Приливно-отливное течение. Отливное течение на пляже Приливно отливные течения

В процессе плавания корабля, как правило, достаточно сложно выделить влияние на его движение ветра и течения. Однако в тех случаях, когда это возможно, применяется способ совместного учета дрейфа и течения.

Расчет пути корабля и счислимого места на заданный момент времени при углах дрейфа менее 5,0° (рис. 2.4.1):

1. Из «Справочных таблиц штурмана» выбрать угол дрейфа α, по курсовому углу ветра определить его знак, рассчитать путь корабля при дрейфе ПУα=ИК+α и проложить его на карте из исходной точки Т1/ол1 .
2. На линии пути ПУα отложить вектор относительной скорости корабля Vo, из конца которого построить на карте вектор течения Vт.
3. Соединить начальную точку Т1/ол1 с концом вектора течения vТ – полученная линия – путь корабля ПУс при совместном учете дрейфа и течения, угол между линией ПУα и ПУс – угол сноса течением β .
4. Рассчитать суммарный снос С = α + β и у линии ПУс на карте подписать: КК 35,0° (+1,0°) С=+6,0°
5. Для нахождения счислимого места на момент Т2/ОЛ2 рассчитать пройденное расстояние по относительному лагу SЛ = (ол2 – ол1) kЛ и проложить на карте по линии ПУα от Т1/ол1 – полученная точка А.
6. Точку А снести по направлению вектора течения на линию ПУс – полученная точка - счислимое место на момент Т2/ол2.

Расчет компасного курса для следования корабля по заданной линии пути, предвычисление времени и отсчета лага прихода корабля в назначенную точку (рис. 2.4.2):

1. Из исходной точки на карте Т1/ол1 проложить заданную линию пути ПУс, по которой надлежит следовать кораблю.
2. Из этой же точки проложить вектор течения vТ, из конца которого циркулем, расствор которого равен относительной скорости корабля VO, на линии пути сделать засечку, полученная точка - В.
3. Соединить исходную точку с точкой В и снять направление полученной линии ПУα, после чего с помощью параллельной линейки сместить ее в исходную точку и провести на карте, угол между линиями ПУα и ПУс – угол сноса β .
4. Из «Справочных таблиц штурмана» выбрать угол дрейфа α, определить его знак и рассчитать истинный и компасный курсы:
   ИК = ПУα - α; КК = ИК - ∆K .

Для предвычисления времени и отсчета лага прибытия в заданную точку:

1. Нанести заданную точку на линию пути ПУс –истинный пеленг траверзный для выхода в точку на траверз ориентира
2. Параллельно вектору течения через заданную точку провести отрезок до пересечения с линией ПУα, полученная точка - D
3. Измерить расстояние SЛ, которое пройдет корабль по линии ПУα от исходной точки до точки D.
4. Рассчитать время плавания t = SЛ / Vo и разность отсчетов лага, на которое изменит показание счетчик пройденного расстояния лага: рол= SЛ / kЛ .
5. Рассчитать искомые время и отсчет лага в момент прихода корабля в заданную точку: Т2 = Т1 + t; ол2 = ол1 + рол .

Учет суммарных течений

В общем случае любой вектор течения может быть представлен как результат действия трех типов течений различных по своей природе:

Vтп – постоянное течение, сведения о котором содержатся в атласах и руководствах для плавания;

Vтв – ветровое течение, возникающее в результате продолжительного воздействия ветра на водную поверхность, элементы которого могут быть рассчитаны по формулам: Ктв = Кw + 180 ±45⁰; Vтв =0,136√u / sin φ

• где: Кw – направление истинного ветра;
• u – скорость истинного ветра;
• φ - географическая широта места

Vпр – приливное течение, обусловленное явлением приливов в данном районе, сведения о котором содержатся в навигационных пособиях (атласах, таблицах, морских навигационных картах).

Таким образом, суммарный вектор течения равен: ∑ Vт=Vтп+Vтв+Vпр . При определении элементов течений и его учете наибольшую сложность представляют приливные течения, характеризующиеся постоянно изменяющимися элементами – направлением и скоростью.

