В течение лунного месяца.

Такие приливы называются тропическими, так как Луна в это время находится вблизи тропиков. При склонении Луны, равном нулю (когда Луна проходит через экватор), величины приливов наименьшие и называются равноденственными, или экваториальными, так как Луна в это время находится вблизи точек весеннего или осеннего равноденствия.

Тропические и равноденственные приливы постепенно изменяются в течение года в зависимости от склонения Солнца. Вследствие влияния физико-географических условий тропические приливы отстают от момен­та максимального склонения Луны на определенную величину, которая называется возрастом суточного прилива. Параллактические неравенства — неравенства прилива, обусловленные изменением расстояния от Земли до Луны и Солнца. При наименьших расстояниях от Земли до Луны и Солнца приливы наибольшие, а при наибольших— наименьшие.

Величина прилива и его характер в океанах и морях. Атлантический океан. В Атлантическом океане наблюдаются наибольшие по величине приливы. Как уже указывалось выше, в заливе Фанди, расположенном между материком Северной Америки и полуостровом Новая Шотландия, в сизигию величина прилива может достигать 18 м. Она является наи­большей для всего Мирового океана. Большие значения имеет величина прилива у южных берегов Аргентины, где в порту Гальегос она достигает 14 м.

Значительные величины приливов наблюдаются у юго-западных бе­регов Англии в Бристольском заливе - до 11,5 м, в Ливерпуле - до 8 м, в устье реки Темзы — до 6,3 м. У побережья Исландии, в Рейкьявике, вели­чина прилива достигает 4 м.

Величина прилива у островов открытого океана составляет 1 — 2 м, например, у Азорских островов — 1,2—1,8 м, у острова Св. Елены— 0,8 м, у острова Тристан-да-Кунья— 1,5 м. В Балтийском и Черном морях при­ливы практически не наблюдаются.

В Атлантическом океане и его морях наблюдаются преимущест­венно полусуточные приливы. Особенно хорошо полусуточный характер приливов выражен у побережья Западной Европы. В Карибском море и Мексиканском заливе характер приливов весьма разнообразен, здесь встречаются полусуточные, суточные и смешанные приливы.

Тихий океан. В ряде районов Тихого океана приливы превышают 7— 9 м. У Аляски, в заливе Кука они достигают 7—8 м, в заливах Панамском и Калифорнийском — свыше 9 м (в устье реки Колорадо — 9,6 м), в при­брежных водах Чилийского архипелага — 8 м. У берегов Азии наибольшие приливы наблюдаются в верховьях Пенжинской губы в Охотском море — до 13 м. В Тихом океане правильные полусуточные приливы встречаются реже, чем суточные и смешанные. На побережьях Австралии, Азии и Се­верной Америки наблюдаются приливы преимущественно смешанного характера.

Индийский океан. Наибольшую величину имеют приливы у север­ных берегов Австралии (в заливе Колпер— 10,4 м) и заливах Бенгальском и Аравийском. В Мозамбикском проливе величина приливав достигает 2—6 м, у Южных берегов Африки и Австралии — 1—2 м. Приливы у ост­ровов Сейшельских — 1—2 м, у острова Маврикия — 0,5 м.

Северный Ледовитый океан. Наибольшие приливы наблюдаются в Белом море, где в Мезенской губе средняя сизигийная величина прилива достигает 8,5 м. В Баренцевом море наибольшие приливы наблюдаются у мурманского побережья — до 4 м; в Карском море — 0,5—1 м, в море Лап­тевых наибольшие приливы бывают в Хатангском заливе — до 2—3 м; в Восточно-Сибирском на островах Де-Лонга — до 1 м; в Чукотском — до 1,5 м. Характер приливов в морях советской Арктики преимущественно полусуточный.

                                               Предвычисление приливов

Методы предвычисления элементов прилива. Предвычисление эле­ментов прилива имеет очень важное значение для обеспечения безопас­ности мореплавания вблизи берегов и для работы морских портов. Осно­воположниками теории приливов и современных методов их предвычис­ления являются английские ученые И. Ньютон, У. Томсон, Дж. Дарвин и Дудсон. Значительный вклад внесли отечественные ученые А. Н. Сретен­ский, В. А. Березкин, А. И. Дуванин и другие.

