ГЛАВА 34. НАВИГАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЛАВАНИЯ СУДНА НА МОРЯХ С ПРИЛИВАМИ

34.1. Физическая сущность явления приливов и отливов

Периодические колебания уровня моря, возникающие в результате совокупного действия сил притяжения Луны и Солнца на водные массы, называются приливами (процесс повышения уровня воды) и отливами (процесс понижения уровня воды).

Впервые теория приливов была разработана английским физиком, астрономом и математиком Исааком Ньютоном (04.01.1643÷31.03.1727) в его труде «Математические начала натуральной философии» (изд. 1687 г.).

Теория Ньютона была дополнена французским астрономом, математиком и физиком Пьером Симоном Лапласом (28.03.1749÷05.03.1827) в его пятитомном труде «Трактат о небесной механике»

(1798÷1825).

В соответствии с законом всемирного тяготения Луна и Солнце притягивают к себе каждую частицу Земли с силой (F) пропорциональной их массам (М) и обратно пропорциональной квадрату расстояния между Луной (Солнцем) и данной частицей Земли.

(34.1)

где М – масса Луны (7,35 ÷ 1025 г) или Солнца (1,989 ÷ 1033 г);

d – расстояние от частицы Земли до центра Луны (384.404,377 км) или Солнца (149.597.807 км); k – коэффициент тяготения.

Приливообразующая сила Солнца примерно в 2,17 раза меньше, чем приливообразующая сила Луны.

Под влиянием приливообразующих сил только Луны водная оболочка Земли теряет свою сферическую форму и принимает вид приливного эллипсоида, который своей большой осью всегда располагается в сторону Луны.

Из рис. 34.1. следует, что наибольшие приливы в течении лунных суток (24 ч 50 м) – при условии нахождения Луны в плоскости экватора Земли – будут наблюдаться именно на экваторе и уменьшаются по направлению к полюсам.

Но на явление приливов и отливов влияет и Солнце с приливообразующей силой в ~ 2,17 раза меньшей, чем у Луны, в течении солнечных суток (24 ч 00 м).

Рис. 34.1. Приливообразующая сила Луны

Таким образом, приливы на Земле являются совокупными лунно-солнечными и периодически изменяются в зависимости от взаимного расположения в пространстве Луны, Солнца и Земли.

В полнолуние и новолуние (рис. 34.2), когда Солнце, Луна и Земля находятся на одной линии, приливные эллипсоиды Луны и Солнца складываются и вызывают наибольшие приливы, которые называются сизигийными.

Рис. 34.2. Приливообразующая сила Луны и Солнца

Когда Луна будет в I-й или III-й (последней) четверти приливные эллипсоиды Луны и Солнца направлены под углом 90° один к другому и величина прилива будет наименьшей. Такие приливы называются квадратурными.

В промежутках между сизигиями и квадратурами приливы имеют промежуточные значения.

На приливно-отливные явления оказывают влияние:

1.→ взаимное расположение Земли, Луны и Солнца;

2.→ изменение склонения Луны;

3.→ изменение расстояния между Землей и Луной;

4.→ физико-географические условия (глубина моря, очертания берега и пр.).

Наибольшие приливы наблюдаются: в заливе Фанди (Атлантическое побережье Канады) – до 18 м; в Пенжинской губе (Охотское море) – до 12 м. Для Черного моря суммарная величина прилива составляет около 12 см, а для Балтийского всего 5 см.

По своей периодичности приливы подразделяются на:

1.	Полусуточные → в каждые лунные сутки бывает 2 полные и 2 малые во		ды. Такие приливы
	преобладают в морях и океанах; хорошо выражены в Атлантическом океане и вдоль
	Мурманского берега Баренцева моря;
2.	Суточные → в течении лунных суто к бывает 1 по лная и 1 ма	лая	вода. Такие приливы
	встречаются редко и, главным образом, в морях Тихого океана.

3.Смешанные → характеризуются более сложными приливо-отливными явлениями. Распространены в Индийском и Тихом океанах.

По характеру изменения уровня воды приливы делятся на:

1.Правильные → при которых время роста (ТР) и время падения (ТП) высоты последующих полных и малых вод одинаковы или почти одинаковы;

2.Неправильные → при которых указанные элементы прилива могут значительно отличаться.

34.2. Основные элементы прилива

			Рис. 34.3. Основные элементы прилива
			нуль глубин. Условная поверхность, от которой даются отметки глубин на МНК. На
	НГ –		морях без приливов (В < 0,5 м) за НГ принимается средний многолетний уровень
			моря. На морях с приливами (В ≥ 0,5 м) – НТУ;
	НТУ –		наинизший теоретический уровень (наименьший из возможных по
			астрономическим условиям);
	СУМ –		средний уровень моря – полусумма высот ПВ и МВ, т.е.
			(34.2)
	ДУ –		действующий (мгновенный) уровень – уровень моря в данный физический момент.
			Положение ДУ относительно НГ (НТУ) определяет величину прилива;
	hПВ	–	высота полной воды
			(34.3)
	hМВ	–	высота малой воды
			(34.4)
	hПВ (hМВ) –
			разница между фактической глубиной моря в ПВ (МВ) и глубиной НК указанной на
			карте;
	НПВ	–	глубина моря в полную воду
			(34.5)
	НМВ	–	глубина моря в малую воду
			(34.6)
			глубина моря с карты
	НК	–	(34.7)
			– основное уравнение глубины моря;
	НЗ	–	глубина моря в заданный момент
			(34.8)
	hЗ	–	высота воды (прилива) в заданный момент;