Линейная алгебра

Высоту волны определяют по последовательным отметкам гребня и подошвы на борту судна путем сравнения с известными масштабами борта, надстроек, мачты. Для наблюдений выбирают 3-5 наибольших волн и отмечают высоту самой большой из них.

Наблюдения за волнением

Наблюдения за волнением производятся как на гидрометеорологических станциях и постах, так и на судах в открытом море.

В навигации для правильного учета влияния волнения на мореплавание важно уметь быстро определять элементы и другие характеристики волн, знать зависимость между ними и ветром, ориентироваться в условиях состояния ветрового волнения на пути следования судна. Это позволяет судоводителю выбрать оптимальный курс и скорость судна, уменьшить потерю скорости, заливаемость палуб, чрезмерную качку, обезопасить судно и грузы от опасного воздействия на них волн.

Существуют визуальные и инструментальные наблюдения за волнением.

Визуальные наблюдения состоят в визуальной оценке параметров волнения по существующим девятибальным шкалам (от 0 до 9), шкале состояния поверхности моря и шкале степени волнения, а также в определении типа и формы волнения и направления распространения волн.

Шкала состояния поверхности моря разработана для оценки силы ветра по видимому состоянию поверхности моря (рябь, гребни, небольшие волны, «барашки» и т.д.), при ветрах различной силы независимо от высоты волн.

Балл степени волнения определяют в зависимости от высоты волн и обозначают римскими цифрами (табл.1).

Таблица 1 Шкала степени волнения

Высота волн, м	Степень волнения, балл	Словесная характеристика волнения
от	до
-	-	I	Отсутствует
	0,25	II	Слабое
0,25	0,75	II	Умеренное
0,75	1,25	III	Значительное
1,25	2,0	IV	Значительное
2,0	3,5	V	Сильное
3,5	6,0	VI	Сильное
6,0	8,5	VII	Сильное
8,5	11,0	VIII	Очень сильное
11,0	> 11	IX	Исключительное

Результаты определения типа и формы волнения записывают в журнале наблюдений следующими обозначениями:

- ветровое волнение - «вв»,

- зыбь -«з»,

- мертвая зыбь - «мз»

- правильное волнение «пв»,

- неправильное волнение «нв»,

- толчея - «т».

Направление распространения волн определяют по восьми румбам:

N, NO, O^st, SO, SW, W, NW откуда идут волны.

Направление распространения волнения определяется путем непосредственного пеленгования по судовому компасу. Отсчет исправляют поправкой компаса и относят к одному ближайшему румбу.

Длину волны определяют измерением расстояния вдоль борта между соседними гребнями. Если длина волны больше длины корпуса судна, с кормы выпускают на лине буек на такое расстояние, чтобы он находился на гребне волны, когда второй гребень проходит под наблюдателем. Длина вытянутого втугую линя дает длину волны. Если волна движется под углом q_в к диаметральной плоскости судна то результат измерений умножают на cosq_в.

λ = ι cosq_в.

Период волн определяют двумя способами.

1. Наблюдатель устанавливает визир пеленгатора перпендикулярно направлению распространения волн (параллельно гребням волн). Выбрав наиболее крупную волну, наблюдатель определяет по секундомеру промежуток времени (с точностью до десятой доли секунды), за который через визир пеленгатора проходят два последующих гребня. Этот промежуток будет кажущимся периодом волны, если судно на ходу, и истинным, если судно стоит на якоре или находится в дрейфе. Необходимо определить не менее 5 периодов и вывести средний период наиболее крупных волн.

Для получения истинного периода волны τ на ходу судна необходимо учитывать скорость судна и курсовой угол по формуле

,

где τ_к – кажущийся период волны,

V_c - скорость судна, м/с,

q_в - курсовой угол волнения.

2. Выбросить за борт какой либо плавающий предмет и определить по секундомеру промежуток времени между нахождениями этого поплавка на двух соседних гребнях. При этом способе получаются значения истинного периода волны независимо от того, стоит судно или движется.

Скорость распространения волн определяют следующим образом.

Если судно на якоре, необходимо заметить время прохождения одного и того же гребня волны между двумя точками борта судна, расстояние между которыми известно.

,

Если судно на ходу, то

V_c,

При курсе судна не параллельном распространению волн

V_c) cos q_в

Наблюдения над волнением с помощью РЛС. С помощью РЛС можно определить характер и силу волнения, а также длину, период и скорость волн. Изображения эхо-сигналов от волнения имеют вид мерцающих точек вблизи центра экрана. При этом при волнении 5-6 баллов радиус зоны эхо-сигналов не превышает 2 миль, а при сильном волнении может достигать 3-4 миль.

Ряды валов зыби дают очень четкие эхо-сигналы, которые позволяют уловить общее направление распространения зыби.

В океанах наблюдаемые максимальные высоты волн значительно больше, чем в морях. При сильном ветре в океанах высота волн часто достигает 7-8 м, а при штормовом ветре – 20-25 м. В Азовском и Балтийском морях высота волн достигает 3-5 м, а в Черном, Японском, Восточно-Китайском и Охотском морях – 6-8 м.

Особенностью волнения в мелководных морях, например в Азовском,является то, что волны быстро (менее чем через 1ч) достигают максимальных

размеров, значительной крутизны и быстро затухают с прекращением ветра.

Навигационные пособия по волнению моря. Сведения о повторяемости волнения приводятся в лоциях, атласах и справочниках.

В лоциях дается иногда только краткая, иногда весьма подробная (с картами, схемами, таблицами) словесная характеристика волнения, дающая представление о величине и характере волнения по сезонам года и в отдельных районах моря.

Атласы физико-геграфических данных. Они состоят из набора различных карт, характеризующих волнение того или иного бассейна по месяцам и сезонам года. На этих картах «розами» по восьми румбам показаны повторяемость волнения и зыби по направлению и силе в отдельных квадратах океана. Длина лучей в масштабе определяет процент повторяемости направления волнения, а цифры в кружках – процент отсутствия волнения. В нижнем углу квадрата – число наблюдений в данном квадрате.

Справочники и таблицы по волнениям. Наибольший интерес представляет издание Регистра СССР «Справочные данные по режиму ветров и волнения на морях, омывающих берега СССР», изд. 1962г В пособии имеются таблицы повторяемости ветров и волнения, таблица зависимости элементов волны от скорости ветра продолжительности и длины разгона ветра, а также даны значения наибольших высот, длин и периодов волн. С помощью этой таблицы для районов открытого моря по скорости ветра (в м/с) и длине разгона (в км.) можно определять их высоту, период и продолжительность роста.

Указанные пособия позволяют мореплавателю правильно оценить условия плавания и выбрать наиболее выгодные и безопасные навигационные пути с учетом ветра и волнения.

Контрольные вопросы

1. Какими элементами характеризуются волны?

2. Какие основные факторы влияют на изменение элементов волн в

открытом море?

3. Каковы особенности ветрового волнения в прибрежной зоне?

Конспект лекций по дисциплине для направления

Дата добавления: 2014-01-11