Приливные явления. Классификация приливов.
Приливно-отливные колебания уровня океана сопровождаются горизонтальным перемещением водных масс, которое носит название приливно-отливного течения. Поэтому судоводитель должен учитывать не только изменение глубин, но и приливно-отливное течение, которое может достигать значительной скорости. В районах, где наблюдаются приливы, судоводитель должен быть всегда осведомлен о высоте прилива и элементах приливно-отливного течения.
Приливы позволяют судам с большой осадкой заходить в некоторые порты, расположенные в мелководных бухтах и устьях рек.
Характер и величина приливов в Мировом океане отличаются большим разнообразием и сложностью. Величина прилива в океане не превышает 1 м. В прибрежных районах в связи с уменьшением глубин и усложнением рельефа дна характер приливов значительно изменяется по сравнению с приливами в открытом океане. У прямолинейных берегов и вдающихся в океан мысов величина прилива колеблется в пределах 2—3 м; в прибрежной части заливов и при сильно изрезанной береговой линии она достигает 16 м и более.
В морях высота прилива зависит от того, какая имеется связь у данного моря с океаном. Если море далеко вдается в сушу и имеет узкий и мелководный пролив с океаном, то приливы в нем обыкновенно невелики.
В Черном море приливы почти незаметны.
Приливная волна, проникая в устье рек, способствует колебанию их уровня, а также существенно влияет на скорость течения воды в устьях. Так, нередко скорость приливного течения, преобладая над скоростью реки, изменяет течение реки на обратное.
Течение, которое направляется в сторону движения приливной волны, называется приливным, противоположное — отливным.
Скорость приливно-отливных течений прямо пропорциональна величине прилива. Следовательно, для определенного пункта скорость приливно-отливных течений в сизигию будет значительно больше скорости, чем в квадратуру.
Приливно-отливные течения отличаются от всех других течений тем, что они захватывают всю толщу водных масс от поверхности до дна, лишь незначительно уменьшая свою скорость в придонных слоях.
Смена приливного течения на отливное и наоборот происходит как в момент полных и малых вод, так и в момент среднего стояния уровня. Нередко смена течений происходит в промежуток времени между полной и малой водой. При смене приливного течения на отливное и обратное скорость течения равна нулю.
Основным признаком, по которому производится классификация приливов, является преобладающий период, проявляющийся в наблюдаемых колебаниях, т.е. степень близости этих колебаний к полусуточному или суточному типам. Объективным количественным критерием определения характера прилива может служить соотношение амплитуд суточных и полусуточных гармоник.
В зависимости от этого отношения выделяют следующие типы приливов:
1) полусуточные приливы;
2) смешанные приливы;
а) неправильные полусуточные;
б) неправильные суточные;
3) суточные приливы.
Помимо основных типов приливов, выделяют так называемые аномальные приливы.
Полусуточные солнечные приливы имеют период, равный 12 ч, т.е. половине солнечных суток. Поэтому полные и малые воды в течение суток наблюдаются в одни и те же часы суток. Такие приливы имеют место в Котабару (о. Калимантан) и Эйре (южное побережье Австралии).
В течение лунных суток бывают две полные и две малые воды (рис. 17). Период равный половине лунных суток и составляет в среднем 12 ч. 25 мин. Высоты следующих друг за другом полных и малых вод мало отличаются, т. е. суточные неравенства почти отсуттвуют. Подъем и падание уровня протекают правильно, ход уровня выражается симметричной синсоидальной кривой. Время роста и время падения уровня практически равны.
Полусуточные параллактические приливы отличаются от обычных полусуточных сильно выраженным параллактическим неравенством. Величина параллактических приливов заметно меняется в зависимости от изменения расстояния между Луной и Землей. Таковы, например, приливы у мыса Кларка в заливе Креста (Берингового море).
Двойные полусуточные приливы (четвертьсуточные) характерны появлением у полусуточных приливов дополнительных полных и малых вод вследствие влияния мелководья. У таких приливов в течение лунных суток наблюдается четыре полных и четыре малых воды. Такие приливы в частности наблюдаются у села Зимняя Золотица (Белое море) и в районе порта Саутгемптон (Ла-Манш).
