（4）船上有大比例尺海图尽量用大比例尺海图，特别是在浅滩或岸边附近航行时，更要用大比例尺海图，因为大比例尺海图航海资料详尽。

（5）船舶在航行中，原则上在海图桌上只可以放上—张海图，以免彼此混淆。

（6）在礁脉绵亘水域或其边缘，往往在一定范围内还延伸着求知的暗礁和浅滩，在珊瑚礁海域航行时。必用考虑到从海图上测量日期至航行之日这段时间中，由于珊瑚礁生长和碎块沉积可能引起水深减少的情况(因为珊瑚每年都在生长)

（7）对海图上印有的航行障碍物、危险区、警戒区以及不应进人区域等应予以特别 重视。例如马六甲海峡、多佛尔海峡等的海底存在沙波，由于沙波受潮流或巨浪的作用会改变其上水深。因此，受其影响的沉船有时不但会变更位置，而且变更沉船上的水深。

（8）对海图要持谅解的态度。因为海图中的资料必须体现易懂、确切和可靠，因此企求在海图上刊印完整的资料，不但有困难而且不现实。所以海图上资料不够完整是客观存在的。 （9）航行中应使用最邻近的罗经花，如船位处在两罗经花中间位置，则应内插求得。 （10）将船位从某一张海图转移至另一张时，应仔细核对转移海图船位的准确性。 （11）在使用每一张海图之前，一定要仔细阅读图上所有说明、注解和告诫。 3．海图管理注意事项 海图的重要性不言而喻，因此应养成爱护它的习惯。不爱护海图不仅会缩短海图的使用寿命，更严重的是会影响海图的精度和可靠性，危及船舶航行安全。

（1）不可因雨、雾、雪而使海图潮湿；如受潮，应平放阴干，切不要曝晒和火烤。海图室内应备有干毛巾，以备擦汗水或雨水，以免海图受潮。

（2）使用海图时，应保持图面清洁，四面资料清晰可见、海图作业用的铅笔以2B-4B的柔软铅笔为宜，画线或注字要轻，选用优质的软橡皮，严禁在海图上乱涂乱画或把海图当草稿纸使用。

（3）海图应按图号顺序保存，平放在海图柜内，尽量不要死折（不得已尽可能虚折且注意图上罗经花不皮在褶痕处）。

（4）航行中海图作业及书写文字应保留至下一航次开始时方可擦去。

（5）海图室内要有通风设备保持适当温度和湿度，避免海图因潮湿或干燥而伸缩变形。 （6）使用海图时，应将海图平放，并将四隅压好。

（7）凡作废海图应立即从图柜抽出报废并作报废登记，千万不要与现用海图混淆。

（8）海图在搬运过程应将海图卷起(图面向里)，最好放入海图筒内以防损坏。

复习思考题

1、海图投影有哪些种类？各绘制什么海图？ 2、什么是恒向线，有什么特点？

3、墨卡托投影是如何满足航用海图必备条件的？ 4、墨卡托投影海图有哪些特？

5、绘制一张30°-35°N，120°-125°E的简易墨卡托图网？ 6、高斯投影和心射投影各有什么特点？各绘制什么海图？ 7、海图上常用的基准面有哪些？

8、航海上常用的四种基本灯质是什么？ 9、海图图廓资料有哪些？ 10、海图是如何分类的？

11、如何判断一张海图可依赖的程度？ 12、电子海图有哪些部分所组成？

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第三章 潮汐与潮流

我国古代沿海劳动人民就注意到，海面每天产生周期性的升降现象。将白天海水上涨称为潮，晚上上涨称为汐。海面在周期性外力作用下产生的周期性升降运动称为潮汐（Tide），并将海面上升的过程称为涨潮（Rising tide or Flood tide），当海面升到最高时，称为高潮(High tide or High water)；海面下降的过程称为落潮(Falling tide or Ebb tide)，当海面降到最低时，称为低潮(Low tide or Low water )。

