Шановні друзі, на численні прохання мандрівників яхтсменів, викладаємо скан атласу течій Білого моря. Атлас старенький, але тим не менше в гонках ми їм успішно користуємося. Посилання для скачування атласу течій Білого моря. Як користуватися атласом течій Білого моря Ви можете ознайомившись зі статтею Юрія Рибакова опублікованій в 2011 році в журналі "Люди вітру" і наведеної нижче.
завантажити атлас течій Білого моря ТУТ
враховуємо течії
Текст: Юрій Рибаков
Серед поморів ще в XVI ст. були поширені путівники для ходіння по морю: статути морські, морські урядники, книги морського ходу. Як писав Б. Щергін, «в цих« морських уставці »,« указцах »обсказани корабельні маршрути з Білого моря в усі кінці Студеного океану, на захід, до Скандинавії, і« під всток », до Нової Землі і Печорі. Практична частина цих манускриптів цілком відповідає друкованим лоціям нашого часу ... Путеводітельную частина старопоморской лоції супроводжували іноді «особливі статті» про природу вітрів, про розпорядок приливо-відливних течій, вельми складних в Білому морі, про те, як передбачити погоду за кольором морської води , по відтінку неба, по руху і за формою хмар ».
Сучасні програми підготовки судноводіїв - теоретичні програми клубів, ГИМС, RYA, IYT, тепер ось «Мінтранс» - присвячують досить велику частину курсу вивчення обліку дрейфу, що виникає як внаслідок вітру та знесення, так і під дією течії.
Розглянемо один із способів знаходження судна в акваторіях, що піддаються сильному дії приливо-відливних вод. Як відомо, протягом - це переміщення маси води, що характеризується напрямком і швидкістю.
Класифікація течій.
МОРСЬКІ ТЕЧІЇЧи під силу їх викликають градієнтні, що виникають із-за різниці рівня або щільності води в різних районах одного або декількох з'єднуються водних об'єктів наганянь зганяння, обумовлені впливами вітрових умов, бароградіентние, що виникають із-за різниці тисків атмосфери над різними районами водойми, стічні , під впливом річкового стоку в морській водойму плотностние, при різниці в щільності різних шарів води (можуть бути вертикального, а не поверхневого характеру) приливо-відливних течії За вус тойчивости постійні періодичні тимчасові (неперіодичні) За глибиною розташування поверхневі (0 -15 метрів) глибинні придонні За фізико-хімічними властивостями води теплі і холодні солоні і распресненние
Для визначення напрямку і швидкості течії існують різні лоції, посібники, таблиці, атласи, карти і т.п. Слід зазначити, що вони не забезпечують судноводія точними даними, тому до таких відомостей слід ставитися критично. Тому особливу увагу при плануванні маршруту слід приділити обліку течій і стеженню за ними.
Викладається на курсах і досить простий теоретичний облік зносу під дією постійного, що не змінюється за часом, течії обчислюється просто.
Відхилення лінії шляху від (ПУβ) від напрямку дійсного курсу (ІК), що виникає під впливом на судно течії, називається кутом знесення (β)
β = ПУβ - КУ
ПУβ = β + КУ
При цьому при впливі течії в лівий борт кут зносу має знак «+», якщо в правий борт знак «-».
Напрямок течії отримує свою назву по тій точці горизонту, до якої воно рухається, наприклад, на північний захід, на 105 ° і т. Д. Це добре виражається мнемонічним правилом: «Протягом йде з компаса». Напрямок течії прийнято показувати в градусах, а іноді - в румбах. Швидкість течії висловлюють в вузлах (числом миль в годину), або в кабельтових на годину, або в метрах в секунду. У різних районах Світового океану швидкості течій можуть коливатися від 0,3-0,5 до 4-5 і більше миль на годину (уз).
Переміщення судна, що відбуваються під впливом власних рушіїв, а також під впливом вітру, відбуваються щодо води. Але так як вода сама переміщається в певному напрямку з певною швидкістю, то абсолютна переміщення корабля, тобто його переміщення щодо берега, дна моря і навігаційних небезпек, є результатом векторного додавання двох рухів: руху корабля Vл щодо води і руху vT самої води: V = Vл + vT
Фактичне переміщення судна відбувається по лінії АС, яка називається лінією шляху (рисунок ліворуч). Завдання обліку течії зводиться до «вирішення трикутника АВС», в якому: Vл (вектор швидкості переміщення корабля щодо води (швидкість по лагу або по оборотам); при відсутності дрейфу він спрямований уздовж діаметральної площині корабля, т. Е. За курсом; vT ( вектор швидкості течії); V (вектор швидкості абсолютного переміщення судна щодо земної поверхні).
Цей трикутник носить назву навігаційного трикутника або трикутника швидкостей. Вектор V іноді називають вектором істинної швидкості, але правильніше називати його вектором шляховий швидкості, а його абсолютну величину шляховий швидкістю, підкреслюючи тим самим, що мова йде про швидкість переміщення корабля по лінії шляху і що внаслідок можливих помилок в обліку течії вона може бути досить далека від істинної.
Замість навігаційного трикутника часто використовується подібний до нього трикутник переміщень АЕF (див. Малюнок), в якому: Vл * t = Sл (відстань, пройдену кораблем щодо води по лагу; при відсутності дрейфу воно прокладається завжди по лінії курсу; vT * t = sт ( переміщення водного середовища, щодо якої лагом вимірюється пройдене кораблем відстань); Vл * t + vT * t = S (абсолютне переміщення судна щодо земної поверхні, дна моря, навігаційних небезпек; воно відбувається по лінії шляху).
При розрахунках знесення (вплив течії) і записах за напрямок течії в градусах від 0 до 360 або в румбах приймається напрямок, по якому переміщається маса води (протягом з компаса), на відміну від обліку дрейфу (вплив вітру), де за напрямок вітру приймається напрямок, з якого рухаються повітряні маси (вітер в компас).
Умови даного завдання досить ідеалізовані, тобто ми вже знаємо напрямок течії в зазначеному районі і його швидкість і приймаємо ці величина як постійні. Таке рішення підійде для розрахунку постійних течій, більшість яхтсменів зустрічається з такими умовами вкрай -рідкісна, як правило, в океанських умовах далеко від берега, наприклад, при перетині Гольфстріму.
Навігаційні умови найбільш привабливих для яхтингу і парусного спорту морських регіонів суттєво різняться від цієї ідеалізованої постановки завдання. Частина цих найцікавіших регіонів знаходяться в зоні дії приливо-відливних вод.
Особливості обліку приливо-отливного течії при графічному обчисленні полягають у наступному. Напрямок та швидкість приливо-отливного течії змінюються від місця до місця, а також з плином часу в кожній точці моря. Ця особливість приливо-отливного течії в порівнянні з плином постійним викликає необхідність застосування особливого способу його обліку при обчисленні. У відкритому морі приливо-відливних течії характеризуються малими швидкостями, замкнутими орбітами і повторенням циклів переміщень мас води, а тому, як правило, в обчисленні не враховуються.
Поблизу берегів приливо-відливних течії можуть досягати швидкості 4-6, а в деяких місцях і 8-10 уз. Тому вони неодмінно повинні враховуватися в обчисленні. Сутність способів вирішення завдань з обліку припливів-течій полягає в тому, що за допомогою карт або інших посібників знаходять елементи приливо-отливного течії vт, Кт, приймають їх постійними протягом певного проміжку часу плавання (наприклад, протягом однієї години) і враховують при графічному обчисленні, як це викладено вище. Для другої години плавання знаходять і враховують нові значення елементів приливо-отливного течії, для третього також повторюють цей процес і т. Д.
Таким чином, якщо вміти знаходити елементи приливо-отливного течії на кожну годину плавання, то рішення останніх буде зведено до вже викладеним вище способів вирішення задач обліку постійного течії. Для відшукання елементів приливо-отливного течії при вирішенні першого завдання на мапі прокладається лінія істинного курсу (лінія АЕ, малюнок другий зверху), відповідна плавання заданою швидкістю ходу за одну годину часу. Для початку А і кінця Е цієї лінії вибираються елементи припливної течії: для першої точки А - на початковий момент Т1 плавання, для другої точки Е - на момент Т2 = Т1 +1 год. Отримані елементи течії усереднюються, і це усереднене значення приймається і враховується в обчисленні як постійне протягом години плавання. Для наступної години плавання всі дії повторюються.
Якщо елементи течії від місця до місця або з плином часу різко змінюються, тривалість плавання одним курсом можна зменшити до 30- 40 хв. Крім того, для уточнення усереднених елементів течії після першого побудови навігаційного трикутника за другу точку, для якої вибираються елементи течії, слід вважати не кінець відрізка лінії курсу - точку Е, а кінець відрізка знайденої лінії шляху за той же час плавання, т. Е. точку F. З цими новими даними потрібно повторити осреднение елементів течії і побудова навігаційного трикутника.
сутність припливів
Під впливом тяжіння Місяця і Сонця відбуваються періодичні підняття і опускання поверхні морів і океанів - припливи і відливи. Частинки води роблять при цьому вертикальні і горизонтальні рухи. Найбільші припливи спостерігаються в дні сизигій (молодиків і повень), найменші (квадратурні) збігаються з першої і останньої чвертями Місяця. Між сизигиями і квадратурами амплітуди припливів можуть змінюватися в 2,7 рази.
Внаслідок зміни відстані між Землею і Місяцем, приливообразующая сила Місяця протягом місяця може змінюватися на 40%, зміна приливоутворюючої сили Сонця за рік становить лише 10%. Місячні припливи в 2,17 рази перевищують за силою сонячні.
Основний період припливів півдобовий. Припливи з такою періодичністю переважають у Світовому океані. Спостерігаються також припливи добові і змішані. Характеристики змішаних припливів змінюються протягом місяця в залежності від схилення Місяця.
У відкритому морі підйом водної поверхні під час припливу не перевищує одного метра. Значно більшої величини приливи досягають в гирлах річок, протоках і в поступово звужуються затоках зі звивистою береговою лінією. Найбільшою величини приливи досягають в затоці Фанді (Атлантичне узбережжя Канади). У порту Монктон в цій затоці рівень води під час припливу піднімається на 19,6 м. У Англії, в гирлі річки Северн, що впадає в Брістольський затоку, найбільша висота припливу складає 16,3 м. На Атлантичному узбережжі Франції, у Гранвіля, приплив досягає висоти 14,7 м, а в районі Сен-Мало до 14 м. у внутрішніх морях припливи незначні. Так, у Фінській затоці, поблизу Ленінграда, величина припливу не перевищує 4 ... 5 см, в Чорному морі, у Трапезунда, доходить до 8 см.
Підняття і опускання водної поверхні під час припливів і відливів супроводжуються горизонтальними приливо-відпливними течіями. Швидкість цих течій під час сизигій в два-три рази більше, ніж під час квадратур. Приливні течії в моменти найбільших швидкостей називають «живою водою». При відтінках на пологих берегах морів може статися оголення дна на відстані в кілька кілометрів по перпендикуляру до берегової лінії. Рибалки Терського узбережжя Білого моря і півострова Нова Шотландія в Канаді використовують цю обставину при ловлі риби. Перед припливом вони встановлюють на пологому березі мережі, а після спаду води під'їжджають до мереж підводами і збирають що в них рибу.
Коли час проходження припливної хвилі по затоці збігається з періодом коливань приливоутворюючої сили, виникає явище резонансу, і амплітуда коливань водної поверхні сильно зростає. Подібне явище спостерігається, наприклад, в Кандалакшском затоці Білого моря.
У гирлах річок приливні хвилі поширюються вгору за течією, зменшують швидкість течії і можуть змінити його напрямок на протилежне. На Північній Двіні дію припливу б'є по відстані до 200 км від гирла вгору по річці, на Амазонці - на відстані до 1 400 км. На деяких річках (Северн і Трент в Англії, Сена і Орнанові у Франції, Амазонка в Бразилії) приливна протягом створює круту хвилю заввишки два-п'ять метрів, яка поширюється вгору по річці зі швидкістю 7 м / сек. За першою хвилею може слідувати кілька хвиль менших розмірів. У міру просування вгору хвилі поступово слабшають, при зустрічі з мілинами і перешкодами вони з шумом дробляться і піняться. Явище це в Англії називається бор, у Франції маскаре, в Бразилії поророка.
Приливо-відливних течії в морях і океанах поширюються на значно більші глибини, ніж течії вітрові. Це сприяє кращому перемішуванню води і затримує утворення льоду на її вільної поверхні. У північних морях завдяки тертю приливної хвилі об нижню поверхню крижаного покриву відбувається зменшення інтенсивності приливо-відливних течій. Тому взимку в північних широтах припливи мають меншу висоту, ніж влітку. Ці та інші цікаві відомості можна почерпнути в книзі Арабаджи В. І. Загадки простої води. М .: «Знання», 1973.
практичний приклад
У Росії знання обліку приливо-відливних течій особливо стати в нагоді при ходінні в Білому, Баренцове морів і на Далекому Сході. Розглянемо облік приливо-відливних течій на прикладі Білого моря, а саме, розглянемо практичний приклад обліку припливів і відливів за участю крейсерської яхти півтонів класу в Соловецької регаті крейсерських яхт. Маршрут гонки кругової, найбільш цікавий і динамічний, навколо архіпелагу. З постійно змінюваними вітрами і сильними течіями і приголомшливої краси видами.
Для вирішення завдання нам будуть потрібні: лоція Білого моря, атлас течій Білого моря, таблиця припливів і відливів по острову Сосновець, карти навігаційні Білого моря. Лоція дасть загальний опис гідро-метеорологічного режиму, навігаційні небезпеки і орієнтири, по атласу течій ми з'ясуємо напрямок і швидкість течії в необхідної точки на необхідний час, по таблиці припливів і відливів по острову Сосновець визначимо необхідні періоди часу для користування атласом по «водяним годинах» . Необхідність навігаційних карт питань не викликає.
Інструкція по користуванню атласом течій і водними годинами наводиться в самому його початку і описана досить докладно. Повторювати її в даній статті не має особливого сенсу. В атласі нанесені на карту схему стрілки вказують напрямок течії в градусах (написані над стрілкою) і сумарну швидкість постійного і припливної течії в десятих вузла (під стрілкою) в квадратуру, межень (проміжок), сизигії.
наприклад:
90
12-14-21
Такий запис означає, що в даному місці в даний час по водяним годинах, напрямок течії буде 90 градусів і в квадратуру має швидкість 1.2 вузла, в межень (проміжок) 1.4 вузла і в сизигії 2.1 вузла.
Робота штурмана з планування переходу починається задовго до старту, але якщо вона зроблена вчасно і якісно, істотно допоможе поліпшити гоночний результат. В умовах короткої гонки і при наявності сильного впливу на течії «місцевих» навігаційних факторів, мінливості напрямку вітру та інших похибок, враховувати напрямки до градуса не має сенсу. Рульовому в даному випадку важливо знати допомагає або гальмує яхту протягом, тобто характер зносу щодо генерального курсу. Тому при плануванні гонки враховуються тільки напрямки основних і четвертної румбів.
Перед плануванням впливу течій наносимо на карту відповідно до гоночної інструкцією генеральний курс, якого припускаємо дотримуватися. І визначаємо точки повороту, розбиваючи маршрут на відрізки. (Див. Схему визначення колійних розрахункових точок).
Визначення колійних розрахункових точок.
При розробці плану гонки ми виділили кілька важливих точок. Точки повороту (.) 2 - (.) 10 і точка (.) 1 - Старт і фініш, для цих точок нам найбільш важливо знати напрямок і швидкість течій. З таблиці припливів і відливів по острову Сосновець на поточну дату визначаємо час настання припливу біля острова Сосновец. В даному випадку для прикладу візьмемо 20 липня 2007 року (дата, коли проводилася реальна гонка по даному маршруту). Для цього ми використовуємо або безпосередньо офіційні таблиці припливів і відливів, яку програму розрахунків WXTide 32 (на свій страх і ризик).
З програми отримали:
Friday 2007-07-20 Sunrise 23:05 UTC, Sunset 19:37 UTC Moonrise 8:31 UTC, Moonset 18:53 UTC High Tide: 1:00 UTC 3.71 Low Tide: 6:55 UTC 1.1 High Tide: 13:03 UTC 3.96 Low Tide: 19:27 UTC 0.85
Зауважімо, что на борту вікорістовуємо Московське годину, а програма розрахунків виробляти годину за Грінвічем, тому дані, для зручності Користування, нужно перевести на годину Московське. За Гринвічем ми отримали час настання припливу на 20 липня 2007 у острова Сосновец: 1 година 00 хвилин, і 13 годину. 03 хвилин UT С. За Москві це буде +03: 00 UTC, тобто 4 годині 00 хвилин 20.07.2007 і 16 годин 03 хвилини 21.07.2007. Ці числа ми і будемо враховувати в розрахунках.
Для зручності планування гонки складаємо таблицю ймовірних течій, виходячи з того що відстань між важливими нами точок, їх координати нам відомі, швидкість руху нашої яхти ми можемо припустити, а час старту нам відомо з гоночної інструкції, в нашому випадку 10.00 - 20.07.2007, і малоймовірно може бути змінено.
Список шляхових точок.
Таблицю імовірнісного визначення напрямків течій складаємо виходячи з 4 годині 00 хвилин Msk і 16 годин 03 хвилини Msk повної води біля острова Сосновец. Згідно фазі місяця (беремо з GPS або таблиць) на поточну дату спостерігається «проміжок», тому з атласу знімаємо середнє значення під стрілкою. Напрями течій з градусів переводимо до найближчого Четвертня або основним румбу.
Розрахунок ймовірностей сумарних течій.
Точка Координати Відстань від попередньої шляхової точки в морських милях Вероятностное час підходу до колійної точці Напрямок в і швидкість течії в вузлах у шляховий точки (.) 1 Старт 650 00, 728 N 35035,407 E 0.000 10.00 Старт. Const (6:00 після повної води у о. Сосновеціспользуем Карту VI годин після П.В. атласу течій) 170 градуса, S 0.9 вузла (.) 2 640 56, 863 N 35037,917 E 4.025 10:30 (5.30 до повної води у о. Сосновеціспользуем Карту IV 1 \ 4 години до і після П.В. атласу течій) 168 градусів, S, 0.9 вузла 11:00 (5:00 до повної води біля острова Сосновец, використовуємо Карту V годин до П.В .) 170 градусів, S, 1.0 вузла 12:00 (4:00 години до повної води біля острова Сосновец, використовуємо Карту IV годин до П.В.) 1. 6 5 градусів, S, 1.0 вузла (.) 3 640 56, 229 N 35045,272 E 3.196 11:00 (5:00 до повної води біля острова Сосновец, використовуємо Карту IV годин до П.В.) 170 градусів, S, 1.0 вузла 12:00 (4:00 години до повної води біля острова Сосновец, використовуємо Карту IV годин до П.В.) 1. 6 5 градусів, SE, 1.0 вузла 13:00 (3:00 до повної води біля острова Сосновец, використовуємо Карту III години до П.В.) 155 градусів, SE, 0.7 вузла 14:00 (2:00 до повної води біля острова Сосновец, використовуємо Карту II години до П.В) 34 градуса, NE, 0.6 вузла АНАЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВИКОНУЄМО ДЛЯ ІНШИХ КОЛІЙНИХ ТОЧОК (.) 4 640 58, 859 N 36006,446 E 9.391 (.) 5 6 5 0 06, 350 N 36018,007 E 8.981 (.) 6 6 5 0 09, 619 N 36017,911 E 3.283 (. ) 7 6 5 0 12, 025 N 35059,661 E 8.073 (.) 8 6 5 0 11, 407 N 35042,706 E 7.179 (.) 9 6 5 0 09, 007 N 35029,904 E 5.919 (.) 10 6 4 0 Разом 59, 075 N 35027,058 E 10.048 (.) 1 Фініш 650 00, 728 N 35035,407 E 3.917
Вручну виконувати ці обчислення перед гонкою звичайно «клопітно» і довго, але воно варте того. Тепер у вас є складена в спокійній обстановці таблиця розподілу течій за часом дистанції, і в якому б місці дистанції ви не знаходилися, рульовий штурман без виконання довгих розрахунків і втрати часу повідомить: «попутка», «борт», «морда», «скула »,« раковина »лівого або правого порту, що дасть вашому екіпажу певну перевагу перед суперниками, які таких розрахунків попередньо не виконали і ганяють по« фактом ». У вас же з'явилася додаткова можливість скорегувати тактику і стратегію гонки трохи раніше, швидше і точніше суперників.
Варто додати, що на одному з етапів Соловецької регати 2007 пройшов по саме цього розглянутому маршруту екіпаж яхти «Біла ніч» посів перше місце, застосовуючи наведену вище методику і таблицю розрахунку ймовірностей сумарних течій в районі змагань.
мертва вода
Ще більший опір руху спостерігається в районі «мертвої води». Ось як описує це явище Ф. Нансен в книзі «Фрам» в полярному море »:« Судно «Фрам» потрапило в зону «мертвої води» і, незважаючи на форсовану роботу машин, майже не рухалася з місця. Воно ніби тягнуло всю воду за собою. Своєрідне явище ця «мертва вода». Для вивчення його представився тут кращий випадок, ніж ми хотіли б. Зустрічається воно, мабуть, лише там, де шар прісної або сильно распресненной води лежить поверх солоної морської води. Прісна вода захоплюється судном, і воно ковзає по важкій солоній воді, як по твердій підстилці. Різниця в солоності цих шарів дуже велика. Так, наприклад, вода, взята з поверхні, цілком придатна для пиття, а вода, що поступала через Кінгстон, настільки солона, що не годилася навіть для котла. Що ми не робили, щоб вибратися з «мертвої води», - круто повертали судно, лавірували, описували повне коло - все марно. Лише тільки машина переставала працювати, судно негайно ж зупинялося, точно схоплене чимось за корму ».
«Мертва вода» може спостерігатися при тихій погоді на невеликій ділянці акваторії в районі танення льодовиків, айсбергів або копалин льодів, в місцях інтенсивного випадання опадів і в гирлах впадають в море річок, коли морська вода покривається шаром води прісної. Опір руху корабля в «мертву воду» виникає завдяки внутрішнім хвилям на поверхні розділу між солоною і прісною водою, на освіту яких витрачається значна частина енергії силової установки. Опір це залежить від швидкості руху корабля і може в дев'ять разів перевищувати опір руху в нормальній воді. Крім того, воно зростає з наближенням товщини прісного шару до осадки корабля і зі збільшенням різниці щільності солоної і прісної води.