Для выбора элементов приливных течений из атласа или таблицы на заданное судовое время ТС необходимо:

1. на заданную дату для основного пункта, на который рассчитаны атлас течений или таблица на карте, из «Таблиц приливов» выбрать ближайшее к судовому времени ТС табличное время наступления полной воды – Тпв;
2. рассчитать судовое время наступления полной воды: Тпв с=Тпв±N , где N – номер часового пояса, по которому идут судовые часы (плюс – восточный, минус – западный часовой пояс);
3. построить шкалу водного времени (рис. 2.4.3) и определить, в каком водном часе находится заданное ТС;
4. по «Морскому астрономическому ежегоднику» на заданную дату определить фазу Луны, по которой сделать вывод о характере течения:
   - новолуние или полнолуние – сизигия , течение максимальное;
   - 1 или 3 четверти – квадратура , течение минимальное;
   - в промежутке между сизигией и квадратурой – течение промежуточное;
5. Выбрать элементы течения, соответствующие данному водному часу и учитывать течение до окончания водного часа
6. с наступлением очередного водного часа выбрать новые элементы течения и учитывать его в течение следующего часа и т. д. – такой способ учета приливного течения называется почасовой .

Периодические колебания уровня воды вызываются проявлением периодических сил притяжения Луны и Солнца — так называемыми приливообразующими силами. Приливно отливные колебания уровня охватывают практически всё побережье Мирового океана, и для краткости их называют приливами. Таким образом, приливные явления представляют собой динамические процессы в водах морей и океанов (в том числе и колебания уровня).
Предельный размах приливных колебаний уровня в каждом пункте заключается между наивысшими и наинизшими теоретическими уровнями, вычисляемыми расчётным путём. В зависимости от продолжительности приливно-отливного цикла различают:
— полусуточные приливы (П) — с периодом приблизительно в половину суток, т.е. имеющие в продолжение суток две полные и малые воды;
— суточные приливы (С) — имеющие в течение суток полную и малую воду;
— неправильные полусуточные (НП) — с заметной суточной разницей в значениях соответствующих экстремумов уровня;
— неправильные суточные (НС) — суточные приливы, которые при малых склонениях Луны становятся полусуточными при существенном уменьшении их величины;
— смешанные приливы — неправильные полусуточные и (или) неправильные суточные приливы.
Приливам свойственны следующие неравенства:
— суточные неравенства в высоте, представляющие собой разность высот двух последовательных полных или малых вод (для различных пунктов суточные неравенства имеют различные величины — от малозаметного различия в высотах смежных полных или малых вод до полного исчезновения одной полной и одной малой воды);
— полумесячные неравенства в высотах и величинах приливов (полумесячное неравенство, зависящее от фазы Луны, наиболее ярко проявляется в приливах полусуточного характера). Во время полнолуния величина полусуточных приливов бывает максимальной — наступают так называемые сизигийные приливы. В первой и третьей четвертях приливы имеют наименьшую величину — наступают квадратурные приливы;
— полумесячное неравенство, зависящее от склонений Луны и Солнца (тропическое неравенство) обычно является основным в суточных и неправильных суточных приливах, при больших склонениях Луны, приливы называются тропическими и отличаются большой величиной, во время прохождения Луны через экватор, приливы называются экваториальными и имеют малые величины;
— месячное неравенство приливов (параллактическое) проявляется в зависимости от расстояния между Землёй и Луной (перигей). Минимальные значения величин приливов наблюдаются при наибольшем расстоянии между Землёй и Луной (апогей).
Основным навигационным пособием, содержащим предвычисленные уровни по Мировому океану, являются таблицы приливов. Различают таблицы приливов календарного типа, издаваемые ежегодно на календарные даты, и таблицы постоянного действия, рассчитанные на много лет. Предвычисленные уровни в таблицах приводятся для морей России относительно наинизшего теоретического уровня (НТУ), а по зарубежным водам относительно нуль глубин, какие приняты на иностранных картах.

В пункте В на карте указана глубина: ГЛК = 4.7м, 30.05.определены следующие элементы прилива: hПВ =9.1м; tПВ = 03h27m; hМВ =0.5м; tМВ = 12h27m. Определить: высоту воды hзад в tзад = 10h12m и действительную глубину в этот момент.

