Pływy morskie.pdf

Pływy morskie, przewidywanie pływu

Zjawisko okresowej zmiany poziomu mórz i oceanów wywołane przyciąganiem Słońca, Księżyca oraz działaniem siły odśrodkowej powstającej

przy obrocie układów mas Księżyc - Ziemia oraz Słońce - Ziemia nazywane jest pływem . Duża różnica odległości od Ziemi powoduje, że oddziaływanie

Księżyca jest ponad dwukrotnie większe niż Słońca.

Ze względu na układ Słońce - Księżyc - Ziemia pływy mogą być syzygijne (największe) i kwadraturowe (najmniejsze).

 Pływy syzygijne (ang. Springs) czyli te największe, występują wtedy, gdy Słońce, Księżyc i Ziemia znajdują się w jednej linii (czyli podczas

nowiu i pełni Księżyca).

 Pływy kwadraturowe (ang. Neaps) czyli te najmniejsze, występują wtedy, gdy Księżyc znajduje się pod kątem prostym do linii Słońce - Ziemia

(czyli podczas I i III kwadry Księżyca).

Wysokość pływów zmienia się w czasie, również zależna jest od miejsca na Ziemi. Natomiast głębokość mórz i oceanów oraz konfiguracja wybrzeża ma

znaczenie co do przebiegu pływu (np. pływ syzygijny na Morzu Północnym następuje trzy dni po nowiu lub pełni Księżyca). Poza tym zmieniająca się

deklinacja Słońca i Księżyca oraz ich zmienna odległość od Ziemi ma wpływ na długookresowe zmiany wysokości pływów.

W zależności od miejsca pływ może być:

 Półdobowy , charakteryzujący się występowaniem dwóch wysokich i dwóch niskich wód w ciągu doby (np. Morze Północne).

 Dobowy lub zwrotnikowy, charakteryzujący się występowaniem jednej wysokiej i jednej niskiej wody w ciągu doby.

 Mieszany , charakteryzujący się występowaniem wysokich i niskich wód w ciągu doby, a czasem w ogóle (np. Ocean Spokojny).

Parametry pływu

W celu ułatwienia obliczeń warto zapoznać się z niektórymi angielskimi pojęciami związanymi z pływami.

 Chart Datum CD (zero mapy) - przyjęty w danym państwie poziom morza, który podawany jest na mapie. Czasami mogą wystąpić różnice do

około 1 metra.

 Predicted Height - przewidywana wysokość pływu ponad zero mapy.

 High Water HW (woda wysoka) - czyli najwyższy poziom wody, liczony w okresie od wznoszenia do opadania poziomu wody.

 High Water height, HW height (wysokość wody wysokiej) - czyli wysokość pływu liczona od zera mapy do jej najwyższego stanu.

 Low Water LW (woda niska) - czyli najniższy stan wody liczony w okresie od opadania do wznoszenia się poziomu wody.

 Low Water height, LW height (wysokość wody niskiej) - czyli wysokość pływu liczona od zera mapy do jej najniższego stanu stanu.

 Flood (przypływ) - czyli wznoszenie się poziomu morza od stanu wody niskiej do momentu najbliższej wody wysokiej.

 Ebb (odpływ) - czyli opadanie poziomu morza od stanu wody wysokiej do momentu najbliższej wody niskiej.

 Range of the Flood (skok przypływu) - czyli różnica między wysokością wody wysokiej a poprzedzająca ją wodą niską.

 Range of the Ebb (skok odpływu) - czyli różnica między wysokością wody wysokiej a następującą po niej wodą niską.

 Height of Tide above Low Water (wysokość pływu ponad wodę niską) - różnica między wysokością pływu a wysokością wody niskiej.

Rodzaje pływów:

High Water Springs HWS - wysoka woda syzygijna.

Low Water Springs LWS - niska woda syzygijna.

Mean High Water MHW - średnia wysoka woda.

Mean Low Water MLW - średnia niska woda.

High Water Neaps HWN - wysoka woda kwadraturowa.

