Bài giảng TÍNH TOÁN TRONG HẢI DƯƠNG HỌC - Chương 3

CHƯƠNG 3 - PHÂN TÍCH QUAN TRẮC DÒNG CHẢY VÀ THỦY TRIỀU 3.1. PHÂN TÍCH CHUỖI QUAN TRẮC DÒNG CHẢY THEO PHƯƠNG PHÁP MAXIMOV Phương pháp Maximov phân tích chuỗi dòng chảy triều bán nhật hoặc toàn nhật dựa trên giả thiết về sự không đổi của dòng chảy dư trong chu kỳ quan trắc. Biến thiên của dòng chảy dư có thể là đáng kể, đặc biệt khi hướng gió thay đổi. Do đó xuất hiện sai số trong khi tính dòng triều. Vì phân triều cơ bản trong nhóm các phân triều bán nhật là phân triều mặt trăng chính...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng TÍNH TOÁN TRONG HẢI DƯƠNG HỌC - Chương 3 CHƯƠNG 3 - PHÂN TÍCH QUAN TRẮC DÒNG CHẢY VÀ THỦY TRIỀU 3.1. PHÂN TÍCH CHUỖI QUAN TRẮC DÒNG CHẢY THEO PHƯƠNG PHÁP MAXIMOV P hương pháp Maximov phân tích chuỗi dòng chảy triều bán nhật hoặc toàn nhật dựa trên giả thiết về sự không đổi của dòng chảy dư trong chu kỳ quan trắc. Biến thiên của dòng chảy dư có thể là đáng kể, đặc biệt khi hướng gió thay đổi. Do đó xuất hiện sai số trong khi tính dòng triều. Vì phân triều cơ bản trong nhóm các phân triều bán nhật là phân triều mặt trăng chính M 2 , ngày sóng bằng 24,84 giờ (24 giờ 50 ph), còn phân triều toàn nhật cơ bản là K1 , chu kỳ bằng 23,93 giờ (23 giờ 56 ph), nên dòng toàn nhật sẽ xê dịch so với dòng bán nhật 54 phút sau một ngày. Sau hai ngày hiệu này bằng 1 giờ 40 phút, sau ba ngày - 2 giờ 30 phút; sau 7 ngày triều mặt trăng chậm so với triều mặt trời khoảng 6 giờ và vào thời điểm này cực đại của triều mặt trăng sẽ trùng với cực tiểu của triều mặt trời vì khoảng thời gian 6 giờ bằng một nửa chu kỳ của phân triều chính mặt trời. Sau khoảng 7 ngày nữa sự tương ứng giữa các cực đại của triều mặt trăng và mặt trời sẽ lại được khôi phục. Tại các vùng với thành phần toàn nhật nhỏ, dòng triều thực tế gần như đồng nhất với dòng triều bán nhật. Khi thành phần toàn nhật đáng kể triều thực sẽ khác với triều bán nhật một lượng bằng độ lớn của dòng triều toàn nhật. Từ đó rút ra kết luận thực tế quan trọng là khoảng thời gian quan trắc và phương pháp tính các dòng chảy tuần hoàn từ dòng chảy tổng cộng phải được quy định bởi đặc điểm của sự tương quan giữa các dòng bán nhật và toàn nhật làm thành triều thực. Tro ng các vùng có thành phần toàn nhật đáng kể thì chuỗi quan trắc phải dài 25 giờ. Để thuận tiện phân tích các vectơ dòng chảy tổng cộng quan trắc được phân thành các thành phần hướng theo kinh tuyến (hướng lên bắc) U và thành phần theo vĩ tuyến (hướng sang đông) V . Một dao động tuần hoàn bất kỳ có thể có thể khai triển thành một số hữu hạn hoặc vô hạn những dao động hình sin đơn giản với chu kỳ 1, 2, 3 và k  bội số và với dịch pha ban đầu  k . Mỗi thành phần của dòng tổng cộng có thể biểu diễn dưới dạng k 1 A0   Rk cos( kt   k ) , (3 . 1) S 2 k 1 34 1 trong đó: A0  p hần không đổi của đường cong dao động, tức thành phần dòng dư; Rk  2 nửa biên độ,  k  pha, k  tốc độ góc của mỗi dao động đơn thành phần, t  thời gian. Áp dụng công thức cosin của hiệu, (3.1) viết thành:  1 S  A0   Rk (cos kt cos  k  sin kt sin  k ) . (3 .2 ) 2 k 1 N ế u ký hi ệ u: Rk cos  k  Bk , Rk sin  k  Ak , ta có   1 A0   Ak sin kt   Bk cos k t . (3 .3 ) S 2 k 1 k 1 Công thức để xác định những hệ số Ak và Bk theo phương pháp phân tích điều hòa có dạng: 1 23 1 23  2   2   S t sin  k 24 t ,  S t cos  k 24 t  , ( 3 .4) Ak  Bk  12 t  0 12 t 0     trong đó t  các giờ nguyên trong một ngày sóng từ 0 giờ đến 23 giờ của thang giờ quy ước; S  những giá trị của một thành phần hoặc của dòng chảy tổng cộng theo kinh U hoặc vĩ tuyến V tương ứng những giờ đó. Thang giờ quy ước thường dùng là thang giờ mặt trăng và thang giờ con nước. Gốc 0 của thang giờ mặt trăng là thời điểm thượng đỉnh trên hoặc dưới của mặt trăng tại kinh tuyến Greenwich trong ngày quan trắc. Trường hợp dùng thang giờ con nước thì gốc 0 được lấy bằng thời điểm nước lớn xảy ra ở vùng quan trắc. Mỗi giờ trên thang giờ quy ước bằng 1 giờ 2 phút giờ mặt trời trung bình. Muốn c huyển từ thời gian mặt trời trung bình sang thời gian thang giờ quy uớc và xác đị ...