home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Education Master 1994 (4th Edition) / EDUCATIONS_MASTER_4TH_EDITION.bin / files / aviather / tides / tides.doc < prev    next >
Text File  |  1993-11-08  |  23KB  |  433 lines

  1.        
  2.                                TIDES.DOC
  3.  
  4.            DOCUMENTATION FOR TIDES - VERSION 2.16 - 1993 JUN 26
  5.  
  6.                            Edward P. Wallner
  7.                            32 Barney Hill Road
  8.                            Wayland, MA 01778-3602
  9.                            (508)-358-7938
  10.    
  11.            (Note: Recent changes and additions are underlined)
  12.    
  13.      This is a program for predicting the height of the tide or the 
  14.      strength of the tidal current at various stations. It runs on IBM 
  15.      compatible machines under MS-DOS or IBM-DOS. The method and format 
  16.      followed in the predictions are generally those used by the National 
  17.      Ocean Service (NOS) in the standard tide and current tables. 
  18.    
  19.      This program may be freely copied and used for non-commercial 
  20.      purposes. Feel free to try the program and pass it on without 
  21.      alteration and without charge. If you use the program a $15 
  22.      registration fee must be paid.
  23.      
  24.      The author assumes no responsiblity for any errors in the program or 
  25.      the predictions. 
  26.    
  27.      Detailed predictions are made for high and low water (or maximum ebb 
  28.      and flood) at reference stations for which the tidal constants have 
  29.      been derived from observations made over a long period of time. The 
  30.      tides for subordinate stations are found by making corrections to the 
  31.      times and heights (or speeds) at the reference stations. The 
  32.      predictions for subordinate stations are less accurate than for 
  33.      reference stations, particularly for the lower high and higher low 
  34.      water where tides are nearly diurnal. Current floods/ebbs at 
  35.      subordinate stations may also be less accurate. For stations where the 
  36.      current is rotary the current along the principal axis is predicted. 
  37.      The times and speeds of flood and ebb in these cases are approximate. 
  38.  
  39.      The TIDES program predicts the height of the tide or strength of the 
  40.      current at any time. The values at reference stations are of the same 
  41.      order of accuracy at any time as for the high/low or flood/ebb values. 
  42.      The predictions for subordinate stations may be less accurate at 
  43.      intermediate times, the more so the larger the differences from the 
  44.      reference station 
  45.  
  46.    
  47.      PROGRAM OPERATION 
  48.  
  49.      Just enter TIDES and follow the prompts. When a date is to be input a 
  50.      default date is displayed. It may be modified using the numerical keys
  51.      and Home, End, left and right arrows and backspace. In general 
  52.      entering "Q" will stop any operation and return you to the menu. 
  53.  
  54.      Initially the start date is today and the end date is a week from 
  55.      today. To run the next week's tides for the default station just enter 
  56.      "A". 
  57.    
  58.      If the start date is earlier than 1582/10/15 the Julian calendar is 
  59.      assumed, otherwise the Gregorian calendar is assumed. 
  60.    
  61.      The main menu gives options for computing and printing highs and lows, 
  62.      for computing and printing hourly heights, for plotting heights at a 
  63.      given interval (0.5 hours generally works well), for computing the 
  64.      height at specified dates and times, for changing the time interval 
  65.      and station, for changing the default station, for creating additional 
  66.      data files, for changing from standard to daylight time or vice-versa 
  67.      (in the U.S. Daylight Saving Time extends from 2 a.m. on the first 
  68.      Sunday in April to 2 a.m. on the last Sunday in October), for changing 
  69.      from metric to English units or vice-versa and for printing the 
  70.      astronomical and constituent factors entering the predictions (used 
  71.      mainly for verifying the program). The equivalent quantities are 
  72.      computed for tidal currents. 
  73.    
  74.      The printed output can be redirected to a file instead of the printer. 
  75.      The output will be an ASCII file which can be edited using any text 
  76.      editor. 
  77.  
