Визуальные наблюдения над характеристиками волнения.

Элементы волнения: высота волны, длина волны, период волны, направление распространения волны, скорость волны, крутизна волны, тип волнения, форма волнения, степень волнения, состояние поверхности моря

Визуальные наблюдения за волнением заключаются в глазомерной оценке следующих элементов волнения: степени, состояния поверхности моря, типа и формы волнения, высоты, периода, направления и скорости распространения волнения.

Степень волнения определяется по высоте наблюдаемых высот волн с округлением до 0,25 м- при высоте волн до 1,5 м; до 0,5 м- при высоте волн от 1,5 до 4 м; до 1 м- при высоте волн более 4 м. Наибольшая высота волн определяется по оценке пяти наиболее заметных крупных волн, прошедших перед глазом наблюдателя в течение 5 мин. Высота волн определяется на глаз, по последовательным отметкам гребня и подошвы на борту судна или по визуальной проекции гребня на надстройки или мачты судна.

Состояние поверхности моря (с.п.м.) определяется по десятибалльнойсистеме от 0 до 9.По с.п.м. можно судить о силе ветра.

Определение состояния поверхности моря производится только при ветре. Тип волнения обычно определяют по следующим признакам.

Ветровое волнение - подветренный склон волн более крутой, чем наветренный. Верхушки гребней волн обычно заваливаются, образуя пену, или даже срываются сильным ветром. Направления ветровых волн и ветра приблизительно совпадают.

Зыбь - волны имеют правильную форму, пологи и имеют длинные гребни, направления волн зыби и ветра могут не совпадать.

Мертвая зыбь распространяется при безветрии.

Смешанное волнение наблюдается при одновременном присутствии на водной поверхности ветрового волнения и зыби, причем направление распространения этих типов волн может не совпадать. Этот тип волнения чаще всего встречается в открытом море. Запись в книжке наблюдений производится в виде дроби, например, вв/з, причем в числителе ставится преобладающий тип.

Форма волнения определяется по расположению на поверхности моря гребней и впадин волн. Волны зыби и хорошо развитые ветровые волны при большой степени волнения являются примером регулярного волнения, когда на водной поверхности хорошо заметны сравнительно длинные гребни, следующие в виде параллельных валов друг за другом. При нерегулярном волнении гребни волн разорваны на отдельные части неодинаковой высоты и длины по фронту движения, расстояние между соседними гребнями волн больше, чем длина этих гребней по фронту движения.

Направление распространения волн может быть определено путем непосредственного пеленгования по судовому компасу и фиксируется по восьми румбам: С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, 3, СЗ. При этом следует отметить, что на поверхности воды чайки, как правило, сидят носом на волну. Кроме того, необходимо учитывать, что направление указывается в соответствии с тем, откуда идут волны.

Длина волны определяется путем сравнивания с длиной судна. При длине волны больше длины судна с кормы вытравливается буек на такое расстояние, чтобы он находился на гребне волны, когда второй гребень находится под наблюдателем.

Период волнения определяется путем засечки секундомером времени прохождения через определенную, четко зафиксированную на поверхности моря, точку одиннадцати последовательно следующих друг за другом гребней волн. Затем это полученное время делят на десять и получают период волнения.

Устройство термоглубомера.

Если в глубоководном опрокидывающемся термометре разгерметизировать наружный стеклянный кожух в его нижней части со стороны резервуара основного термометра, то в таком незащищенном от давления термометре длина столбика ртути в капилляре будет изменяться не только под влиянием температуры, но и в результате меняющегося гидростатического давления. Такое устройство получило название термометр глубомер ТГМ. В конструкции ТГМ предусмотрено отверстие в его верхней части для стока воды, а резервуар его основного термометра отогнут и располагается вдоль капилляра для уменьшения общей длины глубомера. Одновременно с ТГМ на ту же глубину опускается обычный глубоководный термометр.

Отсчет по глубоководному термометру дает истинную температуру воды на данном горизонте, а отсчет по ТГМ искажен влиянием давления, поэтому значение последнего может быть рассчитано по разности показаний обоих термометров.

Билет№6

Понятие о классе точности. Точность регистрации океанографической информации.

Классы точности средств измерения - обобщенная характеристика средств измерений, служащая показателем установленных для них государственными стандартами пределов основных и дополнительных погрешностей и других параметров, влияющих на точность.

Судовые волнографы.

Всегда существовала насущная необходимость в волнографе, размещаемом непосредственно на борту судна и используемом для исследования механизма возникновения, развития и затухания ветрового волнения, а также поведения судна при различном волнении как на ходу, так и в дрейфе. Измерение характеристик волнения с борта судна можно производить с помощью альтиметров, электродных волнографов, стереофотоаппаратуры и т.п., но в любом случае требуется введение поправок на качку судна. Большое распространение в океанологической практике в качестве судового волнографа получил прибор, предложенный М.И. Такером.

Волнограф Такера позволяет измерять на малом ходу судна, с судна, лежащего в дрейфе или стоящего на якоре, гидростатическое давление в фиксированной точке на небольшой глубине датчиком волнения, встроенным в обшивку судна в плоскости его центра тяжести, и вертикальное перемещение этой точки акселерометром с двойным интегрированием выходного сигнала.