Судовые пособия по приливам:
Адмиралтейское пособие "Приливы и отливы".
Корректура для Адмиралтейских Таблиц приливов;
Информация об использовании карт и Таблиц Приливов при расчёте запаса воды под килем;
Таблицы приливов ВА «Admiralty Tide Tables» (NP201 - NP204)
и другие ВА публикации…
Каждый квартал (в конце марта, июня, сентября и декабря) публикуется список пособий по приливам.
Данные об элементах приливно-отливных течений выбирают из Атласа приливно-отливных течений, а для некоторых участков морей— из таблиц, помещенных на навигационных картах. Общие указания о течениях даны также в лоциях морей.
Определение скорости и направления течения на заданный момент в данном месте по Атласу находят следующим образом.Вначале по Атласу определяют основной порт для данного места, после этого по Таблице приливов (ч. I) находят время полной воды, ближайшей к заданному, рассчитывают промежуток времени (в часах) до или после момента полной воды в основном порту относительно заданного момента. Затем на рассчитанный промежуток времени до наступления или после момента полной воды находят в Атласе направление течения (в градусах) и скорость (в узлах).
Учет приливов в судовождении
Степень изученности приливно-отливных явлений различна в разных районах Мирового океана, и в зависимости от этого все пункты Мира подразделяют на 3 группы.
1. Основные пункты (порты), для которых имеются подробные
данные о приливах на каждый день в ежегодных изданиях.
2. Дополнительные пункты, приписанные к основным, для которых
расчет приливов производится через основной пункт.
3. Пункты, для которых даются прикладные часы, позволяющие
рассчитывать время полных и малых вод и их высоты исходя их моментов кульминации Луны.
Таблицы приливов. Существуют специальные таблицы приливов, с помощью которых можно предвычислить важнейшие приливные элементы или путем несложных расчетов найти моменты и высоты приливов.
Для решения различных задач на предвычисление элементов для большего числа пунктов (портов) земного шара, посещаемых судами, служат таблицы приливов.
Ввиду многочисленности таких пунктов таблицы издаются в 4 томах.
Тома I и II состоят из трех частей: часть I — приливы в основных пунтках; часть II — поправки для дополнительных пунктов; часть III — приливные течения.
Тома III и IV — из двух частей: часть I—основные пункты, часть II—дополнительные пункты.
В каждом томе даны общие сведения и примеры пользования таблицами, вспомогательные таблицы, где основными являются «интерполяционные» таблицы для вычисления высот уровня моря на промежуточные между полными и малыми водами моменты времени.
В конце каждого тома дан алфавитный указатель для нахождения заданного пункта. При решении различных задач необходимо пользоваться пояснениями, даваемыми в таблицах приливов.
С помощью «Таблиц приливов» решаются следующие основные задачи.
1. Определение времени и высот полных и малых вод (утренних
и вечерних), продолжительности роста, продолжительности падения,
величины прилива и величины среднего уровня.
2. Определение поправки глубины на заданный момент.
3. Определение времени, когда поправка глубины достигнет
заданного значения.
Задачи для основных пунктов.
Пример 1. Определить время и высоты полных и малых вод, продолжительность роста и падения уровня, величину прилива и средний уровень в заданном пункте на указанную дату.
Решение:
1. По таблице приливов находим страницу, на которой помещены данные для заданного пункта на указанную дату.
2. Выписываем моменты и высоты полных и малых вод tмв, tпв (по два значения) и hпв, hмв (по два значения).
3. Рассчитываем период падения Тп и период роста Тр для двух пар вод:
Тп = tмв1 —tпв1, Тр = tпв2 —tм в2
4. Рассчитываем величину прилива:В = hпв-hмв.
При работе с “Admiralty Tide Tables” для стандартных пунктов указываются на заданную дату значения моментов времени и высоты полной и малой воды. Если пункт дополнительный, то дня него находится стандартный пункт и поправки моментов и высот для данного дополнительного порта. Затем строится график по исправленным значениям моментов времени и высотам уровня прилива.