home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Cream of the Crop 1 / Cream of the Crop 1.iso / EDUCATE / TIDES20.ARJ / TIDES.DOC < prev    next >
Text File  |  1991-04-14  |  22KB  |  417 lines

  1.        
  2.                                TIDES.DOC
  3.  
  4.            DOCUMENTATION FOR TIDES - VERSION 2.00 - 1991 APR 14
  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 strength of 
  14.    the tidal current at various stations. It runs on IBM compatible machines 
  15.    under MS-DOS or IBM-DOS. The method and format followed in the predictions 
  16.    are generally those used by the National Ocean Service (NOS) in the 
  17.    standard tide and current tables. 
  18.    
  19.    This program may be freely copied and used for non-commercial purposes. 
  20.    If you find it useful a contribution of $15 is requested. In any case feel 
  21.    free to use the programs and pass them on without alteration and without 
  22.    charge. 
  23.    
  24.    The author assumes no responsiblity for any errors in the program or the 
  25.    predictions. 
  26.    
  27.    Detailed predictions are made for high and low water (or maximum ebb and 
  28.    flood) at reference stations for which the tidal constants have been 
  29.    derived from observations made over a long period of time. The tides for 
  30.    subordinate stations are found by making corrections to the times and 
  31.    heights (or speeds) at the reference stations. The predictions for 
  32.    subordinate stations are less accurate than for reference stations, 
  33.    particularly for the lower high and higher low water where tides are 
  34.    nearly diurnal. Current floods/ebbs at subordinate stations may also be 
  35.    less accurate. For stations where the current is rotary the current along 
  36.    the principal axis is predicted. The times and speeds of flood and ebb in 
  37.    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. The 
  42.    predictions for subordinate stations may be less accurate at intermediate 
  43.    times, the more so the larger the differences from the reference station
  44.  
  45.    REQUIREMENTS AND CHARACTERISTICS
  46.    
  47.    TIDES should run on any IBM machine or compatible with 128K of free memory 
  48.    and the text output should be OK on any printer. The plot of tide heights 
  49.    on the monitor works on the Color Graphics Adapter (CGA) board and on the 
  50.    printer uses codes for the EPSON (IBM extended ASCII.) Special codes to set 
  51.    up NEC pinwriter printers are also available. TIDES.EXE, the executable 
  52.    version of the prediction program, runs with or without an 80x87 
  53.    coprocessor.                               
  54.    
  55.    TIDES computes the highs and lows for Boston for a month in about 1½ 
  56.    minutes on an IBM-XT with an 8087 coprocessor, and in about 38 minutes 
  57.    without an 8087. (An 8087 coprocessor can be bought for less than $100 and 
  58.    is a good investment if you do much number crunching, such as tidal 
  59.    predictions. For systems with a 80286 or higher chip the program is 
  60.    reasonably fast without a coprocessor.) 
  61.  
  62.    Predictions for Boston and New York for 1986 agreed with the standard 
  63.    tables to the minute and tenth of a foot for most cases with some times off 
  64.    by 2 or 3 minutes and an occasional difference of .1 or .2  foot. Currents 
  65.    in Cape Cod Canal were generally within 0.1 knot. (If the tide level 
  66.    remains nearly constant for an extended period the predicted time of high 
  67.    of low can vary considerably but the height will still be accurate.) 
  68.    
  69.    Predictions should be accurate for any era within a few centuries of the 
  70.    present unless the physical conditions at the station change. Accuracy 
  71.    increases very slightly using short prediction intervals. Intervals much 
  72.    greater than one year may lead to significant error and those greater than 
  73.    480 days are rejected.
  74.   
  75.    The source program TIDES.BAS is written in QuickBASIC. In order to fit a 
  76.    good selection of station constants on the distribution disk, the source 
  77.    program is omitted. It is available to contributors on request. 
  78.    
  79.    PROGRAM OPERATION 
  80.  
  81.    Just enter TIDES and follow the prompts exactly, filling in zeros if 
  82.    required by the prompt format. When TIDES is run the highs and lows for the 
  83.    next week are first computed for a chosen default station, then a menu is 
  84.    given. In general entering "Q" will stop any operation and return you to 
  85.    the menu. 
  86.    
  87.    When the "CHANGE STATION" or "CHANGE DEFAULT STATION" option is executed a 
  88.    list of stations for which tidal constants have already been stored in the 
  89.    TIDES format is shown, including the file names under which they are kept. 
  90.    The first pages give all of the U.S. reference stations except those in 
  91.    Alaska. The following pages show a selected set of stations for a specific 
  92.    area.  The next page is shown when M is pressed and the list is restarted 
  93.    from the top when R is pressed. 