  78.      When the "CHANGE STATION" or "CHANGE DEFAULT STATION" option is 
  79.      executed a list of stations for which tidal constants have already 
  80.      been stored in the TIDES format is shown, including the file names 
  81.      under which they are kept. The first pages show a selected set of 
  82.      stations for a specific area. The following pages generally give all 
  83.      of the U.S. reference stations except those in Alaska. The next page 
  84.      is shown when M is pressed and the list is restarted from the top when 
  85.      R is pressed. 
  86.  
  87.      When the desired station is on the screen press S to stop paging. You 
  88.      will then be prompted to enter the station file name which is shown in 
  89.      parentheses after the station coordinates. 
  90.                                                                             
  91.      The list can be edited using EDLIN or any other text editing program. 
  92.      For example undesired stations can be eliminated and other station 
  93.      titles moved to the desired line. 
  94.    
  95.      The station names and locations stored in file STALIST.T&C are 
  96.      displayed by the program as a reminder, but the name of any file of 
  97.      data in the TIDES format can be used whether it is on the screen or 
  98.      not. New stations for which no data file exists can be created using 
  99.      menu option H. 
  100.       
  101.      CREATING ADDITIONAL DATA FILES 
  102.    
  103.      Option H is used to generate data files for the TIDES program both for 
  104.      stations for which harmonic constants are available and for 
  105.      subordinate stations, for which only differences from a reference 
  106.      station are available. 
  107.    
  108.      First a title and file name for the station are entered. The prompt 
  109.      for the title has places for the latitude and longitude of the station 
  110.      which are optional inputs for better identification and do not affect 
  111.      the computation. For stations for which harmonic constants are 
  112.      available you are then prompted to enter the type of station (tide, 
  113.      current, or hydraulic current) and the amplitude and epoch of each of 
  114.      37 tidal constituents. The constants are entered in sequence from the 
  115.      NOS form 444 of "Standard Harmonic Constants for Prediction", columns 
  116.      B (?.??xH) and D (k'). If there is no data in column  B, use column H 
  117.      (Amplitude). If the amplitude of a constituent is zero entering "0" or 
  118.      just a carriage return will enter 0 for both the amplitude and epoch. 
  119.      The modified epoch D (k')  should be entered as a number from 0 to 
  120.      360; ignore any minus sign in column D.
  121.  
  122.      Several minor constituents can optionally be inferred from the major 
  123.      constituents if they are not entered directly. This generally gives a 
  124.      slight improvement in accuracy at the cost of a slight increase in 
  125.      running time. (In versions prior to 2.11 a bug sometimes produced 
  126.      errors in the phases of inferred constants.)
  127.  
  128.      For subordinate stations the corresponding reference station data must 
  129.      exist in a data file. The list of stations for which data is already 
  130.      stored is shown and the file name of the reference station entered. 
  131.      The time differences between the reference and subordinate stations at 
  132.      high and low (or maximum flood and ebb) are entered, then the height 
  133.      differences. In some cases the range of the tide at both stations is 
  134.      requested, as is the maximum flood and ebb for current stations. This 
  135.      data can be taken from Table 2 of the NOS tide or current tables. 
  136.  
  137.      When Option H is run the title of the new station is added to the end 
  138.      of the STALIST.T&C file. This file must be edited if it is desired to 
  139.      place the station title in a different line. 
  140.  
  141.      REQUIREMENTS AND CHARACTERISTICS 
  142.    
  143.      TIDES should run on any IBM machine or compatible with 128K of free 
  144.      memory and the text output should be OK on any printer. The plot of 
  145.      tide heights on the monitor works on the Color Graphics Adapter (CGA) 
  146.      board and on the printer uses codes for the EPSON (IBM extended 
  147.      ASCII.) Special codes to set up NEC pinwriter printers are also 
  148.      available. TIDES.EXE, the executable version of the prediction 
  149.      program, runs with or without an 80x87 coprocessor.                               
  150.    