Научились читать карты приливов, рассчитывать . Но для комфортного яхтинга этого не достаточно. В яхтинге необходимо уметь учитывать в планировании своего похода направление и скорость приливного течения. Этим сейчас и займемся. Давайте представим себе, что Земля абсолютно круглая и вся покрыта водой. Если так, то два образовавшихся «горба» на противоположных сторонах Земли будут плавно увеличиваться и уменьшаться под воздействием притяжения Луны и Солнца, а Земля будет делать свой полный оборот под этим водным одеялом за одни сутки. Скорость этого движения на экваторе составит: длина экватора/24 часа = 900 узлов!

Однако не пугайтесь, это скорость распространения волны, а не скорость движения воды. В отсутствие материков все было бы очень спокойно — небольшие изменения уровня воды и практически полное отсутствие приливных течений. Ситуация коренным образом меняется, как мы уже отмечали ранее, при взаимодействии с береговой линией. Вся огромная энергия приливов обрушивается на берега материков и в зависимости от формы береговой линии и рельефа морского дна поднимает воду на высоту до 17 метров в заливе Fundy (США и Канада). Очевидно, что такие подъемы воды сопровождаются очень быстрым перемещением огромных масс воды и, соответственно, стремительным и меняющим свое направление течением. И когда на пути прилива встают узкие проходы между островами, течение достигает скорости 20 узлов.

Так же как с уровнями приливов, у человечества накопилось достаточное количество информации, чтобы прогнозировать направление и скорость приливных течений.

Для нас, кроме, разумеется, компьютерных программ, есть еще два основных источника информации о течении. Это уже хорошо знакомые нам карты приливов (альманахи), содержащие Атласы приливных течений, и приливные ромбы.

Карты приливов. Атласы приливных течений.

Карты приливов и атласы приливных течений дают очень наглядную картину, вернее 12 картинок: они словно кадры из мультфильма показывают последовательное изменение направления и силы течения в выбранной вами зоне. Эти «кадры» как будто сняты с интервалом в один час, что обеспечивает покрытие всего периода прилива. На рисунке для примера дан разворот карты приливов из альманаха REEDS для Нормандских островов (Channel Islands).
Обратите внимание, что ось времени в данном примере задана относительно HWв Dover (порт, относительно которого задается отсчет времени, называется Reference Port).

Ось времени всегда задана относительно HW в Reference Port.
Для определения реального времени, к которому относится каждая картинка, нужно сначала из карт приливов (альманаха) получить ближайшее к интересующему вас времени значение HW в Reference Port, а затем под каждой картинкой подписать значение времени, к которому она относится. Не забудьте про возможную корректировку летнего времени и, самое главное, что в качестве стандартного порта может быть выбран порт, находящийся не только далеко от интересующего вас места, но даже расположенный в другом часовом поясе.

Не ошибитесь с расчетом времени! Ошибка может составить несколько часов, а следовательно, может оказаться критической!
А теперь рассмотрим один квадратик карты приливов поподробнее. Очевидно, что стрелочки на рисунке обозначают направление течения. Интуитивно понятно, что чем длиннее и толще стрелочка, тем сильнее приливное течение, а вот четырехзначное число, разделенное запятой рядом со стрелкой, требует пояснения. Мы с вами отлично знаем, что в одно и то же время и в сизигию, и квадратуру направление течения должно совпадать, а вот скорость приливного течения будет отличаться, так как за то же время в сизигию должно пройти больше воды.

Так вот, загадочная надпись рядом со стрелкой на картах приливов показывает перечисленные через запятую значения скорости приливного течения в сизигию и квадратуру. Картографы для лучшей читаемости карт приливов стараются экономить знаки, поэтому скорости обозначены в десятых долях узла. Таким образом, надпись 58,97 сообщает нам, что в это время в этом месте скорость течения составляет в квадратуру 5,8 узла, а в сизигию — 9,7. Согласитесь, что, например, такая запись — 5,8; 9,7 — была бы намного более громоздкой.

Обратите внимание: это реальные величины, недаром на картах приливов в этом месте красуется гордая надпись Race of Alderney и стоит предупреждение Heavy Overfalls! Избегайте появляться в таких местах при сильном приливном течении и встречном ветре. Столкновение двух стихий порождает большие обрушивающиеся волны. Будьте готовы к тому, что водовороты в любой момент могут развернуть лодку, и если вы идете под парусом,берегитесь непроизвольных поворотов фордевинд.

