Балтийское море прилив отлив

Балтийское море прилив отлив

Навигация

Translate

Приливы

Приливами (Tides) называются периодические вертикальные колебания уровня моря, вызываемые гравитационным взаимодействием между Землей, Луной и Солнцем, их движением друг относительно друга и особенностями местного рельефа.

Выражаются приливы в периодическом горизонтальном смещении водных масс. Для мореплавателя это означает не только непрерывное изменение глубины в каждом конкретном месте, но и необходимость учитывать скорость и направление приливных течений.

В открытом океане приливы почти незаметны, максимально они выражены только вблизи суши. Наибольшие приливы отмечаются в Канаде, в заливе Фанди, где достигают 18 метров. В достаточно замкнутых водоемах, например, в Средиземном или Балтийском морях, где связь с мировым океаном невелика, приливы составляют всего 0.3- 0.8 м.

Поскольку Луна находится гораздо ближе к Земле, чем Солнце, именно она играет главную роль в формировании приливных сил, — ее воздействие почти в два раза сильнее воздействия Солнца.

Гравитационное воздействие Луны приводит к образованию на поверхности Земли двух водяных горбов, один из которых расположен под Луной, а другой, чуть меньшей величины, — на противоположном конце земного шара. Наличие двух горбов объясняется тем, что прямо под Луной гравитационное воздействие на водяные массы больше, а на противоположной стороне Земли меньше, чем посередине. Так как Луна вращается вокруг Земли, то вслед за ней перемещаются и водяные горбы, образуя приливные волны и приливные течения. Для Солнца картина аналогична.

Если бы на Земле не было суши, то вследствие вращения Земли вокруг своей оси мы повсюду наблюдали бы два приливных цикла в сутки, т.е. два прилива и два отлива, через каждые 12 часов 25 минут (период обращения Луны вокруг Земли составляет около 28 суток, поэтому «лунный день» не совпадает с «солнечным» и составляет 24 часа 50 минут. Таким образом, приливы наступают каждый день примерно на 50 минут позже, чем накануне). Такие циклы называют полусуточными, между приливом и отливом проходит около б часов, они и происходят в большинстве мест:

Однако суша вносит значительные коррективы в приливные явления, как в их величину, так и в периодичность. В некоторых местах прилив и отлив случаются только раз в сутки (суточные циклы). Существуют и смешанные типы приливов — их поведение зависит от положения Луны на небесной сфере. Заранее предсказать величину и время прилива только на основании взаимного положения Земли, Луны и Солнца нельзя, поэтому на практике используют ежегодные таблицы приливов, составленные на каждый день с учетом местных условий для так называемых стандартных (основных) портов (Standard Ports).

Сизигийные и квадратурные приливы

Хотя основной вклад в образование приливов вносит Луна, влияние Солнца все же значительно. Поэтому в ситуации, когда Земля, Солнце и Луна находятся на одной линии, Солнце и Луна действуют в одном направлении, увеличивая величину прилива. Такие приливы, когда на приливе вода максимально высокая, а на отливе максимально низкая, называют сизигийными (Spring Tides):

Когда угол между Луной, Землей и Солнцем составляет 90°, Солнце и Луна «растягивают» воду в разные стороны и не «помогают» друг другу. В это время и прилив не такой высокий, и отлив не такой низкий. Такие приливы называют квадратурными (Neap Tides).

Фазы Луны тоже связаны с взаимным расположением Земли, Луны иСолнца. Всилу ряда причин в большинстве мест сизигийные и квадратурные приливы наступают не точно в соответствии с фазами Луны, а спустя 1-2 суток: сизигийные приливы после новолуния (New Moon) и полнолуния (Full M oon), а квадратурные — после первой четверти (First Quarter) и последней четверти (Last Quarter). Поскольку период обращения Луны вокруг Земли — лунный месяц — равен в среднем 28 суткам, то временной интервал между двумя идущими друг за другом сизигийным и квадратурным приливами, так же как и между основными фазами Луны, составляет 7 дней.

Проиллюстрируем, как изменяется высота прилива во времени от сизигии до квадратуры, например, от полнолуния до последней четверти, для случая обычных полусуточных приливов:

Максимальный уровень воды на приливе во время очередного приливного цикла называют полной водой (High Water; HW), минимальный уровень на отливе — малой (низкой) водой (Low Water; LW).

