Приливы и отливы – характеристика, виды

Приливы и отливы — периодические колебания водных масс под влиянием Луны и Солнца. Приливообразующая сила Луны в 2,17 раза больше приливообразующей силы Солнца.

Сизигийные приливы — колебания уровня моря в дни астрономических сизигий, когда Солнце, Луна и Земля находятся в одной плоскости, перпендикулярной земной орбите, т. е. в дни новолуния и полнолуния.

Квадратурные приливы — колебания уровня моря, наблюдаемые, когда Солнце и Луна располагаются по отношению к Земле в плоскостях взаимноперпендикулярных, т. е. когда Луна находится в первой и последней четверти.

Экваториальные или равноденственные приливы — колебания уровня моря, наблюдаемые в дни, когда склонение Луны близко к 0° (Луна находится вблизи экватора).

Тропические приливы — колебания уровня моря, наблюдаемые в дни, когда у Луны наибольшее северное или южное склонение (находится вблизи тропиков).

Возраст прилива — промежуток запаздывания наибольших приливов по отношению к астрономической сизигии; выражаемый в сутках и их долях.

Лунный промежуток — период времени между моментом верхней (или нижней) кульминации Луны на данном меридиане и наступлением ближайшей полной воды. Лунный промежуток выражается в часах и минутах.

Прикладной час порта — средний из лунных промежутков в дни сизигий при прохождении Луны и Солнца в плоскости экватора на среднем расстоянии от Земли. Прикладной час указывается на картах и в навигационных пособиях и представляет собой среднее значение лунного промежутка (для данного пункта), около которого при всех других взаимных положениях Луны, Солнца и Земли изменяются лунные промежутки.

Средние высоты приливов

Предвычисление приливо-отливных явлений

Возможность предвычислять время наступления и высоты полных и малых вод в отдельных пунктах побережья Мирового океана дают Таблицы приливов.

РОССИЙСКИЕ ТАБЛИЦЫ ПРИЛИВОВ

Таблицы издаются ежегодно в четырёх томах (Том 1. Воды Европейской части России. Том 2. Воды Азиатской части России. Том 3 и том 4. Зарубежные воды). Все тома состоят из двух основных частей. Тома 1 и 4 содержат дополнительно часть 3.

Часть 1 таблиц приливов содержит сведения о времени наступления и высотах полных и малых вод в сравнительно ограниченном числе основных приливных пунктов.

Часть 2 таблиц приливов содержит таблицу поправок времени и поправок высот для большого числа дополнительных пунктов. Эти поправки позволяют предвычислять время и высоты полных и малых вод в дополнительных пунктах в зависимости от приливов в основных пунктах. Предвычисление элементов приливов в дополнительных пунктах с помощью поправок даёт удовлетворительные результаты только при правильных полусуточных и суточных приливах. Для пунктов со смешанными приливами, особенно с неправильными суточными, время и высоты полных и малых вод получаются приближёнными. Высоты уровня моря в промежуточное между полными и малыми водами время как в основных, так и в дополнительных пунктах можно получить с помощью вспомогательных таблиц.

Часть 3 в томе 1 — Приливные течения. Часть 3 в томе 4 — Течения.

Влияние гидрометеорологических условий на приливы

Предвычисленные с соблюдением всех правил элементы приливов иногда не совпадают с фактическими. Чаще всего это объясняется влиянием гидрометеорологических условий, которые при предвычислении приливов не могут быть учтены.

Наибольшие расхождения между предвычисленными и фактическими уровнями наблюдаются в мелководных районах при сильных продолжительных сгонно-нагонных ветрах: уровень обычно повышается в направлении действия ветра и понижается в противоположном направлении.

Определённое воздействие на уровень оказывает и изменение атмосферного давления. С уменьшением атмосферного давления уровень воды повышается, с увеличением понижается. При этом изменению атмосферного давления на 1 гПа в среднем соответствует изменение уровня моря на 1 см. Поправки высот уровня моря за атмосферное давление даны во вспомогательной таблице 4.

Существенные отклонения уровня от предвычисленного отмечаются также в устьях рек во время паводков.

В качестве примера больших колебаний уровня, обусловленных гидрометеорологическими причинами, может служить Северное море. Особенно существенны эти колеба- ния в устье реки Темза и в южной части Северного моря, где возможны различия между предвычисленными и фактическими высотами уровня от ±0,5 до ±1,0 м.

Определение времени и высот полных и малых вод в основных пунктах. Эти сведения получают непосредственно из таблиц приливов в основных пунктах (часть I). В предвычислениях для основных пунктов сезонные колебания среднего уровня учтены, поэтому при определении высоты не следует учитывать поправку среднего уровня моря за сезонные колебания.

Поправки для учёта сезонных изменений среднего уровня моря в дополнительных пунктах помещены во вспомогательной таблице 3.

Время, используемое в таблицах приливов

В таблицах приливов используется поясное время или время определённого меридиана. Для каждого пункта в таблицах указано, по какому времени даются для основных пунктов или получаются для дополнительных пунктов моменты полных и малых вод. Летнее время при предвычислении не учтено.

Высоты приливных уровней и нуль глубин

Высоты полных и малых вод в таблицах приливов даны в метрах над нулём глубин. Нулём глубин называется условная поверхность, от которой даются отметки глубин на морских навигационных картах. Действительная глубина в любой точке может быть определена путём алгебраического суммирования глубины Hк, указанной на карте, с высотой h мгновенного приливного уровня моря, определённого по таблицам приливов (рис. 2.6).

В большинстве случаев в качестве нулей глубин выбираются наинизшие уровни, но возможны случаи, когда действительная глубина окажется меньше отметки, показанной на карте. В таблицах приливов на эти дни даются отрицательные высоты малых вод, которые и надо вычитать из отметок глубин на карте.

В таблицах приливов и на российских морских картах на иностранные воды сохраняются те же нули глубин, какие приняты на соответствующих иностранных картах. Вследствие этого таблицы приливов могут быть использованы при работе с любыми иностранными картами.

Большая из двух полных вод за сутки называется «высокая полная вода» (ВПВ), меньшая из двух полных вод — «низкая полная вода» (НПВ); большая из двух малых вод за сутки — «высокая малая вода» (ВМВ), меньшая из двух малых вод — «низкая малая вода» (НМВ).

В соответствии с этим применяются следующие обозначения высот, амплитуд и величин приливов:

• h_впв — высота высокой полной воды,
• h_нпв — высота низкой полной воды,
• h_вмв — высота высокой малой воды,
• h_нмв — высота низкой малой воды,
• Z₀ — высота среднего уровня моря над нулём глубин,
• А = h_впв – Z₀ — большая амплитуда* прилива за сутки,
• а = h_нпв – Z₀ — малая амплитуда* прилива за сутки,
• B = h_впв – h_нмв — большая величина** прилива за сутки,
• в = h_нпв – h_вмв — малая величина** прилива за сутки.

*Амплитуда прилива — разность между высотами полной воды и среднего уровня моря или между высотами среднего уровня моря и малой воды.

** Величина прилива — разность между высотами полной и следующей за ней малой воды.

Определение времени и высот полных и малых вод в дополнительных пунктах. Для предвычисления времени полных и малых вод в дополнительных пунктах в таблице части II даны поправки времени. В случае правильных приливов поправки даны для средней полной и средней малой вод (ср. ПВ и ср. MB), в случае неправильных приливов поправки приведены или для средней высокой полной и средней низкой малой вод (ВПВ и НМВ), или для средней полной и средней низкой малой вод (ср. ПВ и НМВ), или для средней высокой полной и средней малой вод (ВПВ и ср. MB) в зависимости от существования неравенства в полных и малых водах, или только в малых, или только в полных водах.

Поправками времени для высокой полной воды (ВПВ) и низкой малой воды (НМВ) можно пользоваться соответственно и для определения моментов низкой полной воды (НПВ) и высокой малой воды (ВМВ), но результаты получаются приближёнными.

Для некоторых районов побережья Европы даны наибольшие и наименьшие поправки времени; при этом в заголовке граф указаны моменты полных и малых вод в основном пункте, которым эти поправки соответствуют. Предвычисления для времени, отличающегося от указанных моментов, получаются в результате интерполяции.

Для предвычисления времени полных и малых вод в дополнительном пункте на конкретную дату поправки следует придать со своим знаком ко времени полных и малых вод соответствующего основного пункта на эту же дату. Моменты полных и малых вод в дополнительном пункте получаются по времени того пояса или меридиана, который указан для этого дополнительного пункта. Если основной и дополнительный пункты находятся в разных часовых поясах, никаких дополнительных поправок вводить не следует, так как в самих поправках времени уже учтена разница времени этих поясов. Многоточие (…) в колонках «Поправки времени» означает отсутствие сведений о соответствующих поправках времени.

Прочерки (—) в строке основного пункта означают, что поправки времени для дополнительных пунктов вводятся ко времени любой полной или малой воды в основном пункте.

Для предвычисления высот прилива в дополнительных пунктах в таблице части II даны поправки высот. Для пунктов, где преобладают правильные полусуточные приливы, даны поправки высот для средних сизигийных и квадратурных полных и малых вод (сз. ПВ, кв. ПВ, кв. MB, сз. MB); для пунктов с суточными и смешанными приливами даны поправки высот для средних высоких и низких полных и малых вод (ВПВ, НПВ, ВМВ, НМВ). Для вычисления высоты прилива в дополнительном пункте на конкретную дату поправки придаются со своим знаком к высотам полных и малых вод основного пункта на эту дату. Высоты прилива в основном пункте на конкретную дату, как правило, отличаются от средних высот, указанных для этого пункта в части II. Поэтому поправки следует интерполировать (или экстраполировать) между этими средними высотами и высотой воды в основном пункте на конкретную дату. Знак Д в колонках высот и поправок высот таблицы части II означает, что приливы в таком пункте в основном суточные. Многоточие (…) в колонках «Поправки высот» означает отсутствие сведений о соответствующих поправках высот.

При предвычислении высот прилива в дополнительных пунктах следует учитывать поправку среднего уровня моря за сезонные колебания (из вспомогательной таблицы 3).

При пользовании таблицей части II следует обязательно обращать внимание на буквы и знаки в колонке «Примечания» и объяснения к ним внизу страницы и в разделе «Примечания».

Практически наиболее важны: h_впв, h_нмв, В и Z₀.

Высоты полных и малых вод и величины приливов в дни сизигий, квадратур, наибольших склонений Луны и т. п. обозначаются соответствующими буквенными сокращениями впереди основного обозначения, например:

где сз. — сизигийный прилив, кв. — квадратурный прилив, тр. — тропический прилив (при наибольшем склонении Луны).

Для характеристики приливов по времени применяются следующие понятия:

• t_пв—время (момент) полной воды,
• t_мв — время (момент) малой воды,
• Т_р — время роста — интервал времени, в продолжение которого происходит подъем уровня от малой воды до полной; вычисляется по формуле

Т_п — время падения — интервал времени, в продолжение которого происходит падение уровня от полной воды до малой; вычисляется по формуле

Т_ст — продолжительность стояния уровня — интервал времени, в продолжение которого уровень, дойдя до определённой высоты, остаётся неизменным. Продолжительность стояния уровня может быть определена только путём предвычисления ежечасных высот приливных уровней.

Суточные неравенства приливов

Высоты двух полных, а также двух малых вод, наблюдаемых в один и тот же день, бывают неравными. Разность высот двух последовательных полных или малых вод называется суточным неравенством в высоте. Эти неравенства вызываются изменением приливообразующих сил в связи с изменениями в склонениях Луны и Солнца. Для различных пунктов суточные неравенства имеют различные величины — от малозаметного различия в высотах смежных полных или малых вод до полного исчезновения одной полной и одной малой воды.

Полумесячные неравенства приливов

Величины приливов в течение месяца постепенно меняются: два раза в месяц наблюдаются приливы с большими величинами и два раза с малыми. Эти изменения называются полумесячными неравенствами в высотах или величинах приливов. Полумесячные неравенства приливов зависят от фазы Луны и склонений Луны и Солнца.

АДМИРАЛТЕЙСКИЕ ТАБЛИЦЫ ПРИЛИВОВ

(ATT — Admiralty Tide Tables) издаются ежегодно в четырех томах: Том 1. Великобритания и Ирландия (включая европейские континентальные порты пролива Ла-Манш);

Том 2. Европа (за исключением Великобритании и Ирландии), Средиземное море и Атлантический океан;

Том 3. Индийский океан и Южно-Китайское море (включая таблицы приливо-отливных течений);

Том 4. Тихий океан (включая таблицы приливо-отливных течений).