  151.      TIDES computes the highs and lows for Boston for a month in about 1½ 
  152.      minutes on an IBM-XT with an 8087 coprocessor, and in about 38 minutes 
  153.      without an 8087. (An 8087 coprocessor can be bought for less than $100 
  154.      and is a good investment if you do much number crunching, such as 
  155.      tidal predictions. For systems with a 80286 or higher chip the program 
  156.      is reasonably fast without a coprocessor.) 
  157.  
  158.      Predictions for Boston and New York for 1986 agreed with the standard 
  159.      tables to the minute and tenth of a foot for most cases with some 
  160.      times off by 2 or 3 minutes and an occasional difference of .1 or .2  
  161.      foot. Currents in Cape Cod Canal were generally within 0.1 knot. (If 
  162.      the tide level remains nearly constant for an extended period the 
  163.      predicted time of high or low can vary considerably but the height 
  164.      will still be accurate.) 
  165.    
  166.      Predictions should be accurate for any era within a few centuries of 
  167.      the present unless the physical conditions at the station change. 
  168.      Accuracy increases very slightly using short prediction intervals. 
  169.      Intervals much greater than one year may lead to significant error and 
  170.      those greater than 480 days are rejected. 
  171.   
  172.      The source program TIDES.BAS is written in QuickBASIC. In order to fit 
  173.      a good selection of station constants on the distribution disk, the 
  174.      source program is omitted. It is available to registered users on 
  175.      request. 
  176.    
  177.      DATA SOURCES 
  178.  
  179.      A partial list of places for which I currently have harmonic constants 
  180.      is given at the end of this document. 
  181.       
  182.      The harmonic constants for various North American reference stations 
  183.      are published by: 
  184.         National Oceanographic and Atmospheric Administration
  185.         National Ocean Service N/OMA132
  186.         Rockville, Maryland 20852 
  187.    
  188.      I have a complete set of this data for all U.S. reference stations 
  189.      including Alaska, about 76 other U.S. stations and many stations in 
  190.      British Columbia (see BCLIST.TXT for a list of the latter.) I will 
  191.      send a copy of a limited number of station constants and subordinate 
  192.      station corrections to registered users who let me know the area of 
  193.      interest. The stations for which constants are available are listed 
  194.      below. 
  195.    
  196.      Differences for tides and currents for subordinate U.S. locations are 
  197.      given in the annual tables published by the National Ocean Service. In 
  198.      1989 the datum to which height of tide is referred was changed from 
  199.      mean low water to mean lower low water for all U.S. stations. Though 
  200.      the difference is generally only a couple of tenths of a foot or less, 
  201.      data should be taken from 1989 or later tables. The constants 
  202.      themselves do not change appreciably over many years so any later 
  203.      table can be used. 
  204.      
  205.      The International Hydrographic Organization maintains a data bank of 
  206.      tidal constants for  4208 stations worldwide. If you wish constants 
  207.      for foreign locations send me the latitudes and longitudes (to the 
  208.      nearest minute) and I will eventually send the constants for the 
  209.      closest station in the IHO data set if available. (The IHO data uses 
  210.      the symbols H for amplitude and G for phase in place of k'.) 
  211.    
  212.      The tide tables published by the British Admiralty give data for use 
  213.      in their Simplified Harmonic Method of Tidal Prediction. This data is 
  214.      given for about 4400 tide and 148 current stations world wide. A PC 
  215.      program implementing this method is also distributed. Harmonic 
  216.      constants are given for M2, S2, K1 and O1 as well as data from which 
  217.      M4, M6, S4, S6, MS4, MSf, Sa and SSa can be computed. Predictions of 
  218.      about the same accuracy can be made with TIDES if inferred constants 
  219.      are included in the data file. 
  220.    
  221.                                                       
  222.      The theory used in the TIDES program is given in: 
  223.  
  224.         Manual of Harmonic Analysis and Prediction of Tides
  225.         Paul Schureman
  226.         Coast and Geodetic Survey Special Publication No.98
  227.         U.S. Gov't. Printing Office, Washington D.C. 1941
  228.    