伴随海水周期性涨落现象，还同时产生海水周期性的水平方向流动，即产生潮流（Tidal stream）。潮汐与潮流对船舶航行有着直接的影响，例如由于潮汐的存在，海图上所载的水深与实际水深不同，即实际水深较图载水深大，因此吃水深的船舶就可利用高潮或涨潮时通过浅水航道或进入浅水港湾。而潮流则将直接影响船舶航速和航迹，为此可利用顺流航行以提高船舶实际航速，从而减短航行时间和节省燃料。为此船舶驾驶员必须熟练掌握潮汐和潮流的推算方法，利用潮汐和潮流，为安全、经济航行服务。

第一节 潮汐的成因与潮汐不等

潮汐是因天体的引潮力而产生的。天体的引力与惯性离心力的矢量和称为引潮力。研究发现月球引潮力是形成潮汐的主要力量。即月球对地面海水的引力，以及地球绕地月公共质心进行平动运动中所产生的惯性离心力是形成潮汐的主要原动力。所以下面主要讨论月球引潮力，为方便月球引潮力的讨论，提出两点假设：（1）整个地球被等深的大洋所覆盖，所有自然地理因素对潮汐不起作用；（2）海水没有摩檫力和惯性力，外力使海水在任何时刻都处于平衡状态。

一、月球的引潮力

1. 月球的引力

由万有引力定律可知：月球及其他星球对地球表面上的海水均有吸引力，现首先研究月球对地球的引力。 如将地球、月球都看成质点，则月引力的大小可用下式表示：

F1 = K ·M1·M2 / D2 （1-3-1）

式中：F1：月球对地球的吸引力；

M1,M2：分别为地球和月球的质量； D：月球与地球之间的距离；

K：两质点在单位距离的引力常数。

由于地球上各点距月球球心的距离不同，因此地球上各点所受月球引力的大小也不相同，且方向也不同，但其方向均向着月球球心，如图1-3-1所示。经计算：近月点Z的月引力是图1-3-1月球的引力 远月点N的月引力1.065倍。

2. 地球绕月球和地球的公有质心旋转时所产生的惯性离心力

众所周知：月球是地球的卫星，它不停地绕着地球公转，但严格地说，月球并不是绕地球中心公转，而是绕着月球和地球的公有质心旋转。与此同时，地球除自转和绕太阳公转外，也会绕月、地的公有质心旋转，其旋转的周期也是一个月，地球这种绕月、地公有质心的旋转运动，称为地球的月运动。如图1-3-2中，设G为月球和地球的公有质心，则根据计算，G的位置在月、地连线上，距地球中心Ｅ约为0.73r处（r为地球半径）。在旋转过程中，月心、地心与公有质心永远在一条直线上，且月心和地心分别位于公有质心的两边。

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为了求得地球月运动时惯性离心力的大小，可将地球、月球均看成是质点，且其质量均分别集中在其球心。由于长期以来，月球、地球均能持久地沿着一定的轨道运动，说明地球所受的月引力和地球月运动时所产生的惯性离心力相平衡，即其合力为零，这就说明：地心处单位质量的物体，因地球月运动所产生的惯性离心力和其所受的月引力的大

图1-3-2 月—地系统的运动 小相等，但方向则相反。

因为地球绕公共质心G作水平动，平动的特征是地球上各点在任一瞬间都具有相同的速度和加速度，即都等于地心E绕G运动的速度和加速度，因此地球表面上各单位质量的水质点都具有和地心E处单位质量的水质点大小相等方向相同的惯性离心力的作用，图1-3-3表示地球上各点的惯性离心力。

因此月球的引潮力是月引力和地球月运动时的惯性离心力的量和，即：

月引潮力矢量 = 月引力矢量 + 地球月运动的惯性离心力矢量

地球上各点在地球月运动时的惯性离心力，其大小均相等，等于地心处的月引力大小，而方向也均相同，图1-3-3 球面上各点的惯性离心力 均背向月球，但地球上各点所受月引力的大小和方向则

均不相同，因此除地心外，地球上各点所受的力均不平衡，从而便有一个合力存在，这个合力便是月引潮力 。球面上各点所受的月引潮力如图1-3-4所示。

除月引潮力外，还有太阳的引潮力，它与月引潮力相似。因为太阳质量是地球质量的330000倍，所以地球与太阳的公共质心几乎与太阳的中心相重合，因此尽管太阳对地球表面单位质量的水质点的引力较大，但其惯性离心力也很大，为此太阳对地球上水质点的引力大部分被地球日运动时所产生的惯性离心力所抵消。