У любознательного читателя должен возникнуть вопрос: а как определить скорость приливного течения, если мы планируем переход не в сизигию или квадратуру, а в другой день? Ответ прост: вам нужно решить задачу интерполяции. Как это делается, мы рассмотрим ниже.

Еще одно обозначение вы встретите на картах приливов — slack. Как следует из перевода, приливное течение отсутствует или пренебрежимо мало.

Для примера давайте определим, когда будет благоприятное течение для выхода с острова Alderney из залива Вгауе, если мы пойдем в Cherbourg 20 сентября 2012 года. Дальность перехода составляет около 30 миль. И если считать нашу скорость 6 узлов и не учитывать скорость приливного течения, то нам понадобится 5 часов. Если спланировать переход так, чтобы течение было всю дорогу попутным, то можно хорошо сэкономить и время и топливо, если идти придется под мотором. А если ошибиться и оказаться там, когда течение со скоростью 7 узлов мчится в сторону острова Jersey , то мы просто не справимся с течением, и нас унесет на юг, где мы будем вынуждены дожидаться смены приливного течения.

Исходя из сказанного, целесообразным» представляется время выхода из Alderney соответствующее картинке карт приливов, на которой написано HW-5. В это время уже течение становится благоприятным по направлению и будет усиливаться, это картинки HW-4, HW-3 и HW-2.

Теперь нужно решить следующую задачу: сколько будет на часах в Alderney, когда я в Dover (Reference Port) будет HW-5?
Для этого открываем карты приливов (альманах) для Dover на интересующую нас дату — пусть это будет 20 сентября. В первую очередь убеждаемся, что Alderney в том же часовом поясе что и Dover. HW в этот день попадает на 0101 и 1326. Нас интересует время на пять часов раньше, и еще надо прибавить один час летнего времени, т.е. благоприятное время для выхода:

0101-0500+0100=2101 предыдущей даты

1326-0500+0100=0926 сегодня.

Решайте, когда Вам лучше идти- ночью вчера или утром сегодня!

Это не все методы определения направления и скорости приливного течения. Многие яхтсмены предпочитаю более простой метод. . Но об этом в следующей статье.

Приливными или приливо-отливными течениями называются периодические горизонтальные перемещения водных масс, воз­никающие при явлении прилива под воздействием сил Луны и Солнца. Они составляют вторую неотъем­лемую сторону единого сложного явления прилива.

Эти течения отличаются от всех других течений, возникаю­щих в океанах и морях, тем, что захватывают всю толщину вод­ных масс от поверхности до дна, лишь немного уменьшая свою скорость в придонных слоях, где уже сказывается трение о дно

Необходимо отмстить, что характер движения приливных те­чении у берегов и в открытом море различен.

Вблизи берегов, особенно в узких проливах, заливах, бухтах, устьях рек и т. д., приливные течения имеют обратимый (ревер­сивный) характер, т. к. приливные и отливные течения обратны по направлению.

Для полусуточного течения движение идет с возрастающей скоростью около 3 час, затем с убывающей скоростью в продол­жение следующих 3 час, после чего направление его изменяется на обратное, и цикл повторяется.

Для суточного течения движение в одном направлении про­исходит в продолжение 12 час. В первую половину этого перио­да течение идет с возрастающей скоростью, а во вторую - с убывающей. Смена направления реверсивных течений происхо­дит или около момента полной или малой воды, или при сред­нем уровне. Это зависит от того, будет ли приливная волна иметь характер стоячей или поступательной волны.

При смене реверсивных течений есть моменты, когда не на­блюдается никакого течения. В эти часы вода находится в по­кое. На наших северных морях это явление носит название ко­роткой воды.

В открытом море или в средних частях достаточно широких заливов приливные течения имеют несколько иной характер. Там нет так называемой смены течений. Приливные течения ни­когда не прекращаются, но направление их вместе с изменени­ем скорости течений непрерывно изменяется в северном полу­шарии по часовой стрелке, а в южном - против часовой стрел­ки. Течения в таких местах «обходят» всю картушку компаса в течение либо 12 час 25 мин (при полусуточном характере при­лива), либо 24 час 50 мин (при суточном характере прилива). Течения такого характера получили специальное название вращающихся.

Орбиты частиц воды, описываемые при вращающихся тече­ниях, могут быть простыми, почти круговыми, и могут быть сложными, замкнутыми, кривыми фигурами.