Low Water Neaps LWN - niska woda kwadraturowa.

Mean High Water Springs MHWS - średnia wysoka woda syzygijna.

Mean Low Water Springs MLWS - średnia niska woda syzygijna.

Mean High Water Neaps MHWN - średnia wysoka woda kwadraturowa.

Mean Low Water Neaps MLWN - średnia niska woda kwadraturowa.

Prowadzenie nawigacji po wodach pływowych można sprowadzić do:

 Obliczenia aktualnej głębokości danego miejsca w określonym czasie.

 Obliczenia w którym momencie głębokość wody osiągnie w danym miejscu żądaną wartość.

 Wyznaczenia i uwzględnienia wartości prądów pływowych.

Rozwiązanie dwóch pierwszych zagadnień opisano poniżej, natomiast kierunki i szybkości prądów pływowych oraz uwzględnienie prądu w żegludze

omówione jest w następnym rozdziale.

Obliczanie wysokości pływów

Do obliczania wysokości pływów wykorzystuje się Tablice Pływów (ang. Admiralty Tide Tables , w skrócie ATT) wydawane corocznie przez Admiralicję

Brytyjską. Tablice Pływów składają się z czterech tomów:

Volume 1 (NP201) United Kingdom and Ireland (including European Channel Ports)

Volume 2 (NP202) Europe (excluding United Kingdom and Ireland), Mediterranean Sea and Atlantic Ocean

Volume 3 (NP203) Indian Ocean and South China Sea (including Tidal Stream Tables)

Volume 4 (NP204) Pacific Ocean (including Tidal Stream Tables)

Dane dotyczące pływów zawiera także Rocznik Astronomiczny Browna (ang. Brown's Nautical Almanac).

We wstępie do każdego z tomów Admiralty Tide Tables jest zamieszczony sposób obliczania wraz z przykładami oraz innymi ważnymi informacjami jak np.

informacja o tym, w jakim czasie (GMT lub miejscowym) są podawane momenty wysokich i niskich wód. Wszystkie poniższe obliczenia dotyczą pływów

półdobowych, występujących na wodach europejskich, objętych I tomem ATT. Obliczenia wysokości pływów dobowych i mieszanych, objętych w tomach II,

III, IV ATT, są bardziej skomplikowane i zostały przeze mnie pominięte, nie było mi dane żeglować w tamtych rejonach, nad czym mocno ubolewam :-(

Jednak ich opis można znaleźć w objaśnieniach do ATT.

Zanim jednak przejdziemy do obliczania bardzo dokładnych wysokości pływów, wykorzystując do tego ATT, najpierw chciałbym opisać uproszczoną metodę

obliczania głębokości morza.

Metoda ta wymaga jedynie znajomości momentów wysokości wody niskiej oraz wysokiej. Takie dane znaleźć można w Almanachu Browna albo w

skróconych tabelach pływów dla danego portu, wydawanych zwykle przez kapitanaty portów pływowych dla żeglarzy czy rybaków.

Należy jednak pamiętać, że ta metoda obliczania pływu jest słuszna jedynie w przypadku gdy krzywa pływu jest typowa, tzn. że skok przypływu jest

lustrzanym odbiciem skoku odpływu oraz, że krzywa pływu, czyli narastanie pływu po niskiej wodzie i opadanie po wysokiej wodzie przebiega w

następującym tempie:

 w ciągu pierwszej godziny zmiana o 1/12 skoku pływu

 w ciągu drugiej godziny zmiana o 2/12 skoku pływu

 w ciągu trzeciej godziny zmiana o 3/12 skoku pływu

 w ciągu czwartej godziny zmiana o 3/12 skoku pływu

 w ciągu piątej godziny zmiana o 2/12 skoku pływu

 w ciągu szóstej godziny zmiana o 1/12 skoku pływu

Przykład :

Dnia 10 czerwca o godzinie 0700 jacht znalazł się w pobliżu portu Stavanger. Z mapy odczytano, że głębokość w tym miejscu wynosi 4 metry . Proszę

obliczyć rzeczywistą głębokość.