Промежуток времени между полной и малой водой называют продолжительностью прилива (Duration).

Разница между уровнями соседних полной и малой воды называется амплитудой прилива (Tidal Range).

Возникает законный вопрос: если существуют приливы и высота воды постоянно колеблется, то какой уровень воды принимается за нуль глубин (Chart Datum, CD) на морской карте?

На российских и британских картах за нуль глубин принимается наинизший теоретический уровень (Lowest Astronom ical Tide, LAT) воды, который можно предсказать по истории наблюдений и астрономическим вычислениям. Практически это означает, что реальная глуби на в конкретном месте будет всегда не меньше цифры, указанной для этого места на карте, а на самом деле — несколько больше. Это очень хороший и надежный подход- всегда есть небольшой запас по глубине.

На американских картах использовался другой подход. В качестве нуля глубин принималось среднее значение самой низкой малой воды (меньшей из двух малых вод за сутки) за 19-летний период наблюдений (Mean Lower Low Water; MLLW). Поскольку за точку отсчета берется усредненная величина, может случиться так, что в какой-то момент реальная глубина будет немного меньше глубины, указанной на карте.

Период наблюдений в 19 лет, а более точно 18 лет и 7 месяцев,связанстем, что из-за гравитационного воздействия Солнца Луна не движется вокруг Земли по постоянной орбите, — меняется и наклон орбиты Луны, и сама орбита Луны вращается. Поэтому Луна почти точно повторяет свой путь относительно Земли только через каждые 18 лет и 7 месяцев, — это период вращения плоскости лунной орбиты. Этот период наблюдений является минимальным и используется для расчета ежедневных уровней приливов и всех средних значений, связанных с приливами.

Чтобы научиться правильно использоватьтаблицы приливов и просто решать приливно-отливные задачи, нужно знать еще несколько важных определений. В таблицах используются следующие средние значения:

• Средний уровень полной воды в сизигию (Mean High Water Spring, MHWS).
• Средний уровень малой воды в сизигию (Mean Low Water Spring, MLWS).
• Средний уровень полной воды в квадратуру (Mean High Water Neap, MHWN).
• Средний уровень малой воды в квадратуру (Mean Low Water Neap, MLWN).

Кроме того, важной величиной с точки зрения прохода под мостами или линиями электропередач является наивысший теоретический уровень прилива (Highest Astronomical Tide, HAT) — величина, по смыслу противоположная LAT: наблюдения и астрономические расчеты в данном месте показывают, что реальный уровень воды не может быть выше, чем HAT.

Поэтому при проходе под мостом с указанной высотой над уровнем HAT, а именно так указываются высоты всех надводных объектов на вновь создаваемых морских картах, мы имеем для своей мачты гарантированный просвет в указанную на карте высоту моста, а на самом деле — чуть больше. Однако на большинстве карт, изданных до настоящего времени, для указания высот надводных объектов используется чуть менее строгая (и чуть менее надежная) средняя величина — средний уровень полной воды во время наиболее высоких, сизигийных приливов — MHWS.

Давайте суммируем полученную информацию на одной иллюстрации. Эта же иллюстрация покажет нам способы решения приливных задач.

Из рисунка видно, что реальная текущая глубина, которую нам покажет эхолот (Sounding), всегда равна сумме глубины, указанной для данного места на карте (Charted depth), и текущей высоты прилива (Height of tide). В сущности, все приливные задачи сводятся к одному — по таблицам приливов необходимо узнать, в какой промежуток времени высота прилива больше (в случае прохода над мелкими местами) или меньше (в случае прохода под мостом или линией электропередач) минимально необходимой нам величины.

Обратите внимание на объект на рисунке, который обозначен как Drying height — осушка — это участок суши, появляющийся над водой во время отлива и скрывающийся во время прилива. Для таких объектов на карте указывается их высота над нулем глубин (Chart Datum’oM). Признаком того, что это осушка, является черта под цифрой для метров или фатомов, например, 07 — высота над CD составляет 70 сантиметров.

Типичные задачи

Предположим, что мы должны пройти над мелким участком, где глубина по карте (Charted depth) составляет всего 0.5 м. Осадка (Draught) нашей яхты — 1.9 м. Еще мы хотим, чтобы у нас под килем всегда оставалось как минимум 1.5 м глубины — это так называемый клиренс (Clearance). Какая минимальная высота прилива нам необходима для безопасного прохода?
Возвращаясь к нашей иллюстрации, заметим, что
Draught + Clearance = Charted depth + Height of tide
Значит, нужная нам высота прилива
Height of tide = Draught + Clearance — Charted depth Height of tide = 1.9 + 1.5 — 0.5 = 2.9 м
Итак, нужная высота прилива составляет 2.9 м. Все, что осталось сделать — это узнать по таблицам приливов, в какое время высота прилива будет больше, чем 2.9 м.
Теперь предположим, что при тех же осадке и клиренсе мы проходим не просто над мелью, а над осушкой высотой 08, т.е. 0.8 м над нулем глубин (CD). Тогда картина немного меняется:
Height of tide = Draught + Clearance + Drying height Height of tide = 1.9 + 1.5 + 0.8 = 4.2 м
Как и в предыдущем случае, из таблицы приливов нам нужно узнать время, когда высота прилива будет больше, чем 4.2 м. Таблицы приливов. Стандартные порты
(Tide Tables. Standard Ports)
Таблицы приливов, безусловно, существуют в электронном виде, очень часто-как приложение к электронным картам. Но, как и в случае с навигацией, в целях безопасности мы должны научиться работать и с бумажными таблицами. Их публикуют ежегодно в составе морских альманахов (Nautical Almanac) или в виде отдельных изданий. Очень популярным морским альманахом является «Reeds», охватывающий атлантическое побережье Европы отДании до Гибралтара. Кстати, таблицы Британского Адмиралтейства публикуются с 1833 года.
Как мы уже отмечали, из-за существенной стоимости и возможногослишкомболыиогообъема печатной информации на выходе, таблицы приливов вычисляются только для основных коммерческих портов, называемых стандартными (Standard Ports) или первичными (Primary Ports).

JDEL.F=>HIF=I
Такая таблица содержит времена наступления и уровни полной и малой на каждый календарный день года. Для иллюстрации приведем из «Reeds Nautical Almanac» таблицу приливов для стандартного (первичного) порта Плимут и форму для графического определения высоты прилива в периоды времени между малой и полной водой.

Например, для 1 октября в Плимуте (рисунок слева) читаем:

• 01 час 59 минут — малая вода — высота прилива составит 0.6 м. Это означает, что в это время в районе Плимута к отмеченным на карте глубинам нужно добавить еще 0.6 м.
• 08 часов 08 минут — полная вода, высота прилива составит 5.6 м.
• 14 часов 18 минут — малая вода, высота прилива составит 0.7 м (второй отлив).
• 20 часов 27 минут — полная вода, высота прилива будет равна 5.4 м (второй прилив).
• Поскольку 1-го октября действует летнее время (British Sum- merTime, BST), ко всем временам в таблице следует прибавить 1 час.

А как быть, если нам нужно узнать высоту прилива в какой- то промежуточный момент времени, а не в моменты полной и малой воды? Для этого существу-ют разные методы, наиболее распространенным является метод UKHO (United Kingdom Hydrographic Office). Этот метод позволяет определить все промежуточные значения приливов графически. Предположим, нам нужно узнать, какая высота прилива будет в районе Плимута 1-го октября в 7 часов утра (наши часы показывают BST):

Более практичной является обратная задача (Height-To-Time): определение интервала времени, в течение которого высота прилива будет больше нужной нам величины. Вернемся к нашей типичной задаче с проходом над мелким участком: мы находимся в районе Плимута, глубина по карте составляет 0.5 м, осадка яхты 1.9 м, желаемый клиренс 1.5 м. Требуемая нам высота прилива составит
Height of tide = Draught + Clearance — Charted depth = 1.9 + 1 .5 -0 .5 = 2.9 m
В какое время утром 1 октября мы безопасно пройдем наш маршрут (наши часы показывают BST)?

