Файл: Океанография и морская метеорология учебник..pdf

прилагаются схемы планируемых исследований и орга­ низации экспедиции.

с наставлениями и инструкциями основными руководя­ щими документами для командиров экспедиционных подразделений (отрядов и партий) при выполнении кон­ кретных видов исследований. В техническом задании должна быть четко сформулирована цель планируемых работ, установлены районы и виды работ, их объем, указаны выделяемые силы и средства, личный состав, организация исследований, их последовательность и сроки, программа работ, технические условия их выпол­

нения, сформулированы задачи по исследованию новых методов.

На подготовительном этапе технический проект и технические задания изучаются всеми руководителями экспедиционных подразделений. Личный состав рас­ пределяется по партиям и группам, исходя из на­ правленности исследований. Выверяются и ремонтиру­ ются приборы, инструменты и вспомогательное оборудо­ вание, подбирается бланковый материал и техническая литература. Судно оборудуется для выполнения данно­ го задания, личный состав экспедиции расписывается по каютам и лабораториям. Осуществляется тренировоч­ ный выход в море для отработки организации и связи, испытаний приборов и оборудования.

С завершением подготовительного этапа экспедици­ онное океанографическое судно осуществляет переход в район предстоящих работ, выполняя попутные гидро­ метеорологические исследования.

Экспедиционный состав и экипаж судна объединя­ ются в единый коллектив под общим руководством ко­ мандира отряда. В течение похода судовой распорядок не должен нарушаться ни во время переходов судна, ни во время работ на станциях. Если программа содер­ жит помимо гидрометеорологических исследований дру­ гие виды работ, например, по промеру, геологии моря, геофизике и др., то отряд усиливается соответствующи­ ми партиями или группами.

Для обеспечения гидрометеорологических исследова­ ний по стандартной программе личный состав в общем

37

случае может быть распределен по партиям и группам таким образом:

а) 1-я гидрологическая партия (измерение темпера­ туры, отбор проб для последующих гидрохимических анализов, гидрооптические и другие наблюдения);

б) 2-я гидрологическая партия (наблюдения за вол­ нением и течением);

в) метеоаэрологическая партия (производство ме­ теорологических, аэрологических и актинометрических наблюдений);

г) гидрохимическая группа (определение солености, плотности, содержания растворенного кислорода, водо­ родных ионов и других гидрохимических характери­ стик) ;

д) группа камеральной обработки (при наличии ре­ зерва личного состава).

При работах на разрезах и океанографических стан­ циях длительностью более суток личный состав распре­ деляется по вахтам. При кратковременных походах, когда количество личного состава ограничено, вахты не назначаются. Длительность вахт зависит от наличия лю­ дей. Обычно практикуются 8-, 6- или 4-часовые вахты (последние совпадают с судовыми вахтами). Каждой вахтой руководит начальник вахты, ее состав зависит от программы работ, квалификации наблюдателей и дли­ тельности рейса.

Производство наблюдений на океанографической станции и их обработка. Работы на станции ведутся ,в строго установленном порядке, который зависит от про­ граммы, состава вахты, количества приборов, типа гид­ рологических лебедок и якорного устройства.

За 10—15 мин до прихода в запланированную точку экспедиционный состав по судовой трансляции опове­ щается о начале работ. Наблюдатели 1-й гидрологиче­ ской партии расчехляют гидрологические лебедки, выва­ ливают откидную площадку, выводят за борт концевой груз, осматривают батометры. Как только судно пога­ сит инерцию (если работы выполняются в дрейфе) или станет на якорь, эхолотом измеряется глубина и опре­ деляется место судна. После сообщения с мостика о глубине места и получения команды, разрешающей на­ чать работу, определяют, исходя из глубины места, пре­

3 8

дельную глубину (горизонт) наблюдений. Затем подве­ шивают и опускают за борт все батометры данной се­ рии наблюдений, начиная с нижнего, с таким расчетом, чтобы каждый прибор оказался на стандартном гори­ зонте. Производятся работы с гидрооптическими прибо­ рами по определению цвета, прозрачности и других оптических характеристик морской воды. В это лее вре­ мя с других лебедок личный состав 2-й гидрологической партии опускает приборы для измерения элементов те­ чения и волнения. Параллельно выполняются метеоро­ логические, аэрологические и актинометрические наблю­ дения. Выдержав батометры на заданных горизонтах в течение времени, необходимого для регистрации термо­ метрами температуры окружающей воды, фиксируют отсчеты термометров и закрывают батометры. Серию выбирают на борт, батометры снимают с троса и уста­ навливают в особые стойки. Отсчитывают и записывают измеренные температуры в журнал наблюдений, отби­ рают пробы воды из батометров в склянки для после­

дующих анализов в судовой гидрохимической лабора­ тории.