Rozwiązanie :

Momenty wysokości wody wysokiej (HW) i niskiej (LW) pobrano ze skróconej tabeli pływów dla portu Stavanger które przed i po godzinie 0700 wynoszą *:

0511 HW 6,5m

1154 LW 0,3m

Jest to zatem odpływ o skoku: 6,5 – 0,3 = 6,2m

Moment dla którego należy dokonać obliczeń (0700) przypada w odstępie czasowym: 0700 – 0511 = 0149 , czyli 1h 49min po wysokiej wodzie (HW)

Zatem poziom wody opadnie poniżej HW o następującą część pływu: 1/12 + 2/12 × 49/60 = 0,22

Wyliczony współczynnik mnożymy przez skok pływu, czyli: 0,22 × 6,2 = 1,36m

Stąd wysokość pływu ponad wodę niską (LW) wynosi: 6,2 – 1,36 = 4,84m

Szukana głębokość morza na godzinę 0700 jest sumą wysokości niskiej wody (0,3m), wysokości pływu ponad niską wodę (4,84m) i głębokości odczytanej z

mapy (4m), czyli wynosi: 0,3 (LW) + 4,84 + 4 (z mapy) = 9,14m

Obliczanie wysokości pływów z wykorzystaniem I tomu Admiralty Tide Tables (ATT) oraz wykresu krzywej pływu.

To samo zadanie można rozwiązać przy pomocy Tablic Pływów ATT.

Głębokość oznaczona na mapie w pobliżu portu Bergen wynosi 4m. Obliczyć rzeczywistą głębokość w tym miejscu na 10 czerwca o godzinie 0700.

Rozwiązanie:

Aktualne momenty oraz wysokości niskich i wysokich wód w Bergen znajdziemy w ATT, które w dniu 10 czerwca przed i po godzinie 0700 wynoszą *

0511 HW 6,5m

1154 LW 0,3m

Jest to zatem odpływ o skoku: 6,5 – 0,3 = 6,2m

Na wykresie krzywej pływu dla portu Bergen (ATT) podane są średnie skoki (Mean Ranges) pływu syzygijnego (Springs) i pływu kwadraturowego (Neaps),

które wynoszą 7,8m i 3,2m. Porównanie tych wartości z danymi z 10 czerwca wynika, że mamy do czynienia z pływem syzygijnym, więc w dalszych

obliczeniach należy korzystać z krzywej pływu syzygijnego (Springs) – linia ciągła na wykresie.

Moment dla którego należy dokonać obliczeń (0700) przypada w odstępie czasowym: 0700 – 0511 = 0149 , czyli 1h 49min po wysokiej wodzie (HW)

Przechodzimy do wykresu krzywej pływu, na podziałce czasu nanosimy godzinę 1h 49min i z tego punktu wyznaczamy prostą biegnącą pionowo do punktu

przecięcia się z krzywą pływu (Springs) linia ciągła, a stamtąd poziomo do podziałki Factor.

Współczynnik (Factor) wynosi 0,78. Mnożąc obliczony wcześniej skok odpływu (6,2m) przez ten współczynnik (0,78) otrzymujemy wysokość pływu ponad

wodę niską w żądanym momencie czasu (1h 49min) : 0,78 × 6,2 = 4,8m

Szukana głębokość na godzinę 0700 jest sumą wysokości wody niskiej (0,3m), wysokości pływu ponad wodę niską (4,8m) oraz głębokości odczytanej z mapy

(4m), czyli wynosi: 0,3 + 4,8 + 4 = 9,1

Z lewej strony krzywej pływu jest wykreślona siatka, która służy do graficznej metody obliczania wysokości pływu. Na górnej podziałce siatki są zaznaczone

poziomy średniej wysokiej wody syzygijnej (MHWS) i kwadraturowej (MHWN). Tam nanosimy wartość wysokiej wody (6,5m). Na dolnej podziałce gdzie

zaznaczono poziomy średniej niskiej wody syzygijnej (MLWS) i kwadraturowej (MLWN) nanosimy wartość wody niskiej (0,3m). Punkty te łączymy prostą

(niebieska linia).