Каждый том состоит из трёх частей:

Часть I. Предвычисленные времена и высоты полных (ПВ) и малых вод (МВ) Основных портов (Standard ports). Перечень Основных портов находится на форзаце. В первой части начерчены диаграммы приливов (графики промежуточных вод) Основных портов, которые также помогают рассчитать времена и высоты приливов между моментами ПВ и МВ.

В части II находятся так называемые временные и высотные поправки для предвычисления времён и высот ПВ и МВ для Дополнительных Портов (Secondary ports), относящиеся к одному из Основных портов части I.

В части III даны гармонические постоянные.

Частные графики для всех портов (кроме Саутгемптона, Чичестера и бухт Пул и Каус) составлены относительно момента ПВ (HW). Вправо от этой точки на горизонтальной оси отложены промежутки времени + ΔT_пв (после ПВ), влево от неё отложены промежутки времени –ΔT_пв (до ПВ). Для Саутгемптона, Чичестера и бухт Пул и Каус частные графики составлены относительно момента МВ (LW).

Вертикальная ось на графиках представляет отношение превышения уровня воды над малой водой в данном месте к величине прилива и назывется фактором F (F = Δh_мв/В).

Более подробные инструкции пользования таблицами можно найти во введении к ним.

To find the time and height of HW and LW at a Secondary Port

• I. Complete heading of the Tidal Prediction Form.
• II. Transfer data from ATT Part I to boxes (1), (2), (3) and (4).
• III. Interpolate data from ATT Part II and insert in boxes (7), (8), (9) and (10).
• IV. Enter Seasonal Changes for Standard and Secondary Ports from ATT Part II in boxes (6) and (11).
• V. Apply results of steps III and IV to obtain boxes (12), (13), (14) and (15).

Example:

Find the time (BST) and height of the afternoon HW and LW at ST. MARY'S (Isles of Scilly) on 14th July.

Note: The data used in this example do not refer to the year of these tables.

Рассчитать время и высоту ПВ и МВ на Дополнительный Порт.

• I. Заполнить заглавие Формы для Расчёта Приливов (Tidal Prediction Form);
• II. Переписать данные Основного Порта из первой части АТТ в ячейки (1), (2), (3) и (4);
• III. Проинтерполировать поправки для Дополнительного Порта из второй части АТТ и внести их в ячейки (7), (8), (9) и (10);
• IV. Переносим поправку за сезонное изменение для Основного и Дополнительного Портов из второй части АТТ в ячейки (6) и (11);
• V. Сделав расчёты заполняем ячейки (12), (13), (14) и (15).

Задание.

Найти время (British Summer Time) и высоту вечерней ПВ и МВ в порту ST. MARY’S (Isles of Scilly) на 14 июля

SECONDARY PORT TIME AND HEIGHT DIFFERENCE INTERPOLATION

In most cases interpolation can be carried out by eye. For complex examples or where greater accuracy is required the use of a pocket calculator may be preferred. These interpolations can also be shown graphically at any convenient scale.

Plot the two High Water time differences A (–0100 at 1800) and B (–0035 at 0000) and join AB. Read off the time difference for St. Mary's corresponding to a HW time in Devonport of 2149 = –0044.

In a similar way plot the two Low Water time differences (–0044 at 1200) and (–0025 at 1800) and derive the time difference for St. Mary's corresponding to a LW time at Devonport of 1532 = –0031.

ИНТЕРПОЛЯЦИЯ ВРЕМЕННЫХ И ВЫСОТНЫХ ПОПРАВОК ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПОРТА

В большинстве случаев интерполяция может производиться на глаз. Для более точных расчётов требуется калькулятор либо это можно сделать графически в удобном масштабе.

Наносим две точки Полной Воды, точку А (–01.00 в 18.00) и точку В (–00.35 в 00.00), соединяем прямой линией АВ эти две точки. Снимаем отсчёт для ПВ в порту St. Mary’s на 21.49 = –00.44.

Также наносим точки для МВ (–00.40 в 12.00) и (–00.25 в 18.00), МВ в порту St. Mary’s соответствует времени МВ в Devonport на 15.32 = –00.31 (рис. 2.8).