  94.  
  95.    When the desired station is on the screen press S to stop paging. You will 
  96.    then be prompted to enter the station file name which is shown in 
  97.    parentheses after the station coordinates.
  98.                                                                             
  99.    The root directory can hold only 112 files so some disks include more files 
  100.    in an additional directory, e.g. /VIN FOR Martha's Vineyard and /KEYS for 
  101.    the Florida Keys. These directories include a list of the station files 
  102.    named STALIST.XXX which may be added to the STALIST.T&C used by the 
  103.    program.
  104.    
  105.    The list can be edited using EDLIN or any other text editing program. For 
  106.    example undesired stations can be eliminated and other station titles 
  107.    moved to the desired line.
  108.    
  109.    The station names and locations stored in file STALIST.T&C are displayed 
  110.    by the program as a reminder, but the name of any file of data in the TIDES 
  111.    format can be used whether it is on the screen or not. New stations for 
  112.    which no data file exists can be created using menu option H.
  113.                                                                
  114.    The main menu gives options for computing and printing highs and lows, for 
  115.    computing and printing hourly heights, for plotting heights at a given 
  116.    interval (0.5 hours generally works well), for computing the height at 
  117.    specified dates and times, for changing the time interval and station, for 
  118.    changing the default station, for creating additional data files, for 
  119.    changing from metric to English units or vice-versa and for printing the 
  120.    astronomical and constituent factors entering the predictions (used mainly 
  121.    for verifying the program). The equivalent quantities are computed for 
  122.    tidal currents. 
  123.    
  124.    The printed output can be redirected to a file instead of the printer. The 
  125.    output will be an ASCII file which can be edited using any text editor.
  126.  
  127.    CREATING ADDITIONAL DATA FILES
  128.    
  129.    Option H is used to generate data files for the TIDES program both for 
  130.    stations for which harmonic constants are available and for subordinate 
  131.    stations, for which only differences from a reference station are 
  132.    available. 
  133.    
  134.    First a title and file name for the station are entered. The prompt for 
  135.    the title has places for the latitude and longitude of the station which 
  136.    are optional inputs for better identification and do not affect the 
  137.    computation. For stations for which harmonic constants are available you 
  138.    are then prompted to enter the type of station (tide, current, or 
  139.    hydraulic current) and the amplitude and epoch of each of 37 tidal 
  140.    constituents. The constants are entered in sequence from the NOS form 444 
  141.    of "Standard Harmonic Constants for Prediction", columns B (?.??xH) and D 
  142.    (k'). If there is no data in column  B, use column H (Amplitude). If the 
  143.    amplitude of a constituent is zero entering "0" or just a carriage return 
  144.    will enter 0 for both the amplitude and epoch. The modified epoch D (k') 
  145.    should be entered as a number from 0 to 360; ignore any minus sign in 
  146.    column D. 
  147.  
  148.    Several minor constituents can optionally be inferred from the major 
  149.    constituents if they are not entered directly. This generally gives a 
  150.    slight improvement in accuracy at the cost of a slight increase in running 
  151.    time.
  152.  
  153.    For subordinate stations the corresponding reference station data must have 
  154.    been entered. The list of stations for which data is already stored is 
  155.    shown and the file name of the reference station entered. The time 
  156.    differences between the reference and subordinate stations at high and low 
  157.    (or maximum flood and ebb) are entered, then the height differences. In 
  158.    some cases the range of the tide at both stations is requested, as is the 
  159.    maximum flood and ebb for current stations. This data can be taken from 
  160.    Table 2 of the NOS tide or current tables. 
  161.  
  162.    When Option H is run the title of the new station is added to the end of 
  163.    the STALIST.T&C file. This file must be edited if it is desired to place 
  164.    the station title in a different line. 
  165.  
  166.    DATA SOURCES
  167.  
  168.    A list of places for which I currently have harmonic constants is given at 
  169.    the end of this document.
  170.       
  171.    The harmonic constants for various North American reference stations are 
  172.    published by: 
  173.       National Oceanographic and Atmospheric Administration
  174.       National Ocean Service N/OMA132
  175.       Rockville, Maryland 20852 
  176.    
  177.    I have a complete set of this data for all U.S. reference stations, about 
  178.    76 other U.S. stations and many stations in British Columbia (see 
  179.    BCLIST.TXT for a list of these.) I will send a copy of a limited number of 
  180.    station constants and subordinate station corrections if you will let me 
  181.    know the area of interest and send a stamped self addressed 9¼"x4" 
  182.    envelope. The stations for which constants are available are listed below. 