Сведения о приливо-отливных течениях даются в лоциях, па навигационных картах, в специальных таблицах и атласах. Приливные течения в различных местах по-разному меняют­ся относительно полных и малых вод, по в навигационных по­собиях (таблицах и атласах) они обычно даются на каждый це­лый час относительно полной воды в каком-либо пункте, приня­том за основной.

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.

В некоторых местах приливы усиливаются сгонно-нагонными явлениями, что приводит к значительному повышению или понижению уровня, а это в свою очередь может привести к авариям судов, стоящих под грузовыми операциями у причалов или на рейде.

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 усложйением 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.

Например, в Пенжинской губе (Охотское море) прилив достигает 13 м. У советских берегов Японского моря высота его не превышает 2,5 м.

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 Балтийском море приливы настолько незначительны, что измеряются сантиметрами. Высота прилива в Кале 7 см, в Финском и Ботническом заливах около 14 см, а в Ленинграде около 5 см.

В Черном и Каспийском морях приливы почти незаметны.

В Баренцевом море приливы имеют полусуточный характер.

В Кольском заливе они достигают 4 м, а у Иоканских островов - до 6 м.

В Белом море приливы полусуточные. Наибольшая высота прилива наблюдается на Терском берегу в горле моря, где у Орловского маяка она доходит до 8,5 ж, а в Мезенской губе - до 12 м. В других районах этого моря приливы значительно меньше; так, в Архангельске около 1 м, Кеми - 1,5 ж, а Кандалакше - 2,3 м.

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.

Существенное влияние на приливно-отливные явления оказывают ветры.

Всестороннее изучение и учет приливно-отливных явлений имеет большое значение для безопасности судоходства.

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 в квадратуру.

С увеличением склонения Луны, а также при перемещении Луны от апогея к перигею скорость приливно-отливных течений увеличивается.

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.

В проливах, узких заливах и вблизи берегов приливно-отливные течения имеют обратный (реверсивный) характер, т. е. приливное течение направлено постоянно в одну сторону, а отливное имеет направление, прямо противоположное приливному.

В открытом море, вдали от берегов, и в средних частях достаточно широких заливов нет резкого изменения направления приливно-от- ливного течения на обратное, т. е. так называемой смены течений.

В этих местах чаще всего наблюдается непрерывное изменение направлений течения, причем изменение течения на 360° происходит при полусуточном характере прилива за 12 ч 25 мин и при суточном характере прилива за 24 ч 50 мин. Такие течения называются вращающимися течениями. Изменение направлений вращающихся течений в северном полушарии, как правило, происходит по часовой стрелке, а в южном- против часовой стрелки.

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.

Общая схема приливно-отливных течений часто нарушается местными условиями. Учет приливно-отливного течения, как уже указывалось выше, имеет большое значение для безопасности плавания.

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.

Относительно постоянные течения показаны на картах стрелками. Направление каждой стрелки соответствует направлению действующего в данном месте течения, а цифры над стрелкой показывают скорость течения в узлах.

Направление и скорость приливно-отливных течений являются переменными величинами, и для того чтобы с достаточной полнотой отразить их на карте, нужна не одна стрелка, а система стрелок - векторная диаграмма.

При всей наглядности векторных диаграмм они излишне загружают карту и делают ее трудночитаемой. Во избежание этого элементы при- ливно-отливных течений принято показывать на карте в виде таблиц, помещаемых на свободных местах карты. Полной таблицей считается таблица, в которой есть следующие данные:

Часы относительно полной воды в ближайшем приливном пункте; надпись «Полная вода», соответствующая нулю часов, размещена по

Средине графы, от нее кверху в возрастающем порядке проставлены цифры часов до полной воды, а книзу также в возрастающем порядке- цифры часов после полной воды;

Географические координаты точек, обозначаемых обычно буквами А; Б; В; Г и т.д. ; те же самые буквы ставятся в соответствующих местах на карте;

Элементы течений: направление в градусах и скорость в сизигию и квадратуру в узлах (с точностью до 0,1 узла).

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).

При плавании элементы приливно-отливных течений необходимо определять заранее; рекомендуется составить таблицу течений для заранее рассчитанных моментов (через 1 ч), соответствующих счислимым местам судна.

Ниже приведен пример таблицы приливно-отливных течений (табл. 7).