Analysis of high and low water
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Summary
The paper describes a method of analysing observations of the times and heights of high and low waters. The analysis is carried out in terms of the harmonic representation of the tidal height, i.e. the tidal height is expressed as a sum of harmonics, the periods of which depend upon astronomical factors. The method uses the least-squares technique of optimising the constants produced by the analysis. The analysis can use observations taken over as short a period as a few months (or even a few weeks), and the presence of gaps in the records makes no difference to the calculation. The analysis is expressed in terms of a set of equations, which are derived in the paper, and these can be programmed for solution on a digital computer. The equations have been programmed for the computer DEUCE; the results of an analysis of the tides at Portsmouth are described, and tidal predictions prepared using these results are compared with predictions prepared using the results of an hourly height analysis. It is suggested that if predictions of high and low waters are wanted, it is potentially more accurate to analyse high and low waters, rather than hourly heights. The method of analysis could be used to improve, in a similar manner, predictions at any other section of the tidal profile; it is suggested that predictions of the times at which the water-level reaches any specified height might be useful to those operating locks or sluices.
Keywords
Dock Structural Foundation Hydraulic Engineer Digital Computer Tidal HeightAnalyse von Hoch- und Niedrigwasser
Zusammenfassung
In diesem Aufsatz wird eine Methode zur Analyse von Beobachtungen über Eintrittszeit und Höhe von Hoch- und Niedrigwasser beschrieben. Die Analyse wird mit Hilfe der harmonischen Darstellung der Höhe der Gezeit durchgeführt, d. h. die Höhe der Gezeit wird dargestellt als eine Summe harmonischer Einzeltiden, deren Perioden von astronomischen Faktoren abhängen. Man bedient sich dabei der Methode der kleinsten Quadrate, bei der die Konstanten so bestimmt werden, daß der Unterschied zwischen Beobachtung und Darstellung möglichst gering wird. Die Analyse kann auf Beobachtungen über kurze Zeitspannen von einigen Monaten (oder sogar nur einigen Wochen) angewandt werden; selbst bei Lücken in den Aufzeichnungen läßt die Methode sich noch gebrauchen. Die Analyse wird durch ein in diesem Aufsatz abgeleitetes System von Gleichungen ausgedrückt, das programmiert werden kann, um mit elektronischen Rechenmaschinen gelöst zu werden. Das Programmieren des Gleichungssystems mit der elektronischen Maschine DEUCE wird mitgeteilt; die Ergebnisse der Analyse von Gezeiten bei Portsmouth werden beschrieben. Vorausberechnungen nach dieser Methode werden mit den Vorausberechnungen nach der harmonischen Darstellung stündlicher Werte verglichen. Für die Vorausberechnung von Hoch- und Niedrigwasser scheint es besser und angebrachter zu sein, anstelle stündlicher Beobachtungen Hoch- und Niedrigwasser zu analysieren. Die Analysenmethode ist geeignet, in einer ähnlichen Weise die Vorausberechnung in jedem anderen Abschnitt des Gezeitenverlaufs zu verbessern; für den Dock- und Schleusenbetrieb ist die Vorhersage von Eintrittszeiten bestimmter vorgegebener Höhen des Wasserstandes wünschenswert und nützlich.
Analyse de la pleine et de la basse mer
Résumé
Le travail actuel décrit une méthode propre à analyser les observations de l'entrée et de la hauteur de la pleine et de la basse mer. Cette analyse est effectuée à l'aide de la représentation harmonique de la hauteur de la marée, c.a.d. la hauteur de la mareée est représentée comme somme des marées harmoniques individuelles, dont les périodes dépendent des facteurs astronomiques. Pour ce processus on se sert de la méthode des moindres carrés qui permet de déterminer les constantes d'une manière que l'accord en soit aussi satisfaisant que possible entre l'observation et la représentation. On peut employer cette analyse pour des observations de courte durée de plusieurs mois (ou même de plusieurs semaines seulement); mêmes des lancunes dans les enregistrements n'affectent pas l'applicabilité de la méthode. L'analyse est exprimée par un systéme d'équations dérivé dans ce travail. Ce système d'équations peut être préparé pour la machine électronique à calculer pour y être résolu. Ce travail précise le processus de la préparation des équations pour la machine électronique DEUCE; on décrit les résultats des analyses des marées au voisinage de Portsmouth. Les prédictions d'après cette méthode sont comparées à celles qui ont été effectuées d'après la représentation harmonique des valeurs horaires. Pour la prédiction de la haute et de la pleine mer il semble être plus convenable et plus avantageux d'analyser la pleine et la basse mer au lieu de se servir des observations horaires. La méthode d'analyse est propre à améliorer d'une manière analogue la prédiction à chaque section quelconque du cours de la marée. Enfin, il est utile et souhaitable que les services des docks et des écluses soient informés des prédictions de l'entrée de certaines hauteurs du niveau de la mer.
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References
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