经过有关的计算，太阳对地球表面上近日点处107吨海水质量的引力为6016.912吨，地球绕地、日图1-3-4球面上各点的月引力与潮汐椭圆体

公有质心运动时，地心处或地球表

面上任意点107质量海水的惯性离心力为6016.358吨，两者之差为0.554吨，这就是太阳对地球近日点处107吨质量海水的引潮力。月球对地球上近月点107吨质量海水的引力为34.99吨，而地球月运动时的惯性离心力为33.77吨，二者之差为1.22吨，由下式： 月引潮力 1.22

———— = ———— = 2.18倍 (1-3-2) 日引潮力 0.554

可见太阳的引潮力是次要的。其他天体对地球上潮汐形成的影响很小，可不予考虑。由太阳

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引起的潮汐称为太阳潮。太阳和月球的引潮力共同作用于地球表面的海水，是引起潮汐的总根源。 二、潮汐静力原理

当假设整个地球表面被等深的海水所覆盖，且海水之间没有摩檫力和惯性力，则当受到外力作用时，将能立即和外力达到平衡状态。基于以上两假设研究的潮汐形成的原理，称为潮汐静力原理或平衡潮理论。

如图1-3-4是月球引潮力分布的情况，由图可见：地心处的引潮力为零，Z点引潮力Z向上（向月球方向），N点的引潮力也向上（背向月球方向，经计算，Z点引潮力较N点引潮力大1/43倍）。在照耀圈AOB上各点的引潮力向下（向地球中心），其他各点引潮力的大小和方向以照耀圈为界对称分布，如图1-3-４中C、D、E、F各点所示。

必须明确：在A、B、Z、N等垂直于地球表面的力中，由于各力的大小与海水重力相比较，其比值较小， 因此上述各力直接引起海水在垂直方向的升降很有限，而C、D、E、F等各引潮力中，又可分解为与地球表面相垂直和相平行的两分力，其中垂直分力仍很难能引起海水在垂直方向的升降，而水平分力则将引起海水在水平方向的流动，从而使海水流向Z点与N点，使Z与N处出现高潮；而在照耀圈附近的各点，则因海水向Z、N等处流动，从而出现低潮。因此，根据潮汐静力原理的两个假设，地球表面的海水将形成一个椭圆体—潮汐椭圆体，如图1-3-4中虚线所示。

由潮汐椭圆体图可见：潮汐椭圆体的长轴正对着月球，且通过地心和Z、N两地，此时Z地正是月球上中天，N地则是月球下中天，而此时两地均出现高潮。椭圆体的短轴AOB在照耀圈平面上，而照耀圈即月出没圈上各点则均出现低潮。月中天的位置和月出没圈的位置相隔90°。 由于地球有自转，因此地球上各地月中天的时间和照耀圈的位置是变化的，而潮汐椭圆体的长轴总是对着月球，因此地球上不同地点出现高潮和低潮的时间也是各不相同的。 太阳引潮力与月球的引潮力相似，其引起地球上产生潮汐的原因与月引潮力也相似，仅是其作用力比月引力小。 三、潮汐变化规律

潮汐现象主要是由月球和太阳的引潮力产生的，引潮力的大小和方向决定于日、月与地球之间的相对运动，月球对于地球的运动和地球对于太阳的运动有周期性，因此潮汐现象的变化也具有明显的周期性。

1. 高潮和低潮发生的时刻

如图1-3-5：由于潮汐椭圆长轴的方向永远对着月球，设PNPS为地球的南北两极，则长轴与赤道面重合，地轴与照耀平面圈相重合，由图可见：向着月球与背着月球的两侧都发生高潮，照耀圈上则是低潮。

在图中，A、Z、B三处的侧者，因月球都是上中天，故均是高潮，且均是第一次高潮，但以赤道上Z点的潮高为最高，纬度越高，则潮高越低，两极点则无潮汐现象。由于地球自转，原在A、Z、B三处的测者，经四分之一太阳日后，将位于照耀圈上A2、O、B2位置，出现第一次低潮，此时正处于月出没时，地球继续自转，当测者位于A1、N、B1处，即月球下中天时，出现第二次高潮，同理，当

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图1-3-5潮汐椭圆体