Воздействие ветра на поверхность моря.
При сильном встречном ветре резко возрастает сопротивление воздуха, приводящее к потере скорости судна. Если при штиле доля сопротивления воздуха в общем балансе сопротивления движению судна для транспортных судов составляет всего 1,5—3%, то при скорости встречного ветра 15—20 м/сек она составляет 10—20%. Удельное давление ветра в килограммах на 1 м площади парусности плоских поверхностей определяется по формуле
Р= 1/2С rW (38)
С — безразмерный коэффициент, зависящий от формы обтекаемого тела;
r — массовая плотность воздуха;
W —скорость воздушного потока (кажущегося ветра). В среднем коэффициент С =1,3.
r == 1/8 кг • м -4 сек2, получим
Р =0,08 W2. (39)
При попутном ветре воздушное сопротивление уменьшается и скорость судна несколько возрастает, однако при попутном ветре силой 4 балла и более происходит не увеличение, а падение скорости, так как возбуждаемое ветром волнение значительно увеличивает гидродинамическое сопротивление.
Как известно из курса навигации, ветер вызывает дрейф судна. При дрейфе возрастает гидродинамическое сопротивление и скорость судна уменьшается. Одновременно ухудшаются условия работы движителя вследствие косого натекания потока воды. При движении судна с дрейфом возникают дополнительные погрешности в работе гидродинамического лага. Сила давления ветра на судно приложена не к центру тяжести, а к центру парусности надводной части судна и, следовательно, вызывает кренящий и разворачивающий моменты. Кренящие моменты от действия ветра являются основным фактором, учитываемым при нормировании остойчивости судов; судно должно обладать восстанавливающими моментами большими, чем кренящие.
В зависимости от положения центра парусности под действием ветра судно разворачивается либо по ветру (уваливает), либо на ветер (приводится). Чтобы воспрепятствовать развороту судна и удержать его на курсе, приходится перекладывать руль. Однако при большой скорости ветра на определенных курсовых углах уже не удается с помощью руля создать разворачивающий момент, равный или превышающий разворачивающий момент от силы ветрового давления. В этом случае судно теряет управляемость.
Сильный ветер снижает работоспособность людей на судне и, в частности, затрудняет действия судоводителя на мостике. При сильном ветре трудно производить пеленгование, измерять высоты светил. Ветер “слепит” судоводителя.
С целью обеспечения нормальных условий работы на мостике принимают специальные, конструктивные меры по ветрозащите. Степень ветрозащищенности того или иного участка судна оценивается отношением измеренной на нем скорости ветра к скорости кажущегося ветра. Чем меньше это отношение, тем выше качество ветрозащиты. ОГЛАВЛЕНИЕ
ВЫБОР МАРШРУТА
Рассмотрим варианты выбора маршрута на примере рейсов из Ла-Манша во Флоридский пролив (рис 3.1). Нанесенный на этом рисунке путь 1 а является ортодромией. После того как судно шло по этому пути два дня, погода ухудшилась. Дальнейшее плавание по дуге большого круга протекало бы при неблагоприятных условиях, поэтому судно отклонилось на юг и следовало по пути 1б. Обход составил 280 миль, однако это окупилось лучшими условиями плавания.
Путь 2а — климатический путь, который длиннее пути 1а на 294 мили, но, как правило, в районе, где он проходит, постоянно сохраняется хорошая погода. После полутора суток пути выяснилось, чти метеорологическая обстановка и долгосрочные прогнозы позволяют рассчитывать на хорошую погоду и в области, лежащей к северу от пути 2а. Планировавшийся до этого обход уже не дает никаких преимуществ по сравнению с более коротким путем, и капитан решил идти севернее Азорских островов по кратчайшему пути, на котором по сравнению с запланированным путем 2а при одинаково хороших условиях погоды экономится 140 миль пути.
В первом случае судно выбрало более длинный путь, чем предполагалось ранее, чтобы воспользоваться лучшими условиями погоды, а во втором отказалось от обхода, так как благоприятная погода позволила продолжить плавание кратчайшим по расстоянию путем. Следует отметить, что принятие подобных решений возможно лишь на основании долгосрочных прогнозов, которые не всегда известны капитанам судов. ОГЛАВЛЕНИЕ
Источник
Ученые выяснили, как ветер влияет на распространение речной воды в море
ТАСС, 27 января. Ученые впервые установили, как скорость и направление ветра влияют на положение и размер речного плюма — опресненного слоя воды, формирующегося в месте впадения реки в море. Полученные данные важны для моделирования того, как содержащиеся в речных водах мусор, нефтепродукты и прочие загрязнения будут распространятся в море,пишет пресс-служба Российского научного фонда. Результаты исследования опубликовал научный журнал Frontiers in Marine Science.
«Ученые из Института океанологии им. Ширшова впервые напрямую измерили эту зависимость и узнали, что при изменении направления ветра плюм может полностью перестроиться за 10-20 минут. Речные стоки выносят огромное количество загрязнений: нефтепродуктов, пестицидов, тяжелых металлов и пластикового мусора, распространение которых в море определяется динамикой речных плюмов», — говорится в сообщении.
Как отмечают исследователи, речная вода не сразу перемешивается с морской из-за разницы солености и плотности, поэтому она фактически растекается поверх моря. Несмотря на то, что объем всех речных вод, впадающих в Мировой океан, невелик по сравнению с объемом прибрежных морских вод (около 0,05%), речные плюмы занимают до 20% всей площади шельфа Мирового океана. Поэтому плюмы играют роль связующего звена между материковыми и океаническими природными системами.
В течение последних десятилетий ученые активно исследовали отклик речных плюмов на ветровое воздействие, однако практически все работы были основаны на численном моделировании. Провести непосредственные измерения того, как именно это происходит в природе, очень сложно, поэтому многие ключевые аспекты этого процесса оставались неизвестными. Первыми влияние ветра на динамику речного плюма на основе прямых измерений исследовали сотрудники Института океанологии им. Ширшова и Центра морских исследований МГУ им. Ломоносова.
С помощью квадрокоптеров ученые провели аэрофотосъемку плюма реки Бзыбь, впадающей в Черное море. Оказалось, что внешняя граница плюма движется примерно в 20 раз медленнее, чем дует ветер, и реагирует на его изменение довольно быстро, в течение 10-20 минут. Если ветер умеренный (менее 5 м/с), при развороте его направления плюм полностью перестраивается в течение нескольких часов, вплоть до смены вдольберегового направления распространения на 180 градусов.
«Наши измерения принципиально важны для понимания и моделирования того, как речные воды распространяются в море и перемешиваются с ним и как этот процесс меняется со временем. Для рек Черноморского побережья и других густонаселенных районов это в первую очередь связано с антропогенными загрязнениями в прибрежной зоне моря: с речным стоком выносится огромное количество нефтепродуктов, пестицидов, тяжелых металлов, пластикового мусора. Кроме того, материковые стоки влияют на гидрофизическую структуру и динамические процессы в прибрежных водах, поэтому полученная информация ценна для океанологических, климатических и экологических исследований», — сказал руководитель проекта Александр Осадчиев.
Источник