Существует несколько методов предвычисления элементов прилива на заранее заданное время, из которых в настоящее время широкое рас­пространение имеет метод гармонического анализа приливов.

На основании данных наблюдений за колебаниями уровня прилива можно построить кривую его изменений за некоторый промежуток вре­мени. Эта кривая в зависимости от местных условий может быть очень сложной, но если только колебания уровня в данном месте вызываются периодическими силами, то при длительном ряде наблюдений законо­мерность этой периодичности может быть выявлена. В таком случае сложная кривая периодических колебаний уровня может быть разложена на ряд простых синусоид, сложение которых и даст в результате кривую уровня на будущее время.

Каждое простое гармоническое колебание (синусоидальная волна), входящее в состав сложного приливного колебания, характеризуется дву­мя постоянными: амплитудой прилива Я и углом положения g. Этот угол определяет опаздывание момента наступления полной воды каждого со­ставляющего прилива относительно момента кульминации светила, вы­зывающего данную приливную волну. Величины Н и g, характеризующие каждую из составляющих волн прилива, зависят от местных физико­географических условий и называются гармоническими постоянными. Они постоянны для данного места, но различны для разных мест.

Полная формула для расчета высоты прилива имеет 93 слагаемых (волны). На основании гармонического анализа составляются Таблицы приливов, с помощью которых можно предвычислять элементы приливов в различных портах.

Таблицы приливов. Основной способ предвычисления элементов прилива на судах — Таблицы приливов. Они подразделяются на постоян­ные и ежегодные.

Постоянные Таблицы приливов состоят из трех книг: «Воды ев­ропейской части СССР и прилегающих зарубежных районов», «Воды ази­атской части СССР и прилегающих зарубежных районов» и «Зарубежные воды». Каждая книга содержит две части: часть I — Предвычисление мо­ментов и высот полных и малых вод в основных портах, часть II — По­правки для вычислений приливов в дополнительных пунктах, гармониче­ские постоянные приливов и ряд вспомогательных таблиц.

Ежегодные таблицы приливов состоят из четырех книг. «Зарубеж­ные воды» представлены двумя книгами: «Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны» и «Тихий океан». Каждая книга состоит также из двух частей: часть I — Приливы в основных портах; часть II — Поправки для дополнительных пунктов.

С помощью Таблиц приливов производятся:

вычисление высот и моментов полных и малых вод в основных портах на заданные сутки;

вычисление высоты уровня моря в основном порту на любой заданный (промежуточный) момент между полной и малой водой; определение времени, когда прилив достигает заданной величины; предвычисления приливов в дополнительных пунктах.

При пользовании Таблицами необходимо прежде всего ознако­миться с оглавлением, чтобы иметь ясное представление о содержании книги, а также внимательно прочесть пояснения к ним.

Штурманский метод предвычисления приливов. Этот метод является упрощенным методом гармонического анализа. Он основан на возможно­сти объединения волн, близких по периоду, когда не требуется очень вы­сокой точности предвычисления уровня. Вычисления высот и моментов полных и малых вод этим методом просты, не требуют много времени и дают достаточную для практики точность. Вычисление штурманским ме­тодом ведется по специально разработанной схеме, отпечатанной на бланке формы «А» и помещенной в Таблице приливов.

Предвычисление приливов по негармоническим постоянным. Негармо­ническими постоянными называют прикладной час порта, величину при­лива (сизигийную, квадратурную и среднюю), время роста и падения уровня. С помощью этих величин можно вычислить элементы приливов. Негармонические постоянные приливов можно получать из Таблиц при­ливов, лоций, карт и других пособий.

Значение приливов для судовождения. Приливы изменяют высоту уровня; в связи с этим при плавании у берегов, где наблюдаются значи­тельные колебания приливо-отливного уровня, необходимо учитывать их для обеспечения безопасности мореплавания.

Суда с большой осадкой могут заходить в некоторые порты только в полную воду. Приливы иногда сопровождаются сильными приливо­отливными течениями. В полярных районах они создают дополнительные трудности плавания во льдах, сильные ледовые сжатия и торошения льда, могущие быть опасными для судов. Однако приливы и разрежают льды, что может быть выгодно использовано для судовождения. Приливы, уси­ленные сгонно-нагонными ветрами, могут привести к очень большому повышению или понижению уровня и вызвать огромные бедствия на бе­регу, аварии судов и т. д.

