[科普中國(guó)]-潮信表

潮信表配置意義

隨著我國(guó)沿海港口建設(shè)的飛速發(fā)展，港口數(shù)量大幅增加，沿岸水深測(cè)量數(shù)據(jù)更新變化加快，可供制圖人員選擇的港站潮汐信息量日益加大，于是，配置潮信表時(shí)會(huì)存在隨意選擇驗(yàn)潮站的類(lèi)別與數(shù)量、海圖深度基準(zhǔn)面與潮高起算面不一致的情況下潮信數(shù)據(jù)準(zhǔn)確改算以及如何高效簡(jiǎn)潔表達(dá)潮信和快捷推算潮汐等問(wèn)題。本文針對(duì)這些問(wèn)題探討了潮信表圖面配置的選取原則和表示方法，并借鑒外版海圖潮信表的圖面配置形式，提出了部版海圖潮信表的改進(jìn)形式和潮汐推算手段。對(duì)于在航海圖上準(zhǔn)確合理地配置潮信表，簡(jiǎn)便清晰地反映港站潮汐狀況，發(fā)揮航道通航效益，保障航海安全具重要的現(xiàn)實(shí)意義。

傳統(tǒng)配置形式與原則海圖上配置的潮信表是記載某地高低潮間隙、大小潮升、高低潮潮高和平均海面等潮汐特征數(shù)據(jù)的專(zhuān)用表。不同國(guó)家出版的海圖有不同的配置形式。

部版海圖潮信表配置形式部版海圖上的潮信表按照潮汐性質(zhì)可以分為半日潮、混合潮和日潮三種類(lèi)型。在GB12319-1998《中國(guó)海圖圖式》規(guī)定了各類(lèi)潮信表的配置形式，其中，半日潮和混合潮的潮信表形式見(jiàn)圖 1、圖 2；日潮潮信表包含內(nèi)容與混合潮相近，但在月赤緯最大時(shí)沒(méi)有低高潮和高低潮的相關(guān)信息，而表格形式也與圖 2 相同。

外版海圖潮信表配置形式英版海圖潮信表分為半日潮和日潮及混合潮兩種類(lèi)型，前者表示了某地海圖基準(zhǔn)面以上的平均大潮高潮高(MHWS) 、平均小潮高潮高(MHWN) 、平均小潮低潮高(MLWN) 、平均大潮低潮高(MLWS) ；后者表示了平均高高潮高(MHHW) 、平均低高潮高(MLHW) 、平均高低潮高(MHLW) 、平均低低潮高(MLLW) 。具體表格形式見(jiàn)圖 3。

美版海圖潮信表與英版海圖規(guī)定的圖式相同，但在實(shí)際圖面配置過(guò)程中，往往根據(jù)潮港的性質(zhì)靈活的表示，比如有的列出了平均高潮、平均低潮、平均高高潮和極端最低潮高。具體表格形式見(jiàn)圖 4。

日版海圖圖式里沒(méi)有規(guī)定具體格式，表示形式靈活多樣，常見(jiàn)的表格形式見(jiàn)圖 5、6。

配置原則根據(jù)規(guī)范要求及潮信表的用途，潮信表在海圖上的配置應(yīng)遵循以下原則：

(1) 依據(jù)航海圖圖幅范圍內(nèi)包含港口的數(shù)量，進(jìn)港航道的位置和長(zhǎng)度，合理配置潮信表。

(2) 大比例尺港灣圖( 大于1：10萬(wàn)) 應(yīng)適當(dāng)多配潮信表港站，一般至多 6、7 個(gè)，最多不宜超過(guò)10個(gè)港站；中小比例尺(1∶50萬(wàn)以上) 一般不配置潮信表。

(3) 潮信資料較多時(shí)，優(yōu)先選取較大的港口、水深較淺的港口、航道附近的潮站。

(4) 潮信表的編排順序，考慮航海人員的用圖習(xí)慣，按進(jìn)港方向，由外向內(nèi)依次編排。狹窄的港灣或江河口門(mén)兩側(cè)都有潮信港站，則進(jìn)港方向按漲潮方向順序編排，另一側(cè)按落潮方向順序編排。