Następnie kreślimy prostą biegnącą pionowo z punktu podziałki czasu (1h 49min) do punktu przecięcia się z krzywą pływu (linia ciągła), a stamtąd poziomo

aż do punktu przecięcia się z prostą łączącą wartość wysokiej i niskiej wody.

Wyznaczony na tej prostej punkt odpowiada wysokości wody (LW + skok) w żądanym momencie. Wartość tę odczytujemy z górnej podziałki, wyznaczając

prostą pionową z punktu. Wynosi ona 5,1 (LW + skok, czyli w tym naszym przypadku 0,3 + 4,8 = 5,1). Pamiętajmy że do tej wartości trzeba jeszcze dodać

głebokość z mapy 5,1 + 4 = 9,1m

* Momenty wysokości wody niskiej i wysokiej są przykładowe, nie należy ich traktować jako rzeczywiste. To samo dotyczy wykresu krzywej pływu.

Siatka wykreślona z lewej strony krzywej pływu może służyć także do przeprowadzania obliczeń w odwrotnym kierunku, czyli wyznaczania momentu

wystąpienia żądanej wysokości pływu.

Uwaga: Żeglowanie w tym samym rejonie przez dłuższy czas i częste korzystanie z siatki w ATT danego portu, prowadzi z czasem do zatarcia jej czytelności,

co jak wiadomo może być powodem błędów. Warto więc w razie potrzeby zaopatrzyć się w wystarczającą ilość kserokopii wykresu i najlepiej każdorazowo z

nich korzystać.

Porty dołączone

W ATT wykresy pływów i momenty oraz wysokości niskich i wysokich wód są przedstawione dla portów głównych. Porty dołączone to takie w których

pływy mają zbliżony charakter do pływów występujących w porcie głównym.

Przykład :

Odczytana z mapy głębokość przy nabrzeżu portu Cidryfiord wynosi 1m . Jaka jest rzeczywista głębokość w tym miejscu dnia 17 sierpnia o godzinie 1600 .

Rozwiązanie :

Portu Cidryfiord szukamy w alfabetycznym spisie nazw geograficznych (Geographical Index ATT).

Odnajdujemy: Cidryfiord pod nr 1786c

Nietłusty druk oznacza, że jest to port dołączony więc dane znajdujemy w drugiej części ATT (Part II - Time And Height Differences For Predicting The Tide

At Secondary Ports ATT).

Szukamy nr 1786c z którego wynika, że Cidryfiord jest portem dołączonym do Stavanger.

Najpierw zapisujemy dane dla portu głównego (Stavanger). Następnie różnicę dla portu Cidryfiord, w tym przypadku dla pływu syzygijnego.

Rozpatrywany pływ jest pływem syzygijnym, co wynika z wykresu krzywej pływu dla portu Stavanger. Na rysunku przebiegu pływów w Stavanger podane są

średnie skoki (Mean Ranges) pływu syzygijnego (Springs) i kwadraturowego (Neaps). Porównanie tych wartości z danymi z 17 sierpnia wynika, że mamy do

czynienia z pływem syzygijnym.

Stavanger

1108 LW

0,4m

1652 HW

5,3m

Różnica dla Cidryfiord

+ 0255

+ 0,8m

+ 0210

- 0,5m

Cidryfiord

1403 LW

1,2m

1902 HW

4,8m

Skok pływu w Cidryfiord: 4,8 – 1,2 = 3,6m

Moment HW: 1902

Żądany moment: 1600

Odstęp czasowy 3h 02m przed HW

Współczynnik krzywej pływu syzygijnego dla Stavanger 0,45

Wysokość pływu ponad niską wodę 0,45 × 3,6 = 1,62m

Głębokość rzeczywista w dniu 17 sierpnia o godz. 1600 wynosi: 1,2 + 1,62 + 1 = 3,82m

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: