Одные пути и влияние условий плавания на судоходство

Изучение условий плавания в Мировом океане или его райо­нах сводится к рассмотрению физико-гидрологических процессов, протекающих в воздушной и водной средах, и степени их воздей­ствия на судно.

В основе методов изучения лежит непременное условие рассмат­ривать все элементы, характеризующие эти явления, в комплексе. Для удобства остановимся на каждом элементе в отдельности.

Метеорологические элементы характеризуют процессы, проте­кающие в воздушной среде. К ним относятся: температура и влажность воздуха, туманы и осадки, атмосферное давление, ветер, цик­лоны и антициклоны, тропические циклоны.

Влияние температуры на суда заключается в том, что функцией от её распределения является размещение ледового покрова как наи­более труднопроходимого природного препятствия. При низких тем­пературах воздуха происходит обмерзание водяных брызг, попадаю­щих на надводную часть судна и вызывающих обледенение, сниже­ние скорости и уменьшение остойчивости.

Высокие температуры снижают мощность главных двигателей, например дизелей, для которых важен вес заряда воздуха, всасывае­мого в цилиндры; высокие температуры вызывают нагревание кор­пуса и создают сложные условия для хранения перевозимого груза.

Высокая влажность воздуха преобладает в районах с тёплым климатом и в сочетании с высокой температурой, при определён­ных условиях, может привести к конденсации влаги в трюмах и порче грузов.

Туманом называют уменьшение видимости в нижних слоях атмосферы, вызываемое сгущением в них водяных паров.

Осадки (дождь, снег, крупа, град и т. д.) подобно туманам ухуд­шают видимость. При изучении осадков обращают внимание не только на их количество, но и на число дней выпадания в определённый срок (например, в месяц).

Туманы, осадки и видимость — факторы, тесно связанные меж­ду собой. Сами по себе они не влияют на движение судна, но при большой интенсивности создают зоны плохой видимости, вынуждая судно значительно снижать скорость движения из-за возрастающей опасности столкновения со встречными судами, плавучими льдами, айсбергами и другими опасностями.

Обеспечение судов современными радионавигационными при­борами снижает их зависимость от некоторых природных явлений, но не исключает необходимости их учёта.

Атмосферное давление является одним из элементов погоды и обусловливает различные перемещения воздушных масс. Давление измеряется весом (пропорционально массе) вышележащего столба воздуха на единицу горизонтальной поверхности.

Распределение давления атмосферы на поверхности Земли неравномерно. Это обусловлено тем, что вес и, следовательно, давле­ние воздуха зависит от его плотности и от широты места (с широтой изменяется сила тяжести).

Области высокого давления формируются в основном над вод­ной поверхностью.

Между давлением, скоростью и направлением ветра существу­ет тесная зависимость. В любой точке ветер дует почти параллельно изобарам, пересекая их под небольшим углом в сторону низкого дав­ления.

Ветром называют горизонтальное движение воздуха относитель­но земной поверхности. Непосредственная причина возникновения его — неравномерное распределение атмосферного давления на Зем­ле. Из района, где давление выше и масса воздуха больше, воздух начинает перемещаться в область, где оно ниже и масса воздуха меньше.

Наиболее устойчивыми в течение всего года являются ветры тропического пояса — пассаты, которые дуют круглый год от субтропических антициклонов северного и южного полушарий в направлении приэкваторной полосы пониженного давления. В северном полушарии пассаты имеют северо-восточное направление, в южном — юго-восточное направление. Вместе с восточными ветрами их повторяемость превышает 80 %, приближаясь к 100%.

Скорость пассатных ветров обычно постоянна и составляет 5-8 м/сек, редко достигая 10 м/сек.

От субтропических антициклонов в сторону полюсов на широ­тах 40-60 градусов в обоих полушариях располагаются зоны преоб­ладания ветров западной четверти (от NW до SW). Они менее устой­чивы, чем пассаты, из-за активной циклонической деятельности и по той же причине их сила значительно больше, чем у пассатов: на севе­ре Атлантики средние скорости ветра в январе достигают 10-15 м/сек (6-7 баллов), а повторяемость штормов достигает более 40 %.

На севере Тихого океана зимой повторяемость штормов силой 7 баллов и выше — до 30 %. Летом на севере Атлантического и Тихого океанов с ослаблением исландского и исчезновением алеутского цик­лонов, ветры ослабевают, повторяемость штормов уменьшается до 5-10%.

Наиболее чётко выражена зона западных ветров на широтах 40-60 градусов южного полушария, где они не нарушаются влиянием материков и полностью огибают всё полушарие. За большие скорос­ти ветров в этой зоне и частые штормы (повторяемость 50 %) они получили название "ревущие сороковые".

Вблизи побере­жья Антарктиды, преобладающими становятся юго-восточные и восточные ветры, обусловленные как полосой низкого давления на ши­ротах 60-70 градусов, так и антициклонов над сильно охлаждённым материком Антарктида.

В северном полушарии ветры, с преобладанием восточной составляю­щей в высоких широтах, намечаются в основном в летнее время в южных частях практически всех северных морей. Это сезонные ветры.

Ветры, связанные с сезонными центрами действия атмосферы, носят название муссонов. Они характеризуются резкими сезонными сменами преобладающих направлений на противоположные или близ­кие к противоположным (на 120-180°).

Муссоны наиболее характерны для юга и юго-востока Азии, востока Африки, прилегающих аквато­рий Индийского океана, а также Южно-Китайского и Восточно-Китайского морей. Здесь повторяемость противоположных ветров превышает 60 %.

Зимой в северном полушарии развитие азиатского (сибирского) сезонного антициклона обусловливает северо-восточный сухой мус­сон, который распространяется на западе Индийского океана южнее экватора, вплоть до о-ва Мадагаскар. Зимний муссон вызывает в Ин­дии частые засухи. Летом над прогретым материком Азия устанавли­вается низкое давление с основным центром на севере Индии. При этом преобладают ветры юго-западного направления.

Летние муссоны (с океана) несут большое количество влаги, вызывают обильные дожди и довольно частые наводнения в странах Южной Азии.

Скорости ветра в зимнем (северо-восточном) муссоне не пре­вышают 5-10 м/сек — совпадают по широтному положению, направ­лению и скорости ветра с пассатом северного полушария. Летний муссон имеет большие, часто штормовые скорости. Повторяемость штормов над Аравийским морем виюле достигает 50 %.

Ветер, который обычно действует на судно под различными уг­лами, вызывает уменьшение скорости и дрейф. Кроме того, с ростом силы ветра повышается рыскливость и для удержания суд­на на курсе требуется частая перекладка руля. При сильном ветре потеря скорости судна колеблется от 15 до 20 %.

Тропические циклоны (в Атлантике их называют ураганами, в Тихом океане тайфунами, в Индийском просто циклонами)являются одним из наиболее опасных и наименее изученных явлений приро­ды. Они представляют собой сравнительно небольшие по размерам, но очень глубокие атмосферные вихри, обладающие высокой кине­тической энергией (с низким давлением и ветрами ураганной силы, образующими круговорот против часовой стрелки в северном и по часовой стрелке в южном полушарии с лёгким отклонением к цент­ру). Такой циклон в целом (или его центр) обладает поступательным движением и часто является причиной большого волнения, гораздо большего, чем при самых жестоких штормах умеренных широт.

Возникают тропические циклоны в открытом океане обычно между 5 и 20° широты и сначала с небольшой скоростью, 10-20 км/час, перемещаются на запад, затем скорость увеличивается до 30-40 км/час и более (табл. 1.3).

Таблица 1.3. Классификация тропических циклонов
Стадии тропического циклона	Обозначение (сокращённое)	Скорость ветра в циклоне, уз
Тропическая депрессия	TD	до 33
Умеренный тропический шторм	TS	34 - 47
Сильный тропический шторм	STS	48 - 63
Ураган (тайфун)	Н (Т)	64 и более

Морские волны достигают огромных размеров (10 м и более) и распространяются на большие расстояния. Ураганной силы ветры часто сопровождаются проливным дождём с молниями и громом. Наибольшая повторяемость циклонов приходится на конец лета и начало осени, но они могут встречаться даже в мае и декабре.

Соединённое действие ураганного ветра, подъёма уровня воды из-за гигантских волн и резкого падения давления вызывает повреж­дение и гибель судов, попавших в тропические циклоны. Поэтому капитаны судов и метеослужбы используют все средства для своев­ременного обнаружения мест зарождения циклонов, путей их движения, чтобы не допустить встречи судов с ними.

Однако, несмотря на исчерпывающее изучение средних статистичес­ких данных о метеоусловиях ими одними никак нельзя огра­ничиваться. Среднестатистические данные о погоде должны допол­няться результатами судовых наблюдений, долгосрочными и краткос­рочными прогнозами, изучение которых необходимо перед каждым переходом и во время плавания судна.

Географическое распределение глубин рассматривается с учётом возможного колебания уровня воды в районе плавания, которое происходит под влиянием приливно-отливных и сгонно-нагонных явле­ний. Используя приливы, суда имеют возможность заходить в порты по мелководным фарватерам на барах рек. Изменения уровня воды, связанные с кратковременным влиянием сгонных или нагонных вет­ров, в отдельных районах достигают 4 м.

Среди гидрологических элементов большое значение имеет плотность морской воды, которая находится в зависимости от со­лёности и температуры (с увеличением солёности и уменьшением температуры плотность возрастает). Средняя солёность поверхнос­тных слоёв океанов равна 35 ‰ (промиль). При переходе из солёной морской или океанской воды в пресную осадка судна увеличивает­ся примерно на 2 %. С увеличением солёности понижается темпе­ратура замерзания морской воды. Так, например, при солености 35 ‰ она замерзает при -1,9 °С.

В морской воде обитает много организмов, которые, оседая или присасываясь к корпусу и днищу судна, образуют неровности на кор­пусе судна и снижают скорость хода. Потери скорости хода вслед­ствие обрастания доходят до 50 %. Для восстановления первоначаль­ных ходовых качеств судна необходимо проводить докование (или подводную очистку корпуса) в соответствии с требованиями Классификационных обществ.

Замерзание отдельных районов морей и океанов совершенно изменяет гидрологические условия. При выборе пути через ледовую зону основным фактором, влияющим на судно, становится лёд, кото­рый увеличивает сопротивление движению судна, снижает скорость его движения.

Под ледопроходимостью понимается скорость движения судна во льдах по генеральному курсу, допустимая с точки зрения прочно­сти корпуса и достижимая с помощью его силовой установки.

Опытным путём установлено, что при сплочённости льдов до 3 баллов плавание для всех судов осуществляется почти без потери скорости. При сплочённости 4-6 баллов суда ледового класса теряют до 50 % скорости по сравнению с плаванием на чистой воде. При сплочённости выше 7 баллов потери скорости настолько увеличиваются, что плавание судов без ледокола становится невозможным.

Кроме плавучих льдов, значительную опасность для судоход­ства представляют айсберги. Наиболее опасными зонами Мирового океана по наличию айсбергов являются южные сектора океанов и Северная Атлантика, особенно район Ньюфаундлендской банки.

Морскими течениями называется поступательное перемещение масс воды в море, характеризующееся направлением и скоростью (в узлах).

Основная причина поверхностных течений в океане — действие ветров. В связи с тем, что существует связь между направлениями и скоростью течений и преобладающими ветрами, карты течений сле­дует рассматривать как схемы, дающие общую картину.

Заключение

Развитие современного судостроения и судовой навигационной техники сегодня позволяет морским судам плавать в любых погод­ных условиях и на любых океанских и морских направлениях.

Ныне Мировой океан покрыт сетью морских и океанских путей неодинаковой густоты. Чётко выделяются маршруты с интенсивным плаванием судов и районы, редко посещаемые ими. Причиной тому являются, прежде всего,

· уровень развития экономики стран, расположенных на побережье океанов или морей, и непосредственно связан­ная с этим их потребность во внешнеторговом обмене,

· погодные условия плавания,

· экономическая целесообразность перевозки грузов морским путём (массовость перевозки, дешевизна и быстрота дос­тавки), а также

· политическая ситуация, складывающаяся в отноше­ниях между отдельными странами различных районов мира.

Литература