Глубинное зондирование
глубины , часто называемое просто зондированием , представляет собой измерение глубины водоема Зондирование . Данные, полученные в результате зондирования, используются в батиметрии для создания карт дна водоема, например топографии морского дна .
зондирования традиционно отображались На морских картах в саженях и футах. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (НОАА), агентство, отвечающее за батиметрические данные в Соединенных Штатах, до сих пор использует сажени и футы на морских картах. В других странах Международная система единиц (метры). стандартом измерения глубины стала [1]
Терминология
[ редактировать ]«Звучание» происходит от древнеанглийского sund , что означает «плавание, вода, море»; оно не связано со словом звук в смысле шума или тона, [2] но, чтобы звучать , географический термин.
Традиционные термины для измерения глубины являются источником распространенных выражений в английском языке, в частности «глубокая шестерка» (глубина 6 саженей). На реке Миссисипи в 1850-х годах ведущие также использовали старомодные слова для обозначения некоторых цифр; например, вместо «два» они бы сказали «два». Так, когда глубина составляла две сажени, кричали «по отметке две!». Американский писатель Марк Твен , бывший речной лоцман , вероятно, взял свой псевдоним от этого крика. Этот термин продолжает жить в современном мире в эхолоте , технике использования гидролокатора для измерения глубины. [3]
История
[ редактировать ]Ведущий и линия
[ редактировать ]
или Измерительный шнур поводок представляет собой отрезок тонкой веревки с отвесом , обычно свинцовым , на конце. Независимо от фактического состава отвеса, его все равно называют «свинцом». Поводки размахивал или бросал ведущий, обычно стоявший на цепях корабля, прислонившись к вантам . [4]
Измерение глубины воды с помощью свинца и лески восходит к древней цивилизации. Он продолжает широко использоваться и сегодня на прогулочных судах и в качестве альтернативы электронным эхолотам . Известно, что греческие и римские мореплаватели использовали зонды, некоторые из которых были обнаружены археологами. Звучание по стилю и линии продолжалось на протяжении всего средневековья и раннего Нового времени и широко используется до сих пор. Библия высадки описывает звучание литра и звучания в Деяниях , а гобелен из Байе документирует использование звучания литра во время Завоевателя Вильгельма в Англии в 1066 году . Свинцовое и линейное зондирование осуществляется вместе с эхолотами и/или эхолотами , особенно при плавании на мелководье и на реках. [3]
В море, чтобы избежать неоднократного вытаскивания и измерения мокрого троса путем вытягивания его руками, принято привязывать марки через определенные промежутки вдоль троса. Эти знаки изготавливаются из кожи , бязи , саржи и других материалов, имеют такую форму и прикрепляются, что их можно «читать» на глаз днем или на ощупь ночью. Традиционно отметки были на каждой второй или третьей сажени: на 2, 3, 5, 7, 10, 13, 15, 17 и 20 саженях. «Ведущий» назвал глубину, читая ее с линии. Если глубина была на отметке, он называл «по отметке», а затем число, а если она была между двумя отметками, он называл «по глубине», а затем примерное число; при этом «по отметке пять», так как есть отметка в пять саженей, но «по отметке глубокой шестерке», так как отметки в шесть саженей нет. [3] [5] Дроби назывались, если перед числом стояли фразы «полтора», «и четверть» или «на четверть меньше»; таким образом, 4 3/4 сажени будут называться «четверть меньше пяти», 3 1/2 — «полторы три» и так далее. [5] Если глубина превышала 20 саженей, леску обычно обозначали одним узлом на 25 саженях, двумя узлами на 30 саженях и так далее. [6]
Зондирование также может проводиться для определения положения судна в целях облегчения навигации , а не только в целях безопасности. Измерения такого типа обычно проводились с использованием поводков, у которых находился комок в углублении в нижней части отвеса жира. Жир поднимет часть донных отложений (песок, галька, глина, ракушки) и позволит офицерам корабля лучше оценить свое положение, предоставив информацию, полезную для лоцманской проводки и постановки на якорь . Если отвес оказался чистым, это означало, что дно каменное. Морские карты предоставляют информацию о материалах морского дна в определенных местах. [3] Морские карты также включают изолинии глубины. Таким образом, иногда можно ориентироваться в условиях плохой видимости, отмечая, к какой изолинии ближе всего.
