Az árapály számítása az a módszer, amelyet a tengeri hajózásban használnak a víz magasságának becsléséhez egy helyen és egy adott pillanatban, a vízrajzi irodák által a referenciapontokra vonatkozóan készített árapály-előrejelzések alapján, és a könyvtárakba rögzítve.
Az árapály a Hold és a Nap vonzerejének a tengereken és óceánokon , valamint az ebből eredő víztömegek mozgásának eredménye. Mivel a dagályok és a dagályok gyakorisága nem 12 óra, hanem átlagosan 12 óra és 25 perc Franciaország szárazföldjén, meg kell jósolni - a csillagok helyzetének köszönhetően - az árapály idejét figyelemre méltó helyeken, nagyobb kikötőkben, és rögzítse őket egy könyvtárba. A navigátor ezen adatok alapján megtudja, hogy képes-e vízhez jutni anélkül, hogy zátonyra futna ( mélység kiszámítása) adott helyen és időben), vagy ha áthaladhat egy híd alatt (a híd alatti szabad magasság kiszámítása).
Az elméleti árapály hosszú időre előre kiszámítható, mivel szél hiányában és állandó légköri nyomáson az állandó jellemzőktől függ:
Az árapályok előrejelzéséért felelős szolgálatok (Franciaországban a SHOM ) ismételt megfigyelések révén olyan modelleket fejlesztettek ki, amelyek lehetővé teszik a jövőbeni árapályok idejének és magasságának kiszámítását. Ezek a modellek folyamatosan fejlődnek, és finomításra kerültek a számítási teljesítmény fejlődésével, a megvalósítandó egyenletek kutatásával és a műholdaknak köszönhetően nagyon pontos óceánfelszín magasságmérési adatok megjelenésével. 1991 óta a harmonikus képletet használja a SHOM arra, hogy kiszámolja az órákat és a magasságokat a Dagály könyvtárban megjelenő fő kikötők környezetében. Korábban Laplace képletét használták.
Harmonikus képlet:
val vel:
Az árapály-magasságokat Franciaországban a vízrajzi nulla vonatkozásában jelzik, amely közel van a legalacsonyabb szinthez, amelyet a tenger elméletileg elérhet, vagyis a tengerszint az apály idején 120-as együtthatóval (a legmagasabb dagály együtthatója).
Az árapályt egy helyen és egy adott napon az alábbiak határozzák meg:
A Franciaországban , a nagysága a dagály képest átlagos értéke jelzi az árapály együttható kifejezett századmásodpercekben, amely értéket vesz fel a 20 és 120. Ez együttható megfelel annak az aránynak, a Brest , a félig árapály. - a harmonikus képlet napi értéke elosztva a napéjegyenlőség tavaszi dagályainak árapálytartományának átlagértékével. A haditengerészet vízrajzi és okeanográfiai szolgálata (SHOM) határozza meg.
A nyílt tenger vízmagasságából is meghatározható:
val vel:
Franciaországban az árapályi együtthatókat Brest kikötőjére számítják ki, és az Atlanti-óceán és a Csatorna partjainál azonosnak tekintik, mivel az őket elérő árapályhullám csak kissé zavart. Ez azonban közelítés. Az egység magassága az átlagos értéke az amplitúdó a legnagyobb kiömlött, vagyis a dagály vadvízi équinoxiales. Brestben 6,10 métert ér .
Az alábbiakban bemutatott módszerek mindegyike nem egyenlő. Különböző közelítések vonatkoznak rájuk, a specifikáció szerint. Ezért szükséges a legpontosabb kiválasztása és a pilóta lábának alkalmazása az elért eredményekhez. A franciaországi árapályokról szóló kézikönyv a SHOM által kiadott dagálykönyv .
Mielőtt bármilyen számítást megkísérelne, fontos tudni, hogy Ön milyen időközönként tartózkodik. A SHOM könyvtár az év folyamán egyetlen időpontot, az UTC + 1-et fogadott el. Ez hibaforrás, főleg nyáron, amikor a törvényes idő UTC + 2 lesz.
Ezután következik a helység problémája. Milyen kikötőbe érkezek? Fő kikötő? Csatolt port? Miután ez az elem rögzült, a legpontosabb számítási módszert kell választani.
Négy görbe van megadva minden fő port számára, ezek a görbék nem egészítik ki pontosan egymást:
A kiválasztás aszerint történik, hogy:
A görbék megadása egy f tényezőt ad, amely megegyezik az árapály tartomány százalékával, és 0 (apály) és 1 (dagály) között változhat . Ezt a tényezőt meg kell szorozni az árapály tartományával és a kapott eredményt hozzá kell adni az alacsony víz magasságához, majd a kívánt időben megkapjuk a víz magasságát.