  229.      This book has been reprinted recently and is available from NOS for 
  230.      $5.00. 
  231.  
  232.      A supplement to this document, "Computer Applications to Tides in the 
  233.      National Ocean Survey" is also available from NOS at no cost. 
  234.    
  235.      MISCELLANEOUS 
  236.                                                                          
  237.      The present version of the program does not give predictions of slack 
  238.      water at current stations and for rotary currents the north and east 
  239.      components of velocity must be predicted separately at hourly 
  240.      intervals and combined vectorially by the user. If there is a demand 
  241.      for these features I may get around to adding them sometime. 
  242.  
  243.      Starting in the 1989 tables the datum was changed to mean lower low 
  244.      water for all U. S. ports, which meant a change of a few tenths of a 
  245.      foot in Z0 (item 1, line 2 of -.TID data files) for ports on the 
  246.      Atlantic coast. The new values have been used in the data on this 
  247.      disk. 
  248.    
  249.      If you have any suggestions, comments or problems please let me know. 
  250.     
  251.  
  252.      HARMONIC CONSTANTS ARE AVAILABLE FOR THE STATIONS LISTED BELOW 
  253.    
  254.      REFERENCE STATIONS COVERED BY NATIONAL OCEAN SURVEY 
  255.  
  256.      TIDES - EAST COAST
  257.                                          
  258.      Albany, New York                     Punta Palmas, Venezuela
  259.      Amuay, Venezuela                     Philadelphia, Pennsylvania
  260.      Baltimore, Maryland                  Portland, Maine
  261.      Boston, Massachusetts                Reedy Point, Delaware
  262.      Breakwater Harbor, Delaware          St. Marks River Entrance, Florida
  263.    
  264.      Bridgeport, Connecticut              St. Petersburg, Florida
  265.      Caleta Percy, Magellan Strait, Chile***
  266.      Charleston, South Carolina           Sandy Hook, New Jersey
  267.      Cristobal, Panama                    San Juan, Puerto Rico
  268.      Eastport, Maine                      Savannah, Georgia
  269.    
  270.      Galveston, Texas                     Savannah River Entrance, Georgia
  271.      Hampton Roads, Virginia              Suriname Rivier, Surinam 
  272.      Isla Zapara, Venezuela               Tampico Harbor, Mexico 
  273.      Key West, Florida                    Washington, D.C.
  274.      Mayport, Florida                     Willets Point, New York
  275.    
  276.      Maimi Harbor Entrance, Florida       Wilmington, North Carolina
  277.      Mobile, Alabama
  278.      New London, Connecticut
  279.      Newport, Rhode Island
  280.      New York, New York
  281.    
  282.      Pensacola, Florida
  283.      Punta Gorda, Venezuela
  284.    
  285.      TIDAL CURRENTS - EAST COAST
  286.    
  287.      Baltimore Harbor Approach, MD        Mobile Bay Entrance, FL
  288.      Boston Harbor, MA                    Pollock Rip Channel, MA
  289.      Cape Cod Canal, MA                   Portsmouth Harbor Entrance, NH
  290.      Charleston Harbor, SC                St. Johns River Entrance, FL
  291.      Chesapeake & Delaware Canal          Savannah River Entrance, GA
  292.      Chesapeake Bay Entrance              Tampa Bay Entrance, FL
  293.      Delaware Bay Entrance                The Narrows, New York Harbor, NY
  294.      Galveston Bay Entrance, TX           The Race, Long Island Sound
  295.      Hell Gate, East River, NY            Throgs Neck, Long Island Sound
  296.      Key West, FL                         Vieques Passage, Puerto Rico
  297.      Miami Harbor Entrance, FL
  298.  
  299.      TIDES - WEST COAST
  300.    