Сопутствующие грунтовые работы производятся, как правило, до начала или после окончания гидрологиче­ ских наблюдений. Если программой исследований пре­ дусматриваются гидробиологические наблюдения, то сбор планктона выполняется параллельно с гидрологи­ ческими работами, сбор бентоса — после окончания всех работ. Прочие забортные работы должны выполняться таким образом, чтобы избежать перепутывания гидро­ логических тросов с приборами за бортом.

За 10—15 мин до окончания работ на станции на­

чальник вахты докладывает об этом вахтенному офи­ церу.

С подъемом всех приборов повторно измеряют глу­ бину и определяют место судна, после чего дают ход и ложатся на курс к следующей станции [2].

Современные океанографические приборы по своей точности отвечают самым высоким требованиям, кото­ рые могут быть предъявлены к измерению физико-хими­ ческих характеристик вод океана на больших глубинах. Однако какой бы высокой ни была точность приборов, результаты наблюдений, выполненных с их помощью, обесцениваются, если они не будут с достаточной точно-

39

стыо координированы в пространстве (широта, долгота и глубина наблюдений). Поэтому к точности координи­ рования океанографических станций должны быть предъявлены жесткие требования.

Рис. 3. График распределения темпе­ ратуры морской воды по глубине

Если на переходе между станциями забортные рабо­ ты не предусмотрены, то в это время личный состав за­ нимается обработкой материалов наблюдений. При большом объеме забортных работ целесообразно иметь специальную группу обработки.

Обработка результатов наблюдений начинается по возможности сразу же после окончания работ на стан­ ции, с тем чтобы после окончания похода затраты вре­ мени на завершение обработки были наименьшими.

Первичная обработка результатов наблюдений включает:

а) вычисление истинных значений измеренных эле« ментов и истинных глубин погружения приборов}

4 0

б) техническую проверку, т. е. проверку всех вычис­ лений «во вторую руку» наиболее опытными наблюда­ телями;

Рис. 4. График распределения температуры воды на океанографическом разрезе

в) построение графиков распределения измеренных элементов по глубине на каждой океанографической станции (рис. 3) и разрезе в целом (рис. 4), графиков временного хода элементов на многосуточных станциях, а также карт географического распределения элементов по данным океанографических съемок;

г) критический анализ материалов наблюдений и построенных графиков и карт, выполняемый командира­ ми партий в целях:

41

“ выборочного контроля правильности технической проверки;

—оценки качества наблюдений и соответствия их техническому предписанию;

—принятия решения о возможности использования материалов пониженного качества (из-за каких-то при­ чин) ;

—анализа работы приборов для своевременной за­ мены неисправных;

—■накопления данных, необходимых для составле­ ния научно-технических и других отчетов о выполнен­ ных работах.

После критического анализа все первично обрабо­ танные материалы подлежат приемке командиром от­ ряда. Завершающий этап первичной обработки — со­ ставление на бланках установленной формы сводных таблиц результатов наблюдений, которые в качестве главного приложения включаются в научно-технические отчеты.

Полученные в процессе исследований данные о фак­ тической гидрометеорологической обстановке в районе плавания регулярно в установленные сроки передаются в базу для использования службой прогнозов.

По завершении похода должны быть представлены обобщенные предварительные сведения о выполненных исследованиях, в которых особое внимание уделяется выявленным расхождениям полученных результатов с данными, указанными в действующих пособиях для пла­ вания.

Завершающей частью исследований являются науч­ но-технические отчеты, которые представляют собой окончательное техническое заключение по выполненным работам и содержат полученные научные и практиче­ ские результаты. Поэтому составление отчетов пору­ чается ответственным и высококвалифицированным спе­ циалистам. Отчеты должны содержать все данные на­ блюдений и измерений, камеральной обработки, анализ этих данных, оценку их точности, описание методов ра­ боты, сведения по организации и обобщающие выводы по исследованиям. Материалами для составления науч­ но-технических отчетов служат обработанные данные наблюдений с добавлением сведений, которые могут

42

быть полезными при их использовании. Чтобы отчет по­ лучился содержательным, был своевременно составлен и хорошо отредактирован, материалы к нему необходи­ мо подбирать в течение всего экспедиционного периода. Отчет следует писать в живой повествовательной форме, иллюстрируя схемами, картами, графиками, фотосним­ ками и зарисовками.

§6. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТАХ

ВОКЕАНАХ И МОРЯХ

Производство любого вида наблюдений в открытом океане имеет существенную особенность — необходимо иметь дорогостоящее исследовательское судно в каче­

В течение последних 100 лет изучение глубин океана вы­ полнялось главным образом с поверхности океана: либо с помощью приборов, опускаемых с борта судна на раз­ личные глубины, либо путем отбора проб воды с этих

глубин для последующих анализов в судовых лабора­ ториях.

