Výpočet přílivu je metoda používaná v námořní plavbě odhadnout výšku vody v místě a v daném okamžiku, od přílivu předpovědí učiněných hydrografických úřadů pro referenční body, a zaznamenány v adresářích.
Tyto vlny jsou výsledkem přitažlivosti Měsíce a Slunce na mořích a oceánech a pohyb vodních mas, které vyplývají. Protože periodicita přílivu a odlivu není v kontinentální Francii 12 hodin, ale průměrně 12 hodin a 25 minut, je nutné předpovědět - díky poloze hvězd - přílivové časy na pozoruhodných místech, v hlavních přístavech, a zaznamenat je do adresáře. Navigátor pomocí těchto údajů zjistí, zda může dosáhnout vody bez rizika najetí na mělčinu (výpočet hloubky v daném místě a čase) nebo pokud může projít pod mostem (výpočet světlé výšky pod mostem).
Teoretický příliv lze vypočítat dlouhou dobu předem, protože při absenci větru a při konstantním atmosférickém tlaku závisí na konstantních charakteristikách:
Prostřednictvím opakovaných pozorování vyvinuli útvary odpovědné za předpovídání přílivu a odlivu (ve Francii SHOM ) modely umožňující vypočítat časy a výšky budoucích přílivů a odlivů. Tyto modely se neustále vyvíjejí a byly zdokonaleny vývojem výpočetní síly, výzkumem rovnic, které mají být implementovány, a výskytem velmi přesných údajů o výšce oceánských povrchů díky satelitům. Od roku 1991 je to harmonický vzorec, který používá SHOM k výpočtu hodin a výšek v okolí hlavních portů, které se objevují v adresáři Tidal. Dříve se používal Laplaceův vzorec.
Harmonický vzorec:
s:
Výšky přílivu a odlivu jsou ve Francii indikovány ve vztahu k hydrografické nule, která se blíží nejnižší úrovni, kterou může moře teoreticky dosáhnout, tj. Hladině moře v době odlivu s přílivem koeficientu 120 (koeficient nejvyššího přílivu).
Příliv a odliv na místě a v daný den je definován:
Ve Francii je velikost proudu ve vztahu k průměrné hodnotě je indikován přílivové koeficientem, vyjádřené v setinách, který bere hodnotu mezi 20 a 120. Tento koeficient odpovídá poměru, v Brest , v polo rozmezí přílivu a odlivu. - den harmonického vzorce vydělený střední hodnotou přílivového rozsahu pro jarní přílivy rovnodennosti. Je definována hydrografickou a oceánografickou službou námořnictva (SHOM).
To lze také definovat z výšky vody na otevřeném moři:
s:
Ve Francii se přílivové koeficienty počítají pro přístav Brest a považují se za totožné na pobřeží Atlantiku a Lamanšského průlivu, protože přílivová vlna, která k nim dosáhne, je narušena jen mírně. Toto je však přibližné. Výška jednotka je průměrná hodnota amplitudy z největších úniků, to znamená, že příliv divoké équinoxiales. V Brestu to stojí 6,10 m .
Ne všechny níže uvedené metody jsou vytvořeny stejné. Jak je uvedeno, podléhají různým aproximacím. Je proto nutné zvolit nejpřesnější a k dosaženým výsledkům přiložit nohu pilota . Příručka o přílivu a odlivu ve Francii je adresář přílivu a odlivu vydávaný společností SHOM .
Před provedením jakéhokoli výpočtu je důležité vědět, ve kterém časovém úseku se nacházíte. Adresář SHOM přijal jediný čas v průběhu roku, UTC + 1. To je zdroj chyb, zejména v létě, kdy se zákonný čas stane UTC + 2.
Pak přichází problém lokality. Ve kterém přístavu přijedu? Je to hlavní přístav? Připojený port? Po opravě tohoto prvku je třeba zvolit nejpřesnější metodu výpočtu.
Pro každý hlavní port jsou k dispozici čtyři křivky, tyto křivky se navzájem přesně nedoplňují:
Výběr se provádí podle toho, zda:
Zadání křivek poskytuje faktor f, který je ekvivalentem procenta rozsahu přílivu a odlivu, může se pohybovat od 0 (odliv) do 1 (příliv). Tento faktor vynásobený přílivovým rozsahem a dosažený výsledek musí být přidán k výšce nedostatku vody a poté získáme výšku vody v požadovaném čase.
