Определение среднего многолетнего уровня поста. Нуль уровенного поста. Нуль глубин.
Уровнем моря называют высоту поверхности моря (океана), свободную от влияния ветровых волн и зыби, измеряемую относительно условного горизонта.
Для рационального выбора уровенной поверхности, соответствующей нулю глубин, необходимо определить требования, которым она должна соответствовать. По мере развития мореплавания и различных отраслей экономики, связанных с морем, а также в процессе совершенствования методов гидрографических исследований эти требования претерпевали заметные изменения и в настоящее время их можно сформулировать следующим образом:
определение понятия нуль глубин должно быть четким, исключающим ошибочные представления о его свойствах и количественных характеристиках;
поверхность нуля глубин должна выбираться по единому физическому смыслу для всех морей;
желательно, чтобы нули глубин были постоянными по высоте (параллельны поверхности геоида) в пределах географически обособленных акваторий;
использование принятого нуля глубин должно в максимально возможной степени обеспечивать безопасность мореплавания. Понижения уровня моря ниже нуля глубин по величине и продолжительности должны быть незначительными;
обеспечивая безопасность судоходства, нули глубин не должны исключать возможность плавания в районах с малыми глубинами;
карты и другие картографические материалы, составленные с использованием принятого нуля глубин, должны быть пригодными для решения различных народнохозяйственных задач на побережье и в море;
карты, картографические и описательные материалы, таблицы приливов, а также другие пособия, где используются глубины, должны составляться на основе установленного для данного района единого нуля глубин;
глубина, измеренная в любой точке акватории и в любой момент, должна простыми приемами приводиться к нулю глубин карты;
карты, составленные с использованием нулей глубин, имеющих различную абсолютную высоту, должны легко приводиться к единому нулю глубин;
способы определения нуля глубин должны быть простыми и обеспечивать при этом высокую точность получения его высотной отметки;
формы подводного рельефа после приведения результатов съемки к нулю глубин должны оставаться неискаженными.
Большинству из перечисленных требований отвечает средний многолетний уровень, однако наиболее важное из них — безопасность мореплавания—он не обеспечивает и в силу этого не может приниматься в качестве нуля глубин для всех акваторий. В целом же названные требования не только многоплановы, но по отдельным элементам даже противоречивы. Именно в силу этих причин не выработаны международные стандарты по определению нуля глубин морских карт, а поиск оптимального решения продолжается и в нашей стране, и за рубежом.
На картах, издаваемых гидрографической службой нашей страны, в настоящее время в качестве нуля глубин приняты:
на неприливных морях — средний многолетний уровень (СМУ);
на приливных морях — наинизший уровень, возможный по астрономическим причинам, который называют наинизшим теоретическим уровнем (НТУ).
На уровенных постах измерение высоты уровня должно производиться относительно неизменного за весь период наблюдений условного горизонта, называемого нулем поста. Понятно, что такой нуль должен назначаться ниже уровня самой малой воды на данном участке и надежно закрепляться береговыми реперами.
На уровенных постах гидрометеослужбы высота уровня моря регистрируется относительно так называемого единого нуля постов моря. За единый нуль постов на морях СССР, имеющих связь с океанами, принят горизонт, лежащий на 5000 мм ниже нуля Кронштадтского футштока.
На неприливных морях поверхностью, от которой отсчиты-ваются глубины, является поверхность среднего многолетнего уровня (СМУ). Само название этой поверхности показывает, что она определяется как некоторый уровень, полученный по результатам осреднения реально наблюдаемых мгновенных уровней. Известно, что при вычислении средних значений исключаются отклонения с периодом, меньшим или равным периоду осреднения. В зависимости от периода осреднения различают: средние суточные, средние месячные, средние годовые и средние многолетние уровни, а также средний навигационный уровень за период отсутствия льда.
Таким образом, при вычислении средних суточных уровней будут исключены все составляющие, период которых меньше суток