МОРСКИЕ ТЕЧЕНИЯ

Классификация течений

Основные причины, вызывающие морские течения. Морскими тече­ниями называется перемещение масс воды в море, характеризующееся направлением и скоростью.

Основные силы (причины), вызывающие морские течения, под­разделяются на внешние и внутренние. К внешним относятся ветер, ат­мосферное давление, приливообразующие силы Луны и Солнца; к внут­ренним — силы, возникающие вследствие неравномерного распределения по горизонтали плотности водных масс. Кроме внешних и внутренних сил, вызывающих морские течения, сразу же после возникновения дви­жения водных масс появляются вторичные силы. К ним относятся от­клоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса) и сила трения, за­медляющая всякое движение. На направление течения оказывают влия­ние также конфигурация берегов и рельеф дна.

Классификация морских течений. Морские течения обычно класси­фицируются по       силам, их вызывающим;

- устойчивости;

- глубине расположения;

- физико-химическим свойствам масс воды.

Главной является классификация по первому признаку.

По силам, вызывающим морские течения, последние подразделяют­ся на три основные группы.

Градиентные течения, обусловленные действием горизонтальной со­ставляющей (градиента гидростатического давления). Эта сила возникает, если по каким-либо причинам в одном месте уровень или плотность во­ды повышается, а в другом — понижается. При этом на одних и тех же уровнях создается разность гидростатического давления (градиент), гори­зонтальная составляющая которого, стремясь выравнять разность гидро­статических давлений соседних водных масс, вызывает поступательные перемещения воды, т. е. течения из района, где гидростатическое давле­ние больше, в район, где давление меньше.

В зависимости от причин, создающих на одинаковых уровнях раз­ность гидростатических давлений водных масс, в группе градиентных те­чений выделяются:

сгонно-нагонные течения, возникающие при нагоне и сгоне уровня воды в том или ином месте под действием ветра;

бароградиентные течения, обусловленные различным атмосферным дав­лением; уровень моря понижается в области повышенного атмосферного давления и поднимается в области пониженного; увеличение (или уменьшение) давления атмосферы на 1 мб вызывает понижение (или по­вышение) уровня на 1 см;

сточные течения, вызываемые постоянным повышенным уровнем моря в некоторых его районах, например в результате речного стока;

плотностные течения, возникающие вследствие неравномерного распре­деления плотности воды в горизонтальном направлении, при этом более плотные воды перетекают в виде глубинного течения в область менее плотных, а менее плотные в виде поверхностных течений — в обратном направлении. (Например, течения в проливе Босфор, открытые адмира­лом С. О. Макаровым, причиной их возникновения является разность плотностей воды в Черном и Мраморном морях: более соленые и плот­ные воды Мраморного моря в виде глубинного течения идут в Черное море, а распресненные, менее плотные, следовательно, и более легкие воды Черного моря идут поверхностным течением в Мраморное); ветровые и дрейфовые течения, возникающие под действием ветра, в ре­зультате трения движущихся масс воздуха о водную поверхность. Тече­ния, создаваемые временными и непродолжительными ветрами, называ­ются ветровыми, а течения, созданные длительными или господствую­щими ветрами, когда водные массы успевают занять положение равнове­сия в соответствии с очертаниями берегов, рельефом дна и соседними системами морских течений,— дрейфовыми. Примером постоянных дрейфовых течений в Мировом океане являются северное и южное эква­ториальные течения в Тихом и Атлантическом океанах, созданные посто­янными пассатными ветрами, поэтому эти течения часто называют еще и пассатными;

приливо-отливные течения, вызываемые действием периодических прили­вообразующих сил Луны и Солнца.

По устойчивости течения подразделяются на:

постоянные — течения, которые мало изменяются по направлению и ско­рости в течение сезона или года (например, экваториальные течения океанов, Гольфстрим и др.);

периодические — течения, повторяющиеся через равные промежутки вре­мени (например, приливо-отливные);

временные (непериодические) —течения, вызываемые различными непо­стоянно действующими внешними силами и в первую очередь ветра, от­личаются большой изменчивостью направлений и скоростей.