Прибор монтируется посередине корпуса примерно на 3 м ниже ватерлинии. Гидростатическое давление через отверстие в корпусе судна воздействует на тензометрический датчик, который преобразует это давление в электрический сигнал. Изменение гидростатического давления в этом случае зависит от высоты волны и мгновенного положения судна относительно его положения покоя (качка судна). Для исключения влияния качки судна на выходной сигнал датчика давления рядом с ним на кардановом подвесе помещен тщательно установленный вертикальный акселерометр. С помощью RC-фильтров и других электрических цепей осуществляется двойное интегрирование выходного напряжения акселерометра. В результате на выходе акселерометра получают сигнал, определяющий мгновенную высоту датчика давления. Таким образом, влияние вертикальных перемещений судна исключается из показаний датчика гидростатического давления.

Если прибор установлен на наветренном борту судна, то вследствие эффекта отражения волны будет регистрироваться завышенная высота волн, а при установке на подветренном борту— заниженная. Для исключения подобного эффекта датчики размещают на обоих бортах судна, при этом регистрируется среднее арифметическое из показаний двух приборов. Кроме того, во время измерений рекомендуется судно устанавливать носом на волну, что также уменьшает влияние подобного эффекта. Но в любом случае корпус судна деформирует волны в месте установки датчиков. Таким образом, по результатам расчетов и экспериментов случайная погрешность измерения высот волн волнографом Такера достигает 10 %, а волны с периодом менее 4 с вообще не регистрируются.

Волнограф судовой ГМ-62 предназначен для измерения высот и периодов волн с судна в открытом море. Кроме того, он может использоваться для регистрации вертикальной качки той части судна, где подвешены датчики, т.е. линейных колебаний этой части вдоль вертикальной оси.

В качестве преобразователя волновых колебаний в электрические сигналы используется струнный (резистивный) датчик в виде безокисной нихромовой проволоки длиной 15-20 м и диаметром 0,3 мм, натянутой вертикально и погруженной в воду примерно на половину своей длины. При этом выходной сигнал проволочного датчика является линейной функцией двух переменных: волновых колебаний водной поверхности и вертикальных колебаний самого датчика, вызванных качкой судна. Для измерения вертикальных колебаний проволочного датчика в точке, где он установлен, помещается еще датчик гидростатического давления— датчик качки. Он является модификацией датчика волнографа ГМ-16, в котором упрощена конструкция, увеличена надежность, а масса доведена до 22 кг при небольших изменениях его габаритов (95х400 мм) за счет совмещения дополнительного груза с корпусом датчика. Датчик качки, так же как и датчик ГМ-16, опускают в воду на глубину более половины длины волны. Проволочный датчик наматывают крутой, спиралью (один виток на 25 см) на жгут проводов датчика качки. Оба эти датчика имеют линейные характеристики, равные чувствительности, равные и равные постоянные выходные сопротивления измерительных схем (100 Ом). Обеспечение этих требований является обязательным условием дл
правильного суммирования по методу сложения токов выходных напряжений соединенных параллельно датчиков.

Таким образом, волнограф ГМ-62 состоит из проволочного датчика волновых колебаний, датчика гидростатического давления (датчика качки) с линией связи, подъемного устройства, электромеханической лебедки с токоприемником, блока питания и контроля, измерительного блока, аналогового регистратора.

Датчики волнографа подвешиваются на крамболе по носу или корме судна на расстоянии (в зависимости от водоизмещения) 3-7 м от него. Место расположения датчиков обусловлено тем, что при положении судна на малом ходу (1-2 узла) набегающие на него волны не деформируются корпусом судна на некотором от него расстоянии.

В Московском инженерно-физическом институте разработана «Система путевого измерения характеристик волнения океана», предназначенная для измерения волнения на ходу судна и состоящая из: датчика волнения, датчика качки судна, двух аналого-цифровых преобразователей, блока вывода информации на магнитную ленту, магнитного накопителя и компьютера.

Датчиком волнения системы служит емкостный датчик, емкость которого образована отрезком изолированной длинной линии (кабель-трос), погруженной на половину своей длины в воду, и бортом судна. Кабель-трос включен в автогенераторную схему. Выходной сигнал генератора пропорционален емкости кабель-трос — борт судна, которая в свою очередь является линейной функцией профиля волны.

Движение судна в море принято рассматривать как движение твердого тела с шестью степенями свободы, при этом в данном случае нас интересуют три основные: бортовая, килевая и вертикальная качки. К сожалению, учесть все три типа качки возможно лишь при усложнении системы измерения и алгоритма обработки. Такие волнографы, несмотря на различие способов измерения, имеют погрешность в пределах 1—5 % и теоретически неограниченный диапазон измерения высот волн.

Подобные волнографы имеют большой разброс значений ошибок измерения — от 1,5 до 20 % — и диапазон измерения высот волн около 20 м. Промежуточное положение занимают автономные волнографы, не имеющие механической связи с другими телами. Устройства такого типа имеют меньшую точность, чем стационарные волнографы, но заметно меньший разброс погрешностей измерений (1,5—4 %).

Наиболее универсальными, по-видимому, следует считать автономные волнографы, которые можно использовать для измерений как в прибрежной зоне, так и в открытом море.

Универсального волнографа для океанологических исследований не существует.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: