Файл: Егоров Н.И. Физическая океанография.pdf

при суммировании ежечасные ординаты от 0 до 6 часов и от 18 до 24 часов с их знаками, а от 6 до 18 часов — с обратными. Пере­ мена знака ординат в интервале от 6 до 18 часов равноценна за­ мене в этом интервале кривых 1 и 2 кривыми Г и 2', показан­ ными на рис. 8.12. На рисунке видно, что при выбранном способе

Рис. 8.12. К вычислению гармонических постоянных прилива штурманским методом.

суммирования сумма ординат кривой 2' за полный период от 0 до

23

23 часов даст пуль, т. е. 2] Yi sin 15*= 0. Следовательно,

г=о

E h — 2]Xi cos 15*+ 2] Yi sin 15*= 2] Xi cos 15*.

Интересующая нас величина Xi определится из соотношения

23

E h

Если теперь при суммировании брать ординаты /г с обратным з-наком в интервалах от 0 до 12 часов, то исключится волна 1 и мо­ жет быть найдена амплитуда У\ волны 2.

Аналогично поступают и в том случае, когда суммарная орди­ ната (высота прилива h) определяется суммой не двух, а четырех слагаемых волн. Определив значения Х2, Y2, Хги Y\ по формулам (8.33) и (8.30), находим гармонические постоянные волн S2 и Kt- Гармонические постоянные волн М2 и Oi находятся по форму­ лам (8.24), в которых предварительно задаются отношениями

327

ответствующим величинам для ближайшего пункта, где известны гармонические постоянные, найденные методом гармонического анализа.

В отсутствие ближайшего пункта с известными гармоническими постоянными штурманский метод может быть использован и при суточных сериях наблюдений, выполненных в условиях сизигий, позволяющих определить гармонические постоянные полусуточных волн и при больших склонениях Луны, обеспечивающих вычисле­ ние гармонических постоянных суточных волн. При двухсуточных сериях наблюдений должны соблюдаться условия для выбора ин­ тервалов времени между первой и второй сериями наблюдений.

Если приливы имеют полусуточный характер, интервал между

лиза, применяется не только для обработки наблюдений над уров­ нем, но и для обработки наблюдений над приливными течениями. Однако, как известно, наблюдения над течениями значительно сложнее наблюдений над уровнем. Наблюдения над течениями 15или 30-суточной серии, необходимые для применения метода гар­ монического анализа, не только требуют больших затрат времени, но и связаны с большими техническими трудностями. Поэтому при обработке наблюдений над приливными течениями широко ис­ пользуется штурманский метод вычисления гармонических посто­ янных, требующий только 1- или 2-суточных серий наблюдений.

При вычислении гармонических постоянных приливных колеба­ ний уровня, напротив, чаще пользуются методом гармонического анализа, так как провести 15или 30-суточные наблюдения над уровнем у берега не представляет больших трудностей. Лишь в тех случаях, когда невозможно у берега осуществить наблюдения 15или 30-суточной сериями наблюдений, а также при изучении коле­ баний уровня вдали от берега, применяют штурманский метод для вычисления гармонических постоянных приливных колебаний уровня.

328

Формула (8.31) используется также и для решения третьей за­ дачи штурманского метода: предвычисления времен и высот пол­ ных и малых вод.

Для этого положим в формуле (8.31) д2 = 30°/час и дч = 15°час. Тогда

h = Z0 + R2 cos (30/ — г2) +Ri cos (15/ — rt).

Эта формула определяет высоту прилива относительно приня­ того нуля глубин. Высота же прилива относительно среднего уровня моря Z0 будет

hc= /?2 cos (30/ — r2) + Ri cos (15/ — r4).

Преобразуем это выражение, вынеся за скобки R2, 30 и 15. Полу­ чим

Так как нас интересуют только полные /гпв и малые /гмв воды,

необходимо знать максимальные (по абсолютной величине) значе­ ния выражения, стоящего в квадратных скобках в формуле (8.36). Обозначим эти максимальные значения через L, т. е. запишем

При заданных величинах / и / значения (по абсолютной ве­ личине) L будут зависеть только от величины /. Поэтому заранее можно рассчитать по формуле (8.37) для различных значений / и i величины I и соответствующие им значения ±Ь. Такие таблицы составлены и приводятся в «Таблицах приливов», где даются гар­ монические постоянные прилива, а также в руководствах по обра­ ботке приливов. С использованием этих таблиц предвычисление времен и высот полных и малых вод сводится к следующему. На­ ходим по вычисленным значениям Ri, R>, п и г2 вспомогательные величины / и /, по которым входим в таблицы и выбираем значе­ ния / и ±L . Если прилив полусуточный, то в таблице будет четыре пары значений / и ±L, если прилив суточный, то две пары. Число значений непосредственно определяется величинами / и /. Вели­ чины I характеризуют моменты полных и малых вод в условных единицах времени, а величины ± Ь — условные высоты полных и малых вод. Положительные значения L соответствуют полным во­ дам, а отрицательные — малым.

329

Для перехода от условных моментов и высот к истинным вос­ пользуемся формулами (8.35) и (8.36), из которых следует, что время полной и малой воды равно

МВ

а высоты полной и малой воды соответственно: hnB=R2( + L),

Hmb—Ri (—L).

Высота полной воды относительно принятого нуля глубин бу-

дет

Для расчета времен и высот полных и малых вод разработаны специальные бланки, приводимые в соответствующих руководствах и таблицах приливов.

Метод сравнения. Наиболее простым методом предвычисления приливов является метод сравнения. Однако он обеспечивает не­ обходимую для практики точность предвычисления только в слу­ чае правильных полусуточных или суточных приливов.

Применение этого метода для смешанных приливов может при­ вести к ошибкам по высоте и по времени прилива в несколько де­ сятков процентов.

Сущность метода заключается в сравнении одновременных на­ блюдений над колебаниями уровня в двух пунктах, один из кото­ рых называют о с но в ным, а второй д о п о л н и т е л ь н ы м .

В качестве основного пункта выбирается такой, в котором ве­ дутся систематические наблюдения над колебаниями уровня и для которого выведены гармонические постоянные, обеспечивающие предвычисление приливов методом гармонического анализа.

Основных пунктов (портов) для моря может быть несколько. Для каждого из них предвычисляются на каждый год моменты и высоты полных и малых вод, составляются и издаются «Таблицы приливов», содержащие указанные данные.

Для дополнительных пунктов, по одновременным с основным пунктом наблюдениями »ад колебаниями уровня, рассчитываются поправки времен полных и малых вод и коэффициент прилива. Под коэффициентом прилива понимается отношение величин при­ лива в дополнительном и основном пунктах. При определении этих величин для дополнительного пункта за основной пункт принима­ ется такой, в котором характер приливов аналогичен характеру прилива в дополнительном. Для получения поправок времен и ко­ эффициента прилива желательно иметь продолжительность одно­ временных наблюдений не менее 15 суток. При этом достаточно

330