По глубине расположения течения разделяются на: поверхностные, наблюдаемые в так называемом навигационном слое, т. е. в слое, соответствующем осадке надводных судов (0—15 м); глубинные, наблюдаемые на различных глубинах от поверхности моря; придонные, наблюдаемые в слое, прилегающем ко дну.

По физико-химическим свойствам масс воды течения подразделяют на теплые и холодные, соленые и распресненные. Характер течений при этом определяется соотношением температуры или солености водных масс, участвующих в течении, и окружающих вод.

                   Методы и приборы для определения морских течений

Навигационный метод. Сущность навигационного метода опре­деления морских течений заключается в сравнении счислимых и обсервованных мест судна. Если за время между обсервациями компас и лаг ра­ботали нормально, а ветра не было или он был незначительный, то снос обусловлен только течением. Направление и скорость течения в таком случае получают непосредственно из определения элементов сноса. Если же был ветер той или иной силы, то необходимо соответственно вводить поправку в элементы сноса на ветровой дрейф судна.

На точность навигационного метода определения элементов течения влияют ошибки в определении счислимого и обсервованного мест судна. Вместе с тем ни один из методов наблюдений над течениями не дал столько сведений о течениях океанов и морей, как навигационный. Мно­гочисленные материалы наблюдений, произведенные этим методом, по­служили для составления навигационных карт и атласов течений океанов и открытых морей. Все основные системы течений Мирового океана (Гольфстрим, пассатные и др.) были определены, изучены и нанесены на карты благодаря использованию навигационного метода определения те­чений.

Скорость течения определяется в метрах в секунду, в милях в час (узлах) или в милях в сутки в зависимости от целей и скорости течения. Направлением течения считается то направление, куда идет течение, т. е. течение «вытекает» из компаса; оно определяется в градусах от 0 до 360° или в румбах.

Метод поплавков. Метод поплавков состоит в том, что за поплавком, помещенным в струю течения, ведутся инструментальные наблюдения, служащие для определения местонахождения поплавка в определенные моменты времени. По нанесенному затем на карте пути перемещения поплавка определяется направление и скорость течения.

Поплавком может служить буек или веха, несущие на себе пас­сивный отражатель. Наблюдения за их перемещением под действием те­чения можно производить с помощью судовой РЛС, когда судно стоит на якоре. Отмечая на карте последовательное положение таких вех или буй­ков через определенные промежутки времени, можно определить направ­ление и скорость течения.

Электромагнитный метод (ЭМИТ). Морская вода, как известно, об­ладает электропроводностью. Частицы морской воды, переносимые тече­нием, пересекают силовые линии магнитного поля Земли, в результате чего в воде возникают электрические токи. Чем больше скорость течения и чем больше значение в данном месте вертикальной составляющей на­пряженности магнитного поля Земли, тем больше силовых линий будет пересекаться частицами воды и тем сильнее будут возбуждаться электри­ческие токи в воде. Если измерить электродвижущую силу, возникающую в воде, то можно рассчитать скорость течения. В этом и состоит сущность электромагнитного метода. Использование ЭМИТа позволяет создать систему абсолютного лага, т. е. лага, измеряющего скорость судна отно­сительно грунта.

В полосе 15° к северу и к югу от магнитного экватора определять те­чения этим методом практически невозможно из-за очень малой напря­женности вертикальной составляющей магнитного поля Земли. На маг­нитном экваторе она равна нулю, вблизи магнитных полюсов около 0,6 — 0,7 э.

Приборы для измерения течений. Морские вертушки. Для непосред­ственного измерения течений как в прибрежных, так и в открытых рай­онах морей и океанов служат приборы, называемые морскими вертушка­ми.

Наибольшее распространение для этих целей получила так на­зываемая морская вертушка. Вращающейся частью вертушки служит лег­кий четырехлопастной винт, по числу оборотов которого и отмеченному времени действия прибора вычисляется скорость течения. Морская вер­тушка позволяет также определить направление течения.

Самописцы течений — приборы, автоматически регистрирующие скорость и направление течений. Они могут быть двух видов: автономные приборы, устанавливаемые в море на специальных буях, и приборы, при­меняемые с судов.