Почему приливы ведут себя не так? Часть I

Почему приливы ведут себя не так? Часть I

Симфония Приливов в исполнении оркестра Мирового Океана.

В 1833 году Адмиралтейство Великобритании впервые опубликовало таблицы приливов. Эти первые таблицы были большей частью эмпирическими, то есть они были составлены по результатам многолетних измерений в разных частях мирового океана.  Измерения ясно показали, что несмотря на то, что гравитационное воздействие Луны и Солнца, абсолютно одинаково для всех участков планеты, поведение приливов в различных портах, гаванях и заливах довольно сильно отличается. А по сему ни высота прилива, ни время высокой и низкой воды не могут быть рассчитаны вперед только на основании гравитационного воздействия наших главных небесных соседей. Существовавшая тогда Динамическая Теория приливов была не в состоянии предсказывать их поведение.

Но как навигаторы разбирались с приливами? В домашних водах европейских навигаторов, в Атлантике и в Северном море,  понимание приливов было критически важно. Довольно остро вопрос понимания приливов стоял и в экспедициях, на Восточном побережье Америки, в Западной Канаде, в Австралии. Конечно кое что имелось в распоряжении навигаторов XVIII – XIX века. Был например такой метод в основе которого была особая характеристика, которая называлась “Port Establishment” (Прикладной час порта). Вот как описывает суть этой характеристики Капитан Торонтон Лекки в своей ставшей классикой книге “Wrinkles in Practical Navigation”, написанной в 1869 году:

“Производимое приливом воздействие, будучи одинаковым в каждом конкретном порту, может значительно отличаться от других портов, находящихся в непосредственной близости из-за инерционности воды и препятствий на пути прилива в виде конфигурации морского дна, узкостей, отмелей, длины и направления каналов и проливов, что имеет значительное влияние на наступление времени Высокой Воды.

Очевидно, что возможность находить время Высокой Воды в любой день в любом порту имеет первостепенное значение для навигатора. Поэтому для навигатора важно понимание “Стандартного Прилива” характеризуемого взаимным расположением Луны и Солнца, с помощью которого время каждого последующего прилива может быть определено.”

Основной характеристикой этого “Стандартного Прилива” и является “Port Establishment”. Суть этого параметра заключается в том, что для каждого конкретного порта разница между временем транзита Полной или Новой Луны (когда Луна проходит меридиан порта и находится точно на юге) и следующей Высокой Водой является постоянной величиной. Поэтому зная эту величину и возраст Луны можно ориентировочно определить время Высокой Воды в любой день цикла. Но почему именно Полной или Новой Луны? Да потому, что во время этих фаз транзит и Луны и Солнца случается одновременно. Этим методом пользовались Джеймс Кук, Джордж Ванкувер и Роберт Фицрой, которые описывали это в своих дневниках.

Математические методы для расчёта таблиц приливов впервые появились только в конце XIX века благодаря появлению  “Гармонической Теории” приливов, основа которой была заложена Джорджем Дарвином (сыном Чарльза Дарвина) и развитой  Артуром Додсоном и Джозефом Прудманом в лаборатории Ливерпульского Института Приливов. Согласно Дарвину “… прилив образуется в результате конечного числа одновременных, независящих друг от друга синусоидальных (имеющих форму волны) составляющих, частота которых определяется астрономическими силами, а амплитуда является результатом эффекта океанографии, гидравлики мелких глубин и береговой географии”.

Пользуясь аналогией с музыкой можно сказать: то, что приливы на Земле возникают в результате воздействия гравитации Луны верно до такой же степени, что и музыка симфонического оркестра возникает в результате дыхания музыкантов и движения их рук и пальцев. Точнее будет сказать, что музыка берет своё начало и приобретает энергию от дыхания и движения рук музыкантов. Так же и гравитация приводит океан в движение. Но в результате дыхания музыканта в гобое и во флейте возникают абсолютно разные звуки. Движение рук скрипача и виолончелистки тоже вызывают непохожие друг на друга звуки. Также и приливная волна со всей её кинетической энергией достигая береговой линии с непохожими друг на друга очертаниями заливов, проливов, островов и отмелей проявляется в бесчисленном многообразии приливов. Глобальный прилив берёт свою энергию от гравитационного воздействия Луны, Солнца и вращения Земли, проявляясь бесчисленными вариациями прилива на побережье не похожих друг на друга морей, заливов и бухт точно также, как и непохожие друг на друга звуки возникают в результате одной энергии дыхания и движения рук музыкантов.

All together reduced

Возвращаясь к нашим таблицам приливов стоит отметить, что при их расчёте Управление Гидрографии Великобритании учитывает 37 независимых составляющих, которые имеют ощутимое влияние на поведение приливов. То есть – гравитация Луны, Солнца и ещё 35 составляющих. Но и это ещё не предел. Когда американцы решили добывать нефть в довольно мелком заливе Принца Уилльяма на Аляске для захода танкеров Администрация по Океанографии и Атмосфере (NOAA) решила подготовить точные таблицы приливов, при расчёте которых были учтены 114 независимых составляющих. Гравитация Луны, Солнца и ещё 112 факторов. Довольно внушительный по составу музыкальных инструментов оркестр.

Продолжение следует …

 

About Salty

Для кого-то морская навигация это хобби, для кого-то - профессия. Для меня - и то и другое одновременно. За время преподавания морской навигации на курсах Королевской Яхтенной Ассоциации (RYA) у меня накопился внушительный список тем, которые мне хотелось бы раскрыть, но отведённого времени явно не хватало. Некоторые родились благодаря вопросам студентов, другие появились во время подготовки к преподаванию очередного курса. А ещё в классической навигации есть довольно много вопросов, с которыми мне самому хотелось бы подробно разобраться.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Полистать архивы статей можно здесь:

Loading…