Meg kell jegyezni, hogy a nagyvíz magassága mindig megegyezik az apályvíz által megnövelt alacsonyvízmagassággal.
PéldaKapok egy tényezőt .
A kívánt vízmélység megegyezik H = ( * árapálytartomány) + alacsony vízmagassággal
Ha a napi együttható 70 körül van (a forrásvíz és a nyersvíz közötti csukló-együttható), akkor ebben az esetben tanácsos egy tényezőt a VE görbével, majd egy másik tényezőt az ME görbével számolni , és végül a tényezőt (átlag és / ) a számítás befejezéséhez.
Numerikus példaEzt a számítási módszert részletesen a SHOM dagálykönyvtárai tartalmazzák.
Megjegyzés: Saint-Malo és Le Havre kikötői az év minden napjára óránkénti víztömeg-táblákat tartalmaznak. Ezért a standard görbéket, amelyek ebben az esetben kevésbé pontosak, el kell kerülni. Ezekben a kikötőkben a vízmagasságot a vízmagasság lineáris interpolációjával számítják ki két forduló óra között.
A harmonikus módszert a csatolt portoknál alkalmazzák, mert nem adnak hozzájuk szabványos görbét. Az egyik asszimilálja a víz magasságának időbeli változását egy szinuszos alakra. A vízszintet egy adott időpontban, vagy azt az időpontot, amikor a vízszint eléri, az alábbi két képlet egyikének alkalmazásával lehet megkapni.
Az első megközelítés az árapály hullámának egyszerű modellezéséhez az, hogy szinuszosnak tekintjük. Itt vannak az úgynevezett harmonikus módszer képletei:
val vel:
Modellezzük az árapály hullámát egy szinuszos függvény segítségével. Azt akarjuk, hogy a t = 0 pillanat egybeessen a dagályral, ezért a koszinuszt fogjuk használni.
vagy
A két adott idő közötti magasságváltozás tehát felírható:
Ahogy a dagály, a második koszinusz is egyenlő 1-vel. Ezért jön:
A szinusz négyzetének csökkentésére szolgáló képletnek köszönhetően:
honnan
Ahogy kijavítottuk , megtettük
Végül megtaláljuk:
Ha most alacsony vizet veszünk referenciaidőnek, akkor szükséges, hogy egybeessen a koszinusz minimumával. Tehát csak vegye az ellenkezőjét annak a modellnek, amelyet vettünk. Ezután:
Szigorúan ugyanazon módszerrel jutunk el:
Ezért arra a következtetésre juthatunk, hogy a választott referenciától (PM vagy BM) függetlenül a vízmagasság változása a jel kivételével azonos. De a szinusz négyzettel elveszítjük az információkat, a jelét . Más szavakkal, ha a vizsgálat ideje a referenciaként vett árapály előtt van, ezt nem vesszük figyelembe, akkor megkapjuk a kívánt eredmény abszolút értékét. Tehát minden esetben elemeznie kell a helyzetet, hogy megtudja, kivonja vagy hozzáadja a magasságváltozást. Következésképpen nincs értelme az első esetben kapott negatív előjel megtartásának. Megtartunk egy egyedi képletet, ahol a szögeket fokban fejezzük ki:
Ez a módszer egy szinusz közelítéséből áll egy darabokkal definiált affin függvény segítségével, amelyek mindegyik intervalluma egy árapály órát ér . Ezt úgy definiálják, mint az egymást követő nyílt és mély tenger közötti időt, elosztva 6-mal. Ezt a módszert nem egy fő kikötőre kell alkalmazni, hanem csak egy csatolt kikötőre. Közelítése ellenére továbbra is különféle tanfolyamokon oktatják, különösen az offshore engedély vizsgálata során.
Így a vízszint relatív változása az árapály-tartomány körülbelül 1/12-e az első árapály óra alatt, 2/12 a második alatt, majd 3/12, 3/12, 2/12, 1/12.