Je třeba poznamenat, že výška vysoké vody se vždy rovná výšce nízké vody zvýšené o přílivový rozsah.
PříkladMám faktor .
Požadovaná hloubka vody se rovná H = ( * přílivový rozsah) + nízká výška vody
Pokud je denní koeficient kolem 70 (součinitel závěsu mezi pramenem a mrtvou vodou), je v tomto případě vhodné vypočítat faktor podle křivky VE, pak další faktor podle křivky ME a nakonec použít faktor (průměr a ) pro dokončení výpočtu.
Numerický příkladTato metoda výpočtu je podrobně uvedena v přílivových adresářích SHOM.
Poznámka: Přístavy Saint-Malo a Le Havre mají tabulky výšky vody dané hodinu po hodině pro všechny dny v roce. Je tedy třeba se vyhnout standardním křivkám, v tomto případě méně přesným. Výšky vody v těchto přístavech se počítají lineární interpolací výšek vody mezi dvěma kulatými hodinami.
Harmonická metoda se používá pro připojené porty, protože pro ně není dodávána žádná standardní křivka. Jeden asimiluje změnu výšky vody v čase na sinusoidu. Hladiny vody v daném čase nebo doby, kdy je hladina vody dosažena, se získá pomocí jednoho ze dvou níže uvedených vzorců.
První aproximace provedená jednoduchým způsobem pro modelování přílivové vlny je považovat ji za sinusovou. Zde jsou vzorce takzvané harmonické metody:
s:
Pojďme modelovat přílivovou vlnu pomocí sinusové funkce. Chceme, aby se okamžik t = 0 shodoval s přílivem. Použijeme proto kosinus.
nebo
Výšku výšky mezi dvěma danými časy lze tedy zapsat:
Jak je příliv, druhý kosinus se rovná 1. Proto přichází:
Díky vzorci pro zmenšení čtverce sinusu máme:
odkud
Jak jsme opravili , máme
Nakonec zjistíme:
Pokud nyní vezmeme jako referenční čas málo vody, je nutné, aby se to shodovalo s minimem kosinu. Vezměte tedy opak modelu, který jsme vzali. Pak máme:
Důsledně stejnou metodou jsme dospěli k:
Můžeme tedy dojít k závěru, že bez ohledu na zvolenou referenci (PM nebo BM) je změna výšky vody stejná, kromě znaménka. Ale sinus na druhou způsobí, že ztratíme informace, znamení . Jinými slovy, pokud je doba studie před přílivem považovaným za referenční, nebude to bráno v úvahu, budeme mít absolutní hodnotu požadovaného výsledku. Takže ve všech případech musíte analyzovat situaci, abyste věděli, zda odečíst nebo přidat odchylku výšky. Proto nemá smysl zachovávat záporné znaménko získané v prvním případě. Zachováme jedinečný vzorec, kde jsou úhly vyjádřeny ve stupních:
Tato metoda spočívá v aproximaci sinusu afinní funkcí definovanou kusy, přičemž každý interval má hodnotu přílivové hodiny . To je definováno jako čas mezi po sobě jdoucími volnými a nízkými moři, dělený 6. Tato metoda by neměla být aplikována na hlavní přístav, ale pouze na připojený port. Navzdory své aproximaci zůstává vyučován v různých kurzech, zejména při zkouškách offshore licence.
Relativní změna hladiny vody je tedy přibližně 1/12 rozsahu přílivu a odlivu během první přílivové hodiny , 2/12 během druhé a poté 3/12, 3/12, 2/12, 1/12.
PříkladAplikace na připojeném portu, jehož opravená data jsou následující:
nebo příliv 323 minut; doba přílivu je (323/6) = 54 minut
rozdíl (přílivový rozsah) je 9,05 m (= 11,3 - 2,25)
⇒ 1/12 této hodnoty = 75,42 cm
Což dává následující tabulku výšek vody:
Hodina | Výška | Relativní variace | buď výška (připočte se k výšce vody BM) | Stav přílivu |
5:53 | 2,25 m | odliv | ||
6:47 | 3,00 m | +1/12 | 1/12 rozsahu přílivu a odlivu | |
7:41 | 4,51 m | +2/12 | 3/12 = 1/4 rozsahu přílivu a odlivu | 1/4 přílivu |
8:35 | 6,78 m | +3/12 | 6/12 = 1/2 rozsahu přílivu a odlivu | poloviční příliv |
9:29 | 9,04 m | +3/12 | 9/12 = 3/4 rozsahu přílivu a odlivu | 3/4 přílivu |
10:23 | 10,55 m | +2/12 | 11/12 = přílivový rozsah - 1/12 | |
11:16 | 11,30 m | +1/12 | 12/12 = přílivový rozsah | hluboké moře |
Na stejném principu jako dvanáctá metoda, kterou je aproximace sinusové křivky , můžeme graficky najít výšku vody jako funkci přílivové hodiny a naopak nakreslením půlkruhu.
Zvažte půlkruh:
Projekce bodu t půlkruhu na průměr ( kosinus ) tedy odpovídá výšce vody v čase t.
Při hledání informací pro připojené porty, tj. Porty, pro které není poskytnuta typická křivka, je nutné provést v datech hlavního portu opravy pro časy a výšky zobrazené v adresáři přílivu a odlivu.
SHOM doporučuje pouze jednu metodu. U každého hlavního portu zobrazuje seznam připojených portů.
Průměrné časy odpovídající jarním přílivům a odlivům se zveřejňují pro hlavní port. Následující příklad uvádí hlavní port Dieppe a dva porty k němu připojené.
Při čtení dnešních dat pro příliv a odliv platí následující pravidla samostatně pro příliv a odliv.
Příklad výpočtu dat v Le Tréport, pokud jsou dnes v Dieppe data následující:
ODPOLEDNE | BM |
---|---|
16:00 | 22:18 |
8,00 m | 1,70 m |
Příliv 16:00, tento plán je více než 2 hodiny od průměrných hodin přílivu pramenité vody (12:40) nebo přílivu (18:20). Oprava pro hodiny vysoké vody bude průměrem korekce pramenité vody (+0 h 15 min) a čisté vody (+0 h 25 min), bude to +0 h 20 min.
Pro korekci výšky vody je nutné interpolovat
. Výška vody 9,3 m dává korekci +1,15 m
Výška vody 7,4 m dává korekci +0,70 m
Dnes je výška vody 8,00 m , což dává jako korekce +0,842 m (zaokrouhleno na +0,84).
Odliv 10:18 hodin, tento plán je více než 2 hodiny od průměrných hodin odlivu jarních přílivů (19:30) nebo přílivů (0 h 50). Oprava pro hodiny bude průměrem korekcí pramenité vody (+0 h 20 min) a přílivu (+0 h 15 min) bude +0 h 17,5 min (zaokrouhleno na +0 h 18 min).
Pro korekci výšky je nutné provést interpolaci.
Výška vody 2,5 m dává korekci +0,50 m
Výška vody 0,8 m dává korekci +0,20 m
Dnes je výška vody 1,70 m , což je korekce +0,36 m.
Tabulka pro Le Tréport je následující:
ODPOLEDNE | BM |
---|---|
16:20 | 22:36 |
8,84 m | 2,06 m |
Hloubka na daném místě v daném čase je vzdálenost od dna k hladině vody. Pro výpočet hloubky (P) je proto postup následující:
Určité atmosférické jevy mohou mít vliv na výšku vody a následně na výpočet hloubky:
Obecné údaje platí pro průměrný atmosférický tlak ( 1013 hPa ). Tyto hloubky vody jsou větší, když je atmosférický tlak nízký, a menší v případě vysokého tlaku. Tyto rozdíly závisí na každém místě a pro jejich stanovení neexistuje žádné jednoduché matematické pravidlo. Podle SHOM musí být korigovány o 10 cm na 10 hPa odchylky od středního tlaku. Příklady:
Ve Francii je přílivový rozsah ve Středomoří velmi nízký. Je nejvyšší v oblasti Saint-Malo / Granville a klesá s klesáním podél pobřeží Atlantiku. Zde je několik příkladů:
Pramenitá voda: koeficient 116 (116 je největší přílivový koeficient pro rok 2006)
Mrtvá voda: koeficient 28 (28 je nejmenší přílivový koeficient pro rok 2006)