Работая с таблицами, не забудьте обратить внимание не только на летнее время, но и, возможно, на часовой пояс, для которого указаны времена полной и малой воды, — вы можете находиться в другом часовом поясе.

Стандартные порты

Еще одним типичным вопросом является вопрос о глубине, на которой следует бросать якорь в приливной зоне. Пусть мы опять находимся в районе Плимута и собираемся встать на якорную стоянку с 1900 1-го октября до 0600 2-го октября. Осадка яхты равна 2.1 м и мы хотим, чтобы клиренс составлял 2 м. Какую минимальную глубину должен показывать эхолот в месте нашей якорной стоянки?
Очевидно, что бросать якорь просто на глубине 2.1 м + 2 м = 4.1 м по эхолоту нельзя — вода может уйти во время отлива. Значит, надо еще определить, а на сколько именно уйдет вода, т.е. найти разницу между высотой прилива во время отдачи якоря (в нашем примере 1900) и самым низким уровнем прилива в течение нашей стоянки:
Anchoring depth = Draught + Clearance + (Height 1900 — Height min)
Найдем высоту прилива в момент отдачи якоря:

Просматривая таблицу приливов на вечер 1-го октября и утро 2-го октября, обнаруживаем, что минимальный уровень прилива за время нашей стоянки составит 1.0 м в 0238, т.е. в 0338 по летнему времени 2-го октября ночью. Итак, мы будем бросать якорь там, где эхолот покажет
Anchoring depth = 2.1 + 2.0 + (4.3 — 1.0) = 7.4 м
Правило 1/12 (Rule of Twelfths)
Если форма прилива близка к синусоидальной, как в том же Плимуте, то довольно точно динамику прилива можно оценить и без кривой для определения промежуточных значений прилива — по правилу одной двенадцатой. Например, нас интересует 2 октября в Плимуте с 16 до 22 часов (см. фрагмент таблицы вверху справа). Опять наши судовыечасы показывают летнее время (BST). Разделим текущую амплитуду прилива на 12:
1/12 = (5.1 м — 1.1 м) / 12 = 0.33 лл
В таблице ищем время малой воды — 1459, для удобства округляем до 1500, добавляем 1 час летнего времени, получается 1600: Малая вода на 16 часов = 1.1 м

Второстепенные порты (Secondary Ports)

Для второстепенных портов не составляются таблицы приливов. Для них указываются только поправки (Differences) на времена наступления полной и малой воды и на высоты полной и малой воды относительно стандартного порта. Главным критерием отнесения вторичного порта к данному основному является примерное совпадение формы прилива (приливного «колокольчика»).

Приливные течения (Tidal Currents)

Неотъемлемой частью приливов являются приливные течения (Tidal Currents). Сильным считается течение со скоростью выше 3 узлов. Рекордсменами являются два норвежских фьорда: Салтенфьорд и Сьерстадфьорд. В среднем из трех проливов, соединяющих эти фьорды, известном под названием «Сторстраум» («сильное течение»), скорость течения в сизигию достигает 16 узлов.

Течение характеризуется скоростью (Drift или Rate) и направлением (Direction). Кроме того, существуют специальные термины для приливного течения (Flood), отливного течения (Ebb) и периода стоячей воды (Slack) между приливом и отливом.
Определить скорость и направление приливного течения «вручную» можно двумя способами: с помощью атласов приливных течений, публикуемых вместе с таблицами приливов в морских альманахах, и с помощью ромбов приливов на морской карте. И в том, и в другом случае понадобится таблица приливов для соответствующего основного порта.

Атлас приливных течений (Tidal Atlas)

Ромбы приливов (Tidal Diamonds)

Британские адмиралтейские карты предоставляют возможность для почасового определения направления и скорости приливных течений с помощью ромбов приливов. Для определения параметров течения в конкретном месте следует использовать ближайший ромб, содержащий одну из букв латинского алфавита. На той же карте, как правило, где-нибудь на суше, приводится сводная таблица приливных ромбов.

Обратите внимание, что в данном случае таблица ссылается на время наступления полной воды в стандартном порту Плимут (Tidal Streams referred to HW at Plymouth). При этом самого Плимута на карте может и не быть — это только ссылка для правильного определения времени изменения скоростей и направлений течений.

Источник