PéldaAlkalmazás egy csatolt porton, amelynek javított adatai a következők:
vagy 323 perc dagály; az árapály óra (323/6) = 54 perc
a különbség (árapály-tartomány) 9,05 m (= 11,3 - 2,25)
this Ennek az értéknek 1/12 része = 75,42 cm
A következő vízmagasság-táblázatot adja meg:
Óra | Magasság | Relatív variáció | vagy magassága (hozzáadandó a BM vízmagassághoz) | Az árapály állapota |
5:53 | 2,25 m | apály | ||
6:47 reggel | 3,00 m | +1/12 | Az árapály tartomány 1/12 része | |
7:41 | 4,51 m | +2/12 | 3/12 = az árapály tartomány 1/4-e | Az árapály 1/4-e |
Reggel 8:35 | 6,78 m | +3/12 | 6/12 = az árapály tartomány 1/2 | félárapály |
9:29 reggel | 9,04 m | +3/12 | 9/12 = az árapály tartomány 3/4-e | Az árapály 3/4-e |
10:23 reggel | 10,55 m | +2/12 | 11/12 = árapály-tartomány - 1/12 | |
11:16 | 11,30 m | +1/12 | 12/12 = árapály tartomány | mélytengeri |
Ugyanazon elv alapján, mint a tizenkettedik módszer, amely a szinuszgörbe közelítése, grafikusan megtalálhatjuk a víz magasságát az árapály órájának függvényében, és fordítva félkör rajzolásával.
Vegyünk egy félkört:
A félkör t pontjának az átmérőre (a koszinuszra ) vetített vetülete tehát megfelel a víz t időbeli magasságának.
Amikor információt keres a csatolt portokhoz, vagyis azokhoz a portokhoz, amelyekhez nem tartozik tipikus görbe, akkor a fő port adataihoz szükséges korrekciókat végezni az árapály-könyvtárban megjelenített idők és magasságok tekintetében.
A SHOM csak egy módszert javasol. Minden fő portnál megjeleníti a csatolt portok listáját.
A tavaszi és a dagály-dagályoknak megfelelő átlagos időket a fő kikötőhöz írják fel. Az alábbi példa megemlíti a Dieppe fő portját és a hozzá csatlakozó két portot.
A mai dagályos és apályi adatok leolvasásakor a következő szabályokat külön kell alkalmazni dagályra és apályra.
Példa az adatok számítására a Le Tréportnál, ha ma a Dieppe-ban az adatok a következők:
DÉLUTÁN | BM |
---|---|
16:00. | 10:18. |
8,00 m | 1,70 m |
Dagály 16:00, ez a menetrend több mint 2 órát jelent az átlagos dagály óráktól (12:40) vagy a dagálytól (18:20). A magas vízórák korrekciója a forrásvíz (+0 óra 15 perc) és a nyers víz (+0 óra 25 perc) korrekcióinak átlaga lesz, +0 óra 20 perc lesz.
A vízmagasság korrekciójához interpolálni kell.
A 9,3 m vízmagasság +1,15 m korrekciót eredményez,
a 7,4 m vízmagasság +0,70 m korrekciót eredményez.
Ma a vízmagasság 8,00 m , ami korrekció +0,842 m (+0,84-re kerekítve).
Apály 10:18, ez az ütemterv több mint 2 órát jelent a tavaszi (19: 30-kor) vagy a dagály (0 óra 50) átlagos apály-óráihoz képest. Az órák korrekciója a forrásvíz korrekcióinak átlaga (+0 óra 20 perc) és az apály (+0 óra 15 perc) +0 óra 17,5 perc lesz (+0 óra 18 percre kerekítve).
A magasság korrekciójához interpolálni kell.
A 2,5 m vízmagasság +0,50 m korrekciót eredményez.
A 0,8 m vízmagasság +0,20 m korrekciót eredményez.
Ma a vízmagasság 1, 70 m , ami korrekcióként +0,36 m.
A Le Tréport táblázata a következő:
DÉLUTÁN | BM |
---|---|
16:20. | 22:36 |
8,84 m | 2,06 m |
A mélység egy adott helyen egy adott időpontban a víz aljától a felszínéig terjedő távolság. A mélység (P) kiszámításához tehát az eljárás a következő:
Bizonyos légköri jelenségek befolyásolhatják a víz magasságát, következésképpen a mélység kiszámítását:
Az általános adatok az átlagos légköri nyomásra ( 1013 hPa ) érvényesek. Ezek a vízmélységek nagyobbak, ha a légköri nyomás alacsony, és alacsonyabb nagy nyomás esetén. Ezek a különbségek az egyes helyektől függenek, és ezek meghatározásához nincs egyszerű matematikai szabály. A SHOM szerint 10 cm-rel korrigálni kell őket , az átlagos nyomástól eltérően 10 hPa-ra. Példák:
Franciaországban a Földközi-tengeren nagyon alacsony az árapálytartomány. Legmagasabb a Saint-Malo / Granville régióban, és az Atlanti-óceán partja mentén csökken. Íme néhány példa:
Forrásvíz: 116-os együttható (116 a legnagyobb árapály-együttható 2006-ban)
Holtvíz: 28. együttható (28 a legkisebb árapály-együttható a 2006. évre)