мощью автономных (буйковых) станций, когда автома­ тические или телеметрические приборы подвешиваются к бую, дрейфующему или стоящему на якоре, а изме­ ренные величины либо регистрируются в самих прибо­ рах, либо автоматически передаются по радио. В арк­ тических районах широко используется лед в качестве дрейфующей платформы для размещения стационарных пунктов и дрейфующих автоматических радиометеоро­ логических станций (ДАРМС).

Взаимосвязь и взаимообусловленность процессов и явлений, протекающих в океане и атмосфере, потребо­ вали не только синхронно выполнять измерения обшир­ ного комплекса параметров морской воды и атмосферы, но и оперативно обрабатывать и согласовывать полу­ ченные результаты, а также управлять самим процес­ сом измерений. Отдельные приборы не способны решить эту задачу в полном объеме, поэтому новым шагом в

43

технике гидрометеорологических измерений становятся интегральные информационные измерительные системы, включающие как судовые и автономные комплексы, так и средства сбора, обработки и передачи информации. Эти системы используют специализированные и универ­ сальные ЭВМ.

Явления и процессы, протекающие на больших глу­ бинах океана, до последнего времени плохо поддава­ лись непосредственному изучению человеком, океан был, по существу, как бы «внутренним космосом» нашей пла­ неты. Развитие подводного фотографирования и телеви­ дения несколько расширили возможности видеть про­ исходящее в глубинах океана, не опускаясь в воду. По­ явление атомных подводных лодок и других новых средств вооруженной борьбы на море дало новый тол­ чок к исследованиям в области океанографии. Дальней­ шее изучение и освоение Мирового океана настоятельно потребовало перейти от изучения океана с поверхности к непосредственным погружениям человека на любые интересующие науку глубины. Вот почему XX столетие не только век космонавтики, но и век аквинавтики, век проникновения в глубь океана самого человека. Реше­ ние этой задачи возможно лишь с помощью подводной техники: аквалангов, мягких и жестких скафандров, аппаратов, подвешенных к судну, подводных домов-ла­ бораторий, буксируемых аппаратов — подводных плане­ ров, подводных лодок и подводных аппаратов малых, средних и предельных глубин.

Однако необходимо оговориться, что полученные с помощью новых средств данные не внесли еще сущест­ венных изменений в накопленные человечеством знания об океане, и приборный метод продолжает пока оста­ ваться основным средством исследования океана. Этот метод предъявляет определенные требования не только к самим приборам, но и к исследовательскому судну, его специальному оборудованию — лебедкам, якорным устройствам, гидрографическо-штурманскому вооруже­ нию, лабораториям и т. д.

Океанографические исследовательские суда. Такти­ ко-технические характеристики любого, в том числе и исследовательского, судна зависят в основном от стоя­ щих перед ним задач и предполагаемого района плава­ ния. Так как задачи и условия проведения исследований

44

в океанах и морях весьма разнообразны, то создать единый тип исследовательского судна практически очень трудно, хотя требования к такому судну могут быть сформулированы. Идеальное исследовательское судно в общих чертах должно иметь:

—неограниченную мореходность;

—хорошую маневренность, обеспечиваемую нали­

чием винтов регулируемого шага и подруливающих устройств (активных рулей, носовых и поперечных вин­ тов и т. п.);

— возможность производить работы в дрейфе, удер­ живаясь на месте против ветра и течения; желательно

—большую автономность и дальность плавания;

—современное гидрографическо-штурманское во­ оружение;

—низкую свободную палубу для установки лебедок

идополнительного оборудования;

—достаточную мощность приводов для лебедок;

—просторные помещения для лабораторий в наи­

более спокойной части судна;

— хорошие бытовые условия для команды и экспе­ диционного состава в любых климатических зонах;

—невысокую стоимость постройки и экономичность

вэксплуатации.

Очевидно, что выполнение этих требований доста­ точно сложно, поэтому в практике мирового судострое­ ния последних лет можно отметить появление и доволь­ но крупных, и небольших исследовательских судов.

Общепринятой классификации исследовательских судов не существует. В зависимости от целенаправлен­ ности и объема исследований, выполняемых данным исследовательским судном, выделяют универсальные, океанографические, гидрографические, метеорологиче­ ские (суда погоды), научно-промысловые, рыболовные исследовательские суда, а также суда для других узко­ специализированных исследований. Все эти суда услов­ но могут быть разделены на четыре группы.

1. Крупные (более 4000 т водоизмещения) исследо­ вательские суда (рис. 5) с обширными комплексными

45