Механизация
[ редактировать ]
В девятнадцатом веке был предпринят ряд попыток механизировать глубинное зондирование. Конструкции варьировались от сложных латунных машин до относительно простых систем шкивов. Военно-морские силы всего мира, особенно Королевский флот Великобритании, были обеспокоены надежностью упреждающего и линейного зондирования. Внедрение новых машин понималось как способ внедрения стандартизированных методов зондирования в период, когда военно-морская дисциплина вызывала большое беспокойство. [7]
Одна из наиболее широко используемых звуковых машин была разработана в 1802 году Эдвардом Мэсси, часовщиком из Стаффордшира . Машина была разработана для крепления к зондирующему грузилу и леске. Он имел ротор, который поворачивал циферблат, когда свинец опускался на морское дно. При ударе о морское дно ротор заблокировался. Затем можно было вытащить эхолот Мэсси и измерить глубину по циферблатам в саженях. К 1811 году Королевский флот закупил 1750 таких устройств: по одному на каждый корабль, находившийся в эксплуатации во время наполеоновских войн . [8] Совет по долготе сыграл важную роль в убеждении Королевского флота принять на вооружение машину Мэсси. [7]
Мэсси был не единственной звуковой машиной, принятой на вооружение в девятнадцатом веке. Королевский флот также приобрел несколько буев и кусачек Питера Берта. Эта машина сильно отличалась от машины Мэсси. Он состоял из надувного холщового мешка ( буя ) и подпружиненного деревянного полиспаста (щипца). Опять же, устройство было разработано для работы вместе с грузилом и леской. В этом случае буй будет тянуться за судном, а трос продеваться через шкив. После этого лидера можно будет отпустить. Буй обеспечивал, чтобы поводок падал перпендикулярно морскому дну даже во время движения корабля. Подпружиненный блок захватывал веревку, когда грузило попадало на морское дно, обеспечивая точное определение глубины. [7]
Машины Мэсси и Берта были предназначены для работы на относительно мелководье (до 150 саженей). С развитием донной телеграфии в конце девятнадцатого века появились новые машины для измерения гораздо больших глубин воды. Наиболее широко используемой глубоководной зондирующей машиной в девятнадцатом веке была зондирующая машина Кельвина , разработанная Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) и запатентованная в 1876 году. Она работала по тому же принципу, что и зондирование с помощью свинцового и линейного зондирования. В данном случае струна представляла собой барабан с фортепианной проволокой, а лид имел гораздо больший вес. Более поздние версии машины Кельвина также имели моторизованный барабан, облегчающий намотку и размотку лески. Эти устройства также имели циферблат, который записывал длину выпущенной лески. [9]
Эхо зондирование
[ редактировать ]В двадцатом веке использовались как линейная технология, так и зондовые машины, но к XXI веку эхолотирование все больше вытесняло оба этих метода. На многих судах до сих пор можно найти линию зондирования в качестве резерва электронного зондирования глубины в случае неисправности. GPS в значительной степени заменил секстант и хронометр для определения местоположения в море, но многие моряки до сих пор носят с собой секстант и хронометр в качестве запасного варианта. Многие малые суда по-прежнему полагаются исключительно на зондирующий шнур.
Первый практический глубиномер (буквально «измеритель саженей»), который определял глубину воды путем измерения времени, необходимого для возвращения эха от пронзительного звука, посланного через воду и отраженного от морского дна, был изобретен Гербертом Гроувом Дорси и запатентован в 1928 году. [10]
См. также
[ редактировать ]- Глубиномер - прибор, указывающий глубину ниже базовой поверхности.
- Эхо-зондирование - измерение глубины воды путем передачи звуковых волн в воду и определения времени возвращения.
- Многолучевое эхолотирование — тип гидролокатора, используемого для картирования морского дна
- Рыболокатор - электронное устройство, используемое в воде.
- Экспедиция Челленджера - Океанографическая исследовательская экспедиция (1872–1876).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Звуковой столб на морской луч» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 7 июля 2012 г.
- ^ «Звук, в. 2 ". Оксфордский словарь английского языка (второе изд.). Оксфорд, Англия: Издательство Оксфордского университета. 1969.
- ^ Jump up to: а б с д Холфельдер, Р., изд. (2008). «Испытание воды: роль зондирующих грузов в древнем средиземноморском мореплавании». Морской мир Древнего Рима . Анн-Арбор: Издательство Мичиганского университета . стр. 119–176.
- ^ Кемп, П., изд. (1976). Оксфордский справочник по кораблям и морю . Лондон: Издательство Оксфордского университета . п. 150 .
- ^ Jump up to: а б Хаттон, Чарльз (1795). Математический и философский словарь: содержащий объяснение терминов и описание нескольких предметов, входящих в разделы «Математика, астрономия и философия, как естественная, так и экспериментальная» (Том 2) . стр. 474–475.
- ^ Кемп, Питер, изд. (1993). Оксфордский справочник по кораблям и морю . Издательство Оксфордского университета. стр. 526–527. ISBN 9780192820846 .
- ^ Jump up to: а б с Поскетт, Дж (2015). «Звучит в тишине: люди, машины и меняющаяся среда военно-морской дисциплины, 1796-1815 (бесплатный PDF-файл доступен онлайн)» (PDF) . Британский журнал истории науки . 48 (2). Издательство Кембриджского университета : 213–232. дои : 10.1017/S0007087414000934 . ПМИД 25921680 . S2CID 40753266 .
- ^ МакКоннелл, А. (1982). Нет слишком глубокого моря: история океанографических инструментов . Бристоль: Хильгер. п. 28.
- ^ Данн, Р. (2012). « Их мозги перегружены»: корабли, инструменты и пользователи». В Данне, Р; Леггетт, Д. (ред.). Новое изобретение корабля: наука, технологии и морской мир, 1800-1918 гг . Фарнхэм: Издательство Ashgate . стр. 131–156.
- ^ «Эхозондирование/Ранние звуковые методы» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований (НОАА) . Центральная библиотека НОАА. 2006.
В ответ на потребность в более точном устройстве для регистрации глубины доктор Герберт Гроув Дорси, который позже присоединился к C&GS [Береговая и геодезическая служба США], разработал визуальное индикаторное устройство для измерения относительно коротких интервалов времени и определения отмели. и можно было зарегистрировать большие глубины. В 1925 году C&GS получила самый первый эхолот, спроектированный и изготовленный компанией Submarine Signal Company.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с устройствами для измерения глубины, на Викискладе? - The Lead Line - Строительство и использование (получено в сентябре 2006 г.).