  301.      Aberdeen, Washington                 Matarani, Peru    
  302.      Anchorage, Alaska ***                
  303.      Astoria, Oregon                      
  304.      Balboa, Panama                       Nikishka, Alaska
  305.      Buenaventura, Columbia               Nushagak Bay, Alaska
  306.      Callao, Peru                         Port Townsend, Washington
  307.      Cordova, Alaska                      
  308.      Dutch Harbor, Alaska                 Puntarenas, Costa Rica    
  309.      Guayaquil, Ecuador                   St. Michael, Alaska 
  310.      Guyamas, Mexico                      Salina Cruz, Mexico    
  311.      Honolulu, Hawaii                     San Diego, California
  312.      Humboldt Bay, California             San Francisco, California
  313.      Juneau, Alaska                       Seattle, Washington
  314.      Ketchikan, Alaska                    Seldovia, Alaska
  315.      Kodiak, Alaska                       Sitka, Alaska
  316.      Kwajelein Atoll, Marshall Is.        Sweeper Cove, Alaska
  317.      La Union, El Salvador                
  318.      Los Angeles, California              Talara, Peru 
  319.      Massacre Bay, Alaska                 Valdez, Alaska
  320.  
  321.      TIDAL CURRENTS - PACIFIC COAST
  322.    
  323.      Admiralty Inlet, WA                  Rosario Strait, WA
  324.      Akutan Pass, Aleutian Islands        San Diego Bay Entrance, CA
  325.      Ch'ang Chiang Entrance, China        San Francisco Bay Entrance, CA
  326.      Deception Pass, WA                   San Juan Channel (S. Entrance), WA
  327.      Grays Harbor Entrance, WA            Sergius Narrows, AK
  328.    
  329.      Huang P'u Chiang, China              Strait of Juan de Fuca Entrance
  330.      Isanotski Strait, AK                 The Narrows, Puget Sound, WA
  331.      Kvichak Bay, AK                      Unimak Pass, Aleutian Islands
  332.      North Inian Pass, AK                 Wrangell Narrows, AK
  333.    
  334.      *** Complete prediction requires more than 37 constituents.
  335.  
  336.       
  337.      OTHER TIDE STATIONS 
  338.    
  339.      Alameda, CA                          Apalachicola, FL
  340.      Apia, Samoa Islands
  341.      Aquia Creek, Potomac River, VA       Aransas Channel, TX
  342.      Arthur Harbor, Palmer Station, Antarctica
  343.      Atlantic City (Steel Pier), NJ       Avon, NC
  344.    
  345.      Bar Harbor, ME                       Bayou Rigaud (Grand Isle), LA
  346.      Bayshore, L.I., NY                   Bay St. Louis, MS
  347.      Bears Bluff, N. Edisto R., SC        Block Island (Old Harbor), RI
  348.      Boca Congrejos, Isla Verde, PR       Buzzards Bay Entr, Cape Cod Canal, MA
  349.      Burntcoat Head, Nova Scotia          Canton Island, Phoenix Is., S. Pac.  
  350.    
  351.      Cape Cod Canal, E. Entrance, MA      Cape Hatteras (Fishing Pier), NC     
  352.      Cape May (ferry terminal), NJ        Cape Steenboom, New Guinea
  353.      Carlos Point, Estero Bay, FL         Charleston, OR
  354.      Chesapeake Beach, MD                 Coconut Point, FL
  355.      Colonial Beach, VA                   Constantine Harbor, AK
  356.    
  357.      Crescent City, CA                    Daytona Beach, Fl
  358.      Daytona Beach Shores (Sunglow Pier), FL
  359.      Elkhorn Slough, CA                   Esbjerg, Denmark
  360.      Friday Harbor, San Juan Island, WA
  361.      Galveston, Pleasure Pier, TX         Garibaldi, OR
  362.      Guam (Apra Harbor), Marianas         Hirtshals, Denmark
  363.      Indian River Inlet, DE               
  364.    
