Тема 1.4 Видимый горизонт

1.4.1 Географическая дальность видимости горизонта

Видимость играет огромное влияние на безопасность мореплавания. Безопасная скорость судна (Правило № 6 МППСС-72) назначается с учетом текущей видимости и других обстоятельств плавания. Совершенно необходима техника, которая бы автоматически определяла состояние видимости и фиксировала ее.

Высота глаза наблюдателя над уровнем моря в точке А равна е. Решаем эту задачу, чтобы выяснить, как далеко наблюдатель видит линию горизонта. Рассмотрим эту проблему на сфере радиусом R. Такое представление поверхности Земли будет достаточным и упростит решение задачи (Рис.1.8)

Рис. 1.8 Луч зрения из точки А, касательный к поверхности воды по всем направлениям образует малый круг (В¹В), который называется линией теоретически видимого горизонта.

Вследствие различной плотности атмосферы по высоте, луч света распространяется не прямолинейно, а по некоторой кривой АС, которая определяется окружностью радиуса ρ.

Явление искривления луча в атмосфере Земли называется земной рефракцией и обычно увеличивает теоретическую дальность видимости горизонта.

Таким образом, наблюдатель видит линию горизонта не по В¹В, а по линии С¹С, которая является малым кругом, касающимся небосвода. Это видимый горизонт наблюдателя.

Коэффициент земной рефракции (хи - χ) равен: χ = .

Угол рефракции r определяется углом между хордой АС и касательной к окружности. Сферический радиус по поверхности Земли АС называется географической или геометрической дальностью видимого горизонта D_е.

При этом принимается прозрачность атмосферы идеальной и равной ( = 1) единице.

Проведем через точку А¹ плоскость истинного горизонта Н. Тогда угол d между этой плоскостью и касательной А¹а будет называться наклонением горизонта.

При R=3437,76 мили =2К =0,16 высоту глаза наблюдателя е выразим как единицу длины в милях , тогда: миль,

De = 2,1e (1.23)

В МТ-75 приведена таблица дальности видимости горизонта, рассчитанной по выше приведенной формуле.

1.4.2 Географическая дальность видимости предметов

Географическая дальность видимости предметов на море Dп зависит от величины высоты глаза наблюдателя е, высоты предмета h и от коэффициента рефракции .

Существует понятие моментов «открытия» и «закрытия» навигационного ориентира (маяка или судна), связанное с определением наибольшего расстояния, на котором наблюдатель увидит вершину предмета на линии горизонта. Это дает дополнительную возможность приближенно определить место судна относительно ориентира.

Примем траекторию зрительного луча за прямую линию. Это представление будет соответствовать практической точности определения дальности видимости ориентира.

Из рисунка (1.14) выведем формулу для определения дальности видимости ориентира.

Dп = Dе + D_h или

Dп = 2,1е +2,1 h = 2,1 ( е + h) (1.24)

D_h – дальность видимости горизонта с высоты ориентира.

D₅ – дальности видимости горизонта с высоты 5 метров.

Dк – дальности видимости ориентира, показанная на карте.

В таблице 22 МТ-75 находят дальности с высоты ориентира и наблюдателя по h и е и сложением вычисляют Dп.

На морских навигационных картах дальности видимости навигационных ориентиров дается для высоты глаза наблюдателя е =5 метров.

Обозначим Dк как дальность видимости ориентира с высоты 5 метров, показанную на навигационной карте у маяков. Тогда получим:

Dк = 2,1(5 + h) (1.25)

Если е отличается от 5 метров, то для расчета Dп, к дальности видимости, показанной у маяка необходимо прибавить поправку на разницу высот глаза наблюдателя и 5 метров.

 Dк = 2,1 ( е - 5) = 2,1 е – 4,7. (1.26)