Файл: Океанография и морская метеорология учебник..pdf

где / / и g — гармонические постоянные;

В, Ь — астрономические характеристики, опреде­ ляемые по году и дате;

С— коэффициент, зависящий от горизонталь­ ного параллакса Луны;

с — угол, зависящий от момента кульминации Луны на меридиане Гринвича;

t — время;

q — угловые скорости отдельных волн;

Z 0 — высота среднего уровня над нулем глубин; ht — высота уровня на время t.

Каждая составляющая волна имеет строго опреде­ ленные амплитуду и начальную фазу, значения которых определяются только астрономическими и местными условиями, а также постоянную угловую скорость. Это дает возможность считать их гармониками, а высоту уровня на момент t определять суммой четырех ординат. На следующем этапе вычислений объединяются попарно полусуточные волны М2 и S2 и суточные К\ и Öj, полу­ чая вместо четырех волн всего две. Тогда формула для высоты прилива примет вид

ht = Z 0 + F2cos {q2t — / 2) -f Fxcos (qxt —f x), (5.69)

где F2 и Fx— амплитуды суммарных волн, причем

/ 2 и /j — начальные фазы этих волн

Коэффициент Е и поправка углов е представляют со­ бой вспомогательные величины, которые выбираются из специально составленных таблиц по новым аргументам, рассчитываемым по формулам:

— для полусуточной волны

° 2 ~ '"(¥Н)™' ’ d2 = (b+'c + g)Mt — (b + g)sj (5.72)

—для суточной волны

—(ВСН)о

~ ~ВСН)К[ ’ di = (b + c + g)0l — (bJr g )Ki- (5 -73)

2 4 6

После этого получились всего две волны, имеющие соизмеримые периоды, что позволяет объединить их в единую волну, ординаты которой и будут соответство­ вать высотам уровня в момент t:

Для объединения двух волн с соизмеримыми перио­ дами используются специально рассчитанные таблицы коэффициентов и поправок времен только для полных и малых вод, которые могут иметь место при вычислен­ ных для данного места и времени /. Тогда моменты и вы­ соты полных и малых вод относительно среднего уровня моря вычисляются как

Практически все расчеты по штурманскому методу выполняются по специальным формам, разработанным применительно к расчету ежечасных уровней и предвычислению времен и высот полных и малых вод. Для вы­ полнения расчетов по этим формам необходимо иметь:

—каталог гармонических постоянных;

—Морской астрономический ежегодник;

—вспомогательные таблицы, помещенные в специ­ альных пособиях (ПГС-35, Н. Н. Зубов. Океанологиче­ ские таблицы и др.).

Советские таблицы приливов. Таблицы приливое предназначены для определения высоты уровня над нулем глубин во многих пунктах Мирового океана. Необходимость такого определения диктуется тем об­

стоятельством, что глубины, показываемые на мор­ ских навигационных картах, не соответствуют фактиче­ ским глубинам в каждый момент времени. Таблицы при­ ливов рассчитываются методом гармонического анализа приливов с учетом влияния 93 волн-гармоник, это обес­ печивает большую точность предвычислений.

247

Таблицы приливов издаются в двух вариантах: еже­ годного пользования, которые действительны только на текущий год, и постоянного действия. На кораблях и су­ дах ВМФ используются главным образом ежегодные

таблицы приливов.

Для удобства пользования таблицы приливов изда­ ются в четырех томах: том I — Воды европейской части

СССР, том II — Воды азиатской части СССР, том III — Зарубежные воды, Атлантический, Индийский и Сев. Ле­ довитый океаны, том IV — Моря Тихого океана. Каждый том состоит из двух частей: часть 1 -я содержит характе­ ристики приливов и предвычисленные моменты и высоты полных и малых вод в основных пунктах, а часть 2 -я — поправки времен и высот для дополнительных пунктов,

Время наступления полных и малых вод в части 1-й

тыми долями как превышение уровня над нулем глубин. Поэтому фактическая глубина моря всегда будет равна глубине, снятой с карты, плюс высота, рассчитанная по таблицам приливов.

Таблицы приливов позволяют решать следующие типы задач.

1. Определение основных характеристик приливов в данном пункте. Эти данные помещены в части 1-й каж­ дого тома для основных пунктов и содержат: характер периодичности, значение возраста прилива и средние значения величины приливов.

2. Установление времен и высот полных и малых вод. Эта задача для основных пунктов решается про­ стой выборкой. Для дополнительных же пунктов одно­ образного решения не имеется, так как в одном случае в таблицах приведены поправки времен и высот для до­ полнительного пункта, в другом дано соответствие вы­ сот, в третьем поправки даются при определенном вре­ мени наступления полной или малой воды в основном пункте. Наиболее правильным решением является расчет через коэффициент прилива, значения которого приво­ дятся в части 2-й таблиц. В этом случае решение произ­ водится следующим способом:

—выбираются Zo для основного и дополнительного пунктов;

—выбирается значение коэффициента прилива k\

—определяется высота уровня в дополнительном пункте по формуле

k — коэффициент прилива.

Величины без штрихов относятся к основному порту, а со штрихами — к дополнительному пункту.

Если для данного дополнительного пункта приведены поправки времен и высот полных и малых вод в сизигию и квадратуру, то этими поправками можно исправлять высоты основного порта непосредственно, интерполируя на промежуточные дни, когда это необходимо.

3. Определение дат сизигийных, квадратурных, тро­ пических и равноденственных приливов. Эта задача ре­ шается с использованием астрономических данных о фа­ зах Луны, выбираемых из Морского астрономического ежегодника. Аналогичные данные всегда приводятся и в самих таблицах приливов. Прибавляя возраст прилива к датам астрономических сизигий (новолуние и полно­ луние) или квадратур (первая и последняя четверти), получаем дни с сизигийными и квадратурными прили­ вами. Как показывают наблюдения, сизигийные и ква­ дратурные приливы продолжаются несколько суток под­ ряд. Для большинства пунктов Мирового океана воз­ раст прилива колеблется в пределах от 1,5 до 2,5 суток. Учитывая эти два обстоятельства, можно утверждать, что сизигийные и квадратурные приливы наблюдаются в течение 4 суток после астрономической сизигии и квадратуры.

Эту же задачу можно решить и при отсутствии астро­ номических данных о фазах Луны. Для этого, просмат­ ривая в данном месяце высоты полных и малых вод, нужно установить даты, когда величина прилива (т. е. разность между высотами полной и малой вод) будет иметь максимум, это и будет соответствовать сизигий­ ному приливу, а минимум — квадратурному приливу.

249