The height difference can be plotted in the same way. Plot A (MHWS of 5.5 and +0.2) and B (MHWN of 4.4 and –0.1). Draw a line through A and B. Read off the height difference for St. Mary's corresponding to a height at Devonport of 5.0 m = +0.1 m.

In a similar way plot the two Low Water height differences (MLWN of 2.2 and –0.2) and (MLWS of 0.8 and –0.1) and derive the height difference for St. Mary's corresponding to a height at Devonport of 1.1 m = –0.1 m.

Отсчёт высотной поправки находим подобным образом. Наносим для ПВ точку А (сизигия на 5,5 – (+0,2)) и точку В (квадратура на 4,4 – (–0,1)). Проводим линию АВ. Снимаем отсчёт для ПВ в порту St.Mary’s на 5,0 м = +0,1 м.

Также наносим точки для МВ (квадратура на 2,2 – (–0,2)) и (сизигия на 0,8 – (–0,1)), МВ в порту St. Mary’s на 1,1 м = –0,1 м (рис. 2.9).

Найти высоту прилива в определённое время (Основной Порт).

• I. На диаграмме прилива для Основного Порта нанести высоты ПВ и МВ, наиболее приближённые к заданному времени, соединить эти точки наклонным отрезком.
• II. Нанести время ПВ и часы, которые будут захватывать заданное время.
• III. Для заданного времени проводим вертикальную линию до пересечения с кривой прилива, используя данные из пункта I для проведения интерполяции между квадратурой и сизигией. Эти таблицы НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ для экстраполяции.
• IV. От точки соприкосновения ведём линию до наклонного отрезка, оттуда проводим вертикальную линию до шкалы отсчёта высоты.
• V. Снимаем этот отсчёт.

To find the time for a given height (Standard Port)

• I. On Stadard Curve Diagram, plot heights of HW and LW occuring either side of required event and join by sloping line.
• II. Enter HW time and those for half-tidal cycle covering required event.
• III. For required height, proceed vertically to sloping line, thence horizontally to curves, using heights plotted in I to assist interpolation between springs and neap. Do NOT extrapolate.
• IV. Proceed vertically to time scale.
• V. Read off time.

Определить время на определённую высоту прилива

• I. На диаграмме прилива для Основного Порта нанести высоты ПВ и МВ, наиболее приближённые к заданному событию, соединить эти точки наклонным отрезком.
• II. Нанести время ПВ и часы, которые будут захватывать данное событие.
• III. Для данной высоты провести вертикальную линию до пересечения с наклонным отрезком, потом из этой точки провести горизонтальную линию до пересечения с кривой прилива, используя нанесённые высоты в пункте I, произвести интерполяцию между сизигией и квадратурой. Эти таблицы НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ для экстраполяции.
• IV. Опустить вертикальную линию на временную шкалу.
• V. Снять отсчёт времени.

Example:

Find the time at witch the afternoon tide at ULLAPOOL falls to 3.7 m on 6th January.

Note: The data used in this example do not refer to the year of these tables.

Найти время после полудня 6 января в порту ULLAPOOL когда высота прилива будет равна 3,7 м и будет падать. (Рис. 2.11.)

Промежуточное время / высота прилива (для Дополнительного Порта).

Производятся такие же расчёты, как и для Основного порта (Пример 2 и 3), за тем лишь исключением, что на диаграмму кривой прилива наносятся высоты прилива, ПВ и МВ, рассчитанные для Дополнительного Порта по Форме для Расчёта Приливов (Пример 1). Для интерполяции между кривыми сизигии и квадратуры (пункт 3 в Примерах 2 и 3) следует использовать шкалу диаграммы для Основного Порта.

Examples:

Find the height of the tide at PADSTOW at 1100 on 28th February. Find the time at witch the morning tide at PADSTOW falls at 4.9 on 28th February.

Note: The data used in this example do not refer to the year of these tables. For Instructions on graphical interpolation of differences, see page xv.

Литература

Справочник штурмана - Бурханов М.В [2010]

• Особые виды сварки плавлением
• Виды сварки плавлением с газошлаковой и шлаковой защитой
• Типы и виды кранов - Types and kinds of cocks
• Типы и виды клапанов - Types and kinds of valves
• Виды смазки для различных узлов судового дизеля