形式既有高潮、低潮、潮时、潮高预报，也有需乘潮进出港及海上作业所需的每小时潮位预报信息，实现了多站多层的永久性大面积预报。如今潮汐表已成为各涉海行业和沿海地区人们生活中不可缺少的有力工具，并将发挥越来越大的作用。
　　参考文献：
　　[1]陈宗镛编著.潮汐学[M].北京:科学出版社,1980.G.Dietrich,GeneralOceanography,John Wiley &Sons,New York,1980.
　　[2]窦叔蒙.海涛志(亦名《海峤志》)[A].中国大百科全书·地理学[M].图书出版社.

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