  183.    
  184.    The International Hydrographic Organization maintains a data bank of tidal 
  185.    constants for  4208 stations worldwide. If you wish constants for foreign 
  186.    locations send me the latitudes and longitudes (to the nearest minute) with 
  187.    a self addressed, stamped envelope and I will eventually send the constants 
  188.    for the closest station in the IHO data set. (The IHO data uses the symbols 
  189.    H for amplitude and G for phase in place of k'.) 
  190.    
  191.    The tide tables published by the British Admiralty give data for use in 
  192.    their Simplified Harmonic Method of Tidal Prediction. This data is given 
  193.    for about 4400 tide and 148 current stations world wide. A PC program 
  194.    implementing this method is also distributed. Harmonic constants are given 
  195.    for M2, S2, K1 and O1 as well as data from which M4, M6, S4, S6, MS4, MSf, 
  196.    Sa and SSa can be computed. Predictions of about the same accuracy can be 
  197.    made with TIDES if inferred constants are included in the data file. 
  198.    
  199.    Differences for tides and currents for subordinate U.S. locations are given 
  200.    in the annual tables published by the National Ocean Service. In 1989 the 
  201.    datum to which height of tide is referred was changed from mean low water 
  202.    to mean lower low water for all U.S. stations. Though the difference is 
  203.    generally only a couple of tenths of a foot or less, data should be taken 
  204.    from 1989 or later tables. The constants themselves do not change 
  205.    appreciably over many years so any later table can be used. 
  206.                                                       
  207.    The theory used in the TIDES program is given in: 
  208.  
  209.       Manual of Harmonic Analysis and Prediction of Tides
  210.       Paul Schureman
  211.       Coast and Geodetic Survey Special Publication No.98
  212.       U.S. Gov't. Printing Office, Washington D.C. 1941
  213.    
  214.    This book has been reprinted recently and is available from NOS for $5.00.
  215.  
  216.    A supplement to this document, "Computer Applications to Tides in the 
  217.    National Ocean Survey" is also available from NOS at no cost.
  218.    
  219.    MISCELLANEOUS
  220.                                                                          
  221.    The present version of the program does not give predictions of slack 
  222.    water at current stations and for rotary currents the north and east 
  223.    components of velocity must be predicted separately at hourly intervals 
  224.    and combined vectorially by the user. If there is a demand for these 
  225.    features I may get around to adding them sometime.
  226.  
  227.    Starting in the 1989 tables the datum was changed to mean lower low water 
  228.    for all U. S. ports, which meant a change of a few tenths of a foot in Z0 
  229.    (item 1, line 2 of -.TID data files) for ports on the Atlantic coast. The 
  230.    new values have been used in the data on this disk. 
  231.    
  232.    New constants have also been used for Eastport starting in 1989.
  233.  
  234.    If you have any suggestions, comments or problems please let me know.
  235.     
  236.  
  237.    HARMONIC CONSTANTS ARE AVAILABLE FOR THE STATIONS LISTED BELOW
  238.    
  239.    REFERENCE STATIONS COVERED BY NATIONAL OCEAN SURVEY
  240.  
  241.    TIDES - EAST COAST
  242.                                        
  243.    Albany, New York                     Punta Palmas, Venezuela
  244.    Amuay, Venezuela                     Philadelphia, Pennsylvania
  245.    Baltimore, Maryland                  Portland, Maine
  246.    Boston, Massachusetts                Reedy Point, Delaware
  247.    Breakwater Harbor, Delaware          St. Marks River Entrance, Florida
  248.    
  249.    Bridgeport, Connecticut              St. Petersburg, Florida
  250.    Caleta Percy, Magellan Strait, Chile***
  251.    Charleston, South Carolina           Sandy Hook, New Jersey
  252.    Cristobal, Panama                    San Juan, Puerto Rico
  253.    Eastport, Maine                      Savannah, Georgia
  254.    
  255.    Galveston, Texas                     Savannah River Entrance, Georgia
  256.    Hampton Roads, Virginia              Suriname Rivier, Surinam 
  257.    Isla Zapara, Venezuela               Tampico Harbor, Mexico 
  258.    Key West, Florida                    Washington, D.C.
  259.    Mayport, Florida                     Willets Point, New York
  260.    
  261.    Maimi Harbor Entrance, Florida       Wilmington, North Carolina
  262.    Mobile, Alabama
  263.    New London, Connecticut
  264.    Newport, Rhode Island
  265.    New York, New York
  266.    