(5) 潮高基準(zhǔn)面應(yīng)與海圖深度基準(zhǔn)面保持一致。我國(guó)目前統(tǒng)一采用理論最低潮面作為潮高和海圖水深的起算面，兩者基準(zhǔn)面在理論上是一致的。在潮信表中，平均海面是從潮高基準(zhǔn)面起算的高度，其在數(shù)值上與海圖深度基準(zhǔn)面一致。然而，實(shí)際工作中海圖水深資料和潮汐觀測(cè)資料的更新周期在時(shí)間上是不同步的，往往容易造成潮高基準(zhǔn)面與海圖深度基準(zhǔn)面不一致的情況。制圖編輯在分析海圖水深資料、配置潮信表時(shí)，若發(fā)現(xiàn)兩者基準(zhǔn)面不一致，應(yīng)按相應(yīng)方法進(jìn)行處理。

問(wèn)題分析與改進(jìn)存在的問(wèn)題隨著沿岸港口建設(shè)和海洋技術(shù)的發(fā)展，部版海圖潮信表配置和應(yīng)用中的問(wèn)題變得日益突出，需要做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以方便航海人員使用。目前較為突出的問(wèn)題主要有：

(1) 潮信表式樣繁多不一

潮信表基于潮汐類(lèi)型的差異分為三種式樣，分別表示其特有的潮汐特征值，其中半日潮型潮信表與其他兩種差別較大，對(duì)于多數(shù)情況下既包含半日潮，又包含日潮和混合潮潮港的海圖來(lái)說(shuō)，不利于圖面空間有效表示，給制圖人員合理配置潮信表帶來(lái)不便。

(2) 潮信表羅列內(nèi)容冗長(zhǎng)

部版潮信表不僅式樣繁多，而且羅列的內(nèi)容冗長(zhǎng)，特別是日潮和混合潮潮信表分為月赤緯 0 時(shí)和月赤緯最大時(shí)兩種情況表示潮汐間隙和潮高，月赤緯最大時(shí)平均潮汐間隙再分為北赤緯和南赤緯，每個(gè)潮港共列出了17組數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)雖然完整表達(dá)了潮港在月球赤緯變化過(guò)程的潮汐漲落特征，但針對(duì)于概略推算潮汐的海圖潮信表，這樣詳細(xì)的內(nèi)容顯得過(guò)于繁瑣，且不符合海圖要素簡(jiǎn)潔、直觀的表示要求。

(3) 潮汐推算費(fèi)時(shí)復(fù)雜且精度不高

半日潮型潮信表在推算潮汐時(shí)，不僅需在潮汐表中查詢?cè)律?下) 中天時(shí)刻，還要查詢其附近主港的所求日期與大潮日的間隔天數(shù)； 而日潮和混合潮潮信表在推算潮汐時(shí)，除需查詢?cè)轮刑鞎r(shí)刻和附近主港潮汐信息外，還要依據(jù)劃分的兩種情況，即所求日期在月赤緯最小與最大之間抑或最大與最小之間，再由不同的公式計(jì)算。上述潮汐推算過(guò)程復(fù)雜費(fèi)時(shí)，極易出錯(cuò)，并且這種推算方法是通過(guò)簡(jiǎn)單的線性內(nèi)插獲得，線性假設(shè)條件與實(shí)際潮汐變化有較大差異，推算結(jié)果精度往往較低。

(4) 高低潮間隙沒(méi)有必要表示

高低潮間隙是為了求算高低潮時(shí)刻而設(shè)置的。高潮或低潮時(shí)等于某地月上(下) 中天時(shí)加上該地產(chǎn)生高潮或低潮時(shí)的時(shí)間間隔。由于月上(下) 中天時(shí)刻刊載在潮汐表或航海天文歷等表冊(cè)，需要經(jīng)過(guò)查詢才能得到。與其費(fèi)力查詢中天時(shí)刻不如直接查找潮汐表的潮汐預(yù)報(bào)數(shù)值，既詳細(xì)又準(zhǔn)確。因此，海圖潮信表登載高低潮間隙，對(duì)于大致的潮汐推算而言，確實(shí)無(wú)大的必要。

解決思路針對(duì)上述問(wèn)題，按照簡(jiǎn)單明了、便于理解和高效實(shí)用的原則，本文對(duì)海圖潮信表從以下四個(gè)方面進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

(1) 大潮升表示為平均大潮高潮面

平均大潮高潮面是個(gè)很重要的基準(zhǔn)面，《海道測(cè)量規(guī)范》中規(guī)定: “海岸線以平均大潮高潮時(shí)所形成的實(shí)際痕跡進(jìn)行測(cè)繪”，“燈塔、燈樁的燈光中心高度從平均大潮高潮面起算”。由此可見(jiàn)，平均大潮高潮面是確定岸線的重要依據(jù)。至于海面以上其他要素，如燈塔、燈樁的燈光中心、海上橋梁、線纜以及明礁的高度，也是由平均大潮高潮面來(lái)確定。平均大潮高潮面在海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)獲取、處理、管理和應(yīng)用各環(huán)節(jié)中具有重要作用和意義，該數(shù)值在我國(guó)海區(qū)各潮港需要統(tǒng)一定義，尤其要在海圖潮信表中明確表示。相應(yīng)的小潮升可改為平均小潮高潮面。

(2) 刪除潮汐間隙

高低潮間隙是為了求算高低潮時(shí)刻而設(shè)置的。然而，隨著港口的發(fā)展完善，港口潮汐預(yù)報(bào)和航道通航率已能得到有效保障。在此情況下，由潮信表推算高低潮時(shí)的重要性和必要性大大降低，故可省略該項(xiàng)參數(shù)以簡(jiǎn)化潮信表。

(3) 取消月赤緯最大最小分類(lèi)

日潮和混合潮潮信表中的月赤緯分類(lèi)，主要是為了提高潮汐推算精度而配置的，但局限于推算原理，其提高的精度是有限的。在當(dāng)前已具備各種高精度潮汐預(yù)報(bào)技術(shù)的前提下，月赤緯分類(lèi)存在的意義不大，可省去，由此也可大大簡(jiǎn)化潮信表，方便航海人員使用。

(4) 不同潮汐類(lèi)型表格合并處理

把不同潮汐類(lèi)型的潮信數(shù)據(jù)進(jìn)行格式排列后，經(jīng)過(guò)分類(lèi)比較，不難發(fā)現(xiàn)其中的類(lèi)似排列規(guī)律，完全可以合并處理，即不同欄目的表格合并處理后，可形成便于海圖表示和閱讀的一種表格式樣。

改進(jìn)建議基于上述解決思路，結(jié)合部版潮信表多年來(lái)的使用經(jīng)驗(yàn)，綜合用戶的反饋意見(jiàn)，參考外版海圖的表示方式，擴(kuò)充半日潮型潮信表的內(nèi)容，化簡(jiǎn)日潮和混合潮的表現(xiàn)形式，部版潮信表可分日潮和混合潮、半日潮兩種表示形式。其中，前者包含平均高高潮高、低高潮高、高低潮高、低低潮高和平均海面等信息，后者包含平均大潮高潮高、大潮低潮高、小潮高潮高、小潮低潮高和平均海面等信息。另外，依據(jù)解決思路第四條，可將兩種類(lèi)型的潮信表合并為一個(gè)表格以方便其在海圖中的配置表示，表格樣式見(jiàn)圖 7。

改進(jìn)后潮信數(shù)據(jù)的處理日潮和混合潮潮信數(shù)據(jù)不需處理，直接使用原數(shù)據(jù)即可。半日潮型潮信表改進(jìn)后的潮信數(shù)據(jù)，需對(duì)原潮信數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到。半日潮型潮信表中數(shù)據(jù)可按如下公式計(jì)算：

平均大潮高潮高=大潮升

平均大潮低潮高=2×平均海面－大潮升

平均小潮高潮高=小潮升

平均小潮低潮高=2×平均海面－小潮升

改進(jìn)后的潮汐推算改進(jìn)后潮信表的使用，則需參照部版《潮汐表》，區(qū)分潮汐性質(zhì)分別進(jìn)行推算。

(1) 半日潮潮信表

所求日的潮高可以根據(jù)大潮日至小潮日約間隔7 天和所求日期與大 (小) 潮日期的間隔天數(shù)內(nèi)插求?。?/p>

所求日高潮潮高=平均大潮高潮高－(平均大潮高潮高－平均小潮低潮高) /7×(所求日與大潮日相隔天數(shù))

所求日低潮潮高 =2×平均海面－所求日高潮潮高

(2) 日潮和混合潮潮信表

在去除分點(diǎn)潮和回歸潮表項(xiàng)后，不能再按照傳統(tǒng)方法進(jìn)行潮汐推算，可利用時(shí)差法水位改正原理，采用主、附港潮差比進(jìn)行概略推算，推算公式為：

上述潮汐推算方法，需查詢部版《潮汐表》中主港當(dāng)日潮汐預(yù)報(bào)，然后結(jié)合海圖潮信表的附港潮信數(shù)據(jù)進(jìn)行推算。由于潮差比是主港和附港潮差的平均狀況的比值，故潮汐推算結(jié)果僅是提供給航海人員概略潮汐信息，使用時(shí)應(yīng)加以注意。