  365.      Lewisetta, Potomac River, VA         Turkey Point, FL                     
  366.      La Jolla, CA                         Eureka, CA                           
  367.      Point of Pines, SC                   Port San Luis, CA.
  368.      Neah Bay, WA                         Cross Island, AK
  369.      Nantucket, MA                        Malakal Harbor, Palau Is. Caroline Is. 
  370.    
  371.      Matanzas Pass, Estero Island, FL     McMurdo Sound, Antarctica            
  372.      Mokuoloe Island, HI                  Montauk, Long Island, NY             
  373.      Monterey Harbor, CA                  Morehead City, NC                    
  374.      Moss Landing, CA                     Myrtle Beach (Springmaid Pier), SC
  375.      Naples, FL                           New Bedford, MA
  376.    
  377.      Newport Bay, CA                      Nikiska, Cook Inlet, AK              
  378.      Old Saybrook Point, CT               Padre Island (South End), TX         
  379.      Ponape Harbor, Caroline Islands      Port Aransas, TX                     
  380.      President Channel, Orcas Is., WA     Providence, RI                       
  381.      Puerto Soberania, Palmer Peninsula   
  382.    
  383.      Punta Tunas, PR                      Reykjavik, Iceland
  384.      Rincon Island, CA                    Rockland, ME
  385.      Sabine Pass, TX                      Saint John, New Brunswick
  386.      Seavey Island, ME                    Shell Point, FL                      
  387.      Southbeach, OR                       Stamford, CT                         
  388.    
  389.      Tarawa, Gilbert Islands              Toke Point, WA
  390.      Virginia Beach, VA                   Wachapreague, VA
  391.      Wallops Island, VA                   Yakutat, AK
  392.  
  393.      INTERNATIONAL HYDROGRAPHIC ORGANISATION DATA
  394.  
  395.      Banyuls, France                      Socoa, France
  396.      Toulon, France                       Marseille, France
  397.      Saint Servan, France                 Cherbourg, France
  398.      Nice, France                         Venezia, Italy
  399.      Grado, Italy                         Esbjerg, Denmark
  400.      Aarhus, Denmark                      Hirtshals, Denmark
  401.    
  402.      Saint John, New Brunswick, Canada    Burntcoat Head, Canada
  403.      Grand Turk, UK                       
  404.  
  405.      Cabo San Lucas, B.C.S., Mexico       La Paz, B.C.S., Mexico
  406.      Magdalena Bay, Mexico                San Carlos, B.C.S., Mexico
  407.      Topolobampo, Sin., Mexico            San Juanico Bay, Mexico
  408.      Yavaros, Son., Mexico                Ballenas Bay, Mexico
  409.      Guaymas, Som., Mexico                Isla Guadalupe, B.C., Mexico
  410.      Bahia de los Angeles, B.C., Mexico   Puerto Penasco, Son., Mexico
  411.      Ensenada, B.C., Mexico               Salina Cruz, Oax., Mexico            
  412.    
  413.      Matavia, Tahiti, France              Motuoini, Tahiti, France
  414.      Nuku'alofa, Tonga                    Urangan Jetty, Australia
  415.      Brisbane Bar, Australia              Caloundra Heads, Australia
  416.      Brisbane (W. Inner Bar), Australia   Snapper Rocks(Danger Point), Australia
  417.      Ballina, Australia                   Iluka, Australia
  418.      Victoria Dock, Singapore             Horsburgh Lighthouse, Singapore
  419.      Tg. Segenting, Malaysia              Colombo, Sri Lanka
  420.      Hong Kong, UK                        Kao-Hsiung, China
  421.      Fujairah, Oman (U.A.E.)              Naha Ko, Japan
  422.      Kobe, Japan                          Nagoya, Japan
  423.      Sinko, Yokohama, Japan               
  424.  
  425.      CANADIAN DATA
  426.  
  427.      Constants for all reference tide stations in the NOS tables for the 
  428.      East and West coasts are available as well as most stations in British 
  429.      Columbia. Tidal current constants for Grand Manan Channel (Bay of 
  430.      Fundy Entrance) are also on hand. 
  431.        
  432. 
  433.