  267.    Pensacola, Florida
  268.    Punta Gorda, Venezuela
  269.    
  270.    TIDAL CURRENTS - EAST COAST
  271.    
  272.    Baltimore Harbor Approach, MD        Mobile Bay Entrance, FL
  273.    Boston Harbor, MA                    Pollock Rip Channel, MA
  274.    Cape Cod Canal, MA                   Portsmouth Harbor Entrance, NH
  275.    Charleston Harbor, SC                St. Johns River Entrance, FL
  276.    Chesapeake & Delaware Canal          Savannah River Entrance, GA
  277.    Chesapeake Bay Entrance              Tampa Bay Entrance, FL
  278.    Delaware Bay Entrance                The Narrows, New York Harbor, NY
  279.    Galveston Bay Entrance, TX           The Race, Long Island Sound
  280.    Hell Gate, East River, NY            Throgs Neck, Long Island Sound
  281.    Key West, FL                         Vieques Passage, Puerto Rico
  282.    Miami Harbor Entrance, FL
  283.  
  284.    TIDES - WEST COAST
  285.    
  286.    Aberdeen, Washington                 Matarani, Peru    
  287.    Anchorage, Alaska ***                
  288.    Astoria, Oregon                      
  289.    Balboa, Panama                       Nikishka, Alaska
  290.    Buenaventura, Columbia               Nushagak Bay, Alaska
  291.    Callao, Peru                         Port Townsend, Washington
  292.    Cordova, Alaska                      
  293.    Dutch Harbor, Alaska                 Puntarenas, Costa Rica    
  294.    Guayaquil, Ecuador                   St. Michael, Alaska 
  295.    Guyamas, Mexico                      Salina Cruz, Mexico    
  296.    Honolulu, Hawaii                     San Diego, California
  297.    Humboldt Bay, California             San Francisco, California
  298.    Juneau, Alaska                       Seattle, Washington
  299.    Ketchikan, Alaska                    Seldovia, Alaska
  300.    Kodiak, Alaska                       Sitka, Alaska
  301.    Kwajelein Atoll, Marshall Is.        Sweeper Cove, Alaska
  302.    La Union, El Salvador                
  303.    Los Angeles, California              Talara, Peru 
  304.    Massacre Bay, Alaska                 Valdez, Alaska
  305.  
  306.    TIDAL CURRENTS - PACIFIC COAST
  307.    
  308.    Admiralty Inlet, WA                  Rosario Strait, WA
  309.    Akutan Pass, Aleutian Islands        San Diego Bay Entrance, CA
  310.    Ch'ang Chiang Entrance, China        San Francisco Bay Entrance, CA
  311.    Deception Pass, WA                   San Juan Channel (S. Entrance), WA
  312.    Grays Harbor Entrance, WA            Sergius Narrows, AK
  313.    
  314.    Huang P'u Chiang, China              Strait of Juan de Fuca Entrance
  315.    Isanotski Strait, AK                 The Narrows, Puget Sound, WA
  316.    Kvichak Bay, AK                      Unimak Pass, Aleutian Islands
  317.    North Inian Pass, AK                 Wrangell Narrows, AK
  318.    
  319.    *** Complete prediction requires more than 37 constituents.
  320.  
  321.     
  322.    OTHER TIDE STATIONS 
  323.    
  324.    Alameda, CA                          Apalachicola, FL
  325.    Apia, Samoa Islands
  326.    Aquia Creek, Potomac River, VA       Aransas Channel, TX
  327.    Arthur Harbor, Palmer Station, Antarctica
  328.    Atlantic City (Steel Pier), NJ       Avon, NC
  329.    
  330.    Bar Harbor, ME                       Bayou Rigaud (Grand Isle), LA
  331.    Bayshore, L.I., NY                   Bay St. Louis, MS
  332.    Bears Bluff, N. Edisto R., SC        Block Island (Old Harbor), RI
  333.    Boca Congrejos, Isla Verde, PR       Buzzards Bay Entr, Cape Cod Canal, MA
  334.    Burntcoat Head, Nova Scotia          Canton Island, Phoenix Is., S. Pac.  
  335.    
  336.    Cape Cod Canal, E. Entrance, MA      Cape Hatteras (Fishing Pier), NC     
  337.    Cape May (ferry terminal), NJ        Cape Steenboom, New Guinea
  338.    Carlos Point, Estero Bay, FL         Charleston, OR
  339.    Chesapeake Beach, MD                 Coconut Point, FL
  340.    Colonial Beach, VA                   Constantine Harbor, AK
  341.    
  342.    Crescent City, CA                    Daytona Beach, Fl
  343.    Daytona Beach Shores (Sunglow Pier), FL
  344.    Elkhorn Slough, CA                   Esbjerg, Denmark
  345.    Friday Harbor, San Juan Island, WA
  346.    Galveston, Pleasure Pier, TX         Garibaldi, OR
  347.    Guam (Apra Harbor), Marianas         Hirtshals, Denmark
  348.    Indian River Inlet, DE               
  349.    
  350.    Lewisetta, Potomac River, VA         Turkey Point, FL                     
  351.    La Jolla, CA                         Eureka, CA                           
  352.    Point of Pines, SC                   Port San Luis, CA.
  353.    Neah  Bay, WA                        Cross Island, AK
  354.    Nantucket, MA                        Malakal Harbor, Palau Is. Caroline Is. 
  355.    
  356.    Matanzas Pass, Estero Island, FL     McMurdo Sound, Antarctica            
  357.    Mokuoloe Island, HI                  Montauk, Long Island, NY             
  358.    Monterey Harbor, CA                  Morehead City, NC                    
  359.    Moss Landing, CA                     Myrtle Beach (Springmaid Pier), SC
  360.    Naples, FL                           New Bedford, MA
  361.    
  362.    Newport Bay, CA                      Nikiska, Cook Inlet, AK              
  363.    Old Saybrook Point, CT               Padre Island (South End), TX         
  364.    Ponape Harbor, Caroline Islands      Port Aransas, TX                     
  365.    President Channel, Orcas Is., WA     Providence, RI                       
  366.    Puerto Soberania, Palmer Peninsula   
  367.    
  368.    Punta Tunas, PR                      Reykjavik, Iceland
  369.    Rincon Island, CA                    Rockland, ME
  370.    Sabine Pass, TX                      Saint John, New Brunswick
  371.    Seavey Island, ME                    Shell Point, FL                      
  372.    Southbeach, OR                       Stamford, CT                         
  373.    
  374.    Tarawa, Gilbert Islands              Toke Point, WA
  375.    Virginia Beach, VA                   Wachapreague, VA
  376.    Wallops Island, VA                   Yakutat, AK
  377.  
  378.    INterNATIONAL HYDROGRAPHIC ORGANISATION DATA
  379.  
  380.    Banyuls, France                      Socoa, France
  381.    Toulon, France                       Marseille, France
  382.    Saint Servan, France                 Cherbourg, France
  383.    Nice, France                         Venezia, Italy
  384.    Grado, Italy                         Esbjerg, Denmark
  385.    Aarhus, Denmark                      Hirtshals, Denmark
  386.    
  387.    Saint John, New Brunswick, Canada    Burntcoat Head, Canada
  388.    Grand Turk, UK                       
  389.  
  390.    Cabo San Lucas, B.C.S., Mexico       La Paz, B.C.S., Mexico
  391.    Magdalena Bay, Mexico                San Carlos, B.C.S., Mexico
  392.    Topolobampo, Sin., Mexico            San Juanico Bay, Mexico
  393.    Yavaros, Son., Mexico                Ballenas Bay, Mexico
  394.    Guaymas, Som., Mexico                Isla Guadalupe, B.C., Mexico
  395.    Bahia de los Angeles, B.C., Mexico   Puerto Penasco, Son., Mexico
  396.    Ensenada, B.C., Mexico               Salina Cruz, Oax., Mexico            
  397.    
  398.    Matavia, Tahiti, France              Motuoini, Tahiti, France
  399.    Nuku'alofa, Tonga                    Urangan Jetty, Australia
  400.    Brisbane Bar, Australia              Caloundra Heads, Australia
  401.    Brisbane (W. Inner Bar), Australia   Snapper Rocks(Danger Point), Australia
  402.    Ballina, Australia                   Iluka, Australia
  403.    Victoria Dock, Singapore             Horsburgh Lighthouse, Singapore
  404.    Tg. Segenting, Malaysia              Colombo, Sri Lanka
  405.    Hong Kong, UK                        Kao-Hsiung, China
  406.    Fujairah, Oman (U.A.E.)              Naha Ko, Japan
  407.    Kobe, Japan                          Nagoya, Japan
  408.    Sinko, Yokohama, Japan               
  409.  
  410.    CANADIAN DATA
  411.  
  412.    Constants for all reference tide stations in the NOS tables for the East 
  413.    and West coasts are available as well as many stations in British Columbia. 
  414.    Tidal current constants for Grand Manan Channel (Bay of Fundy Entrance) are 
  415.    also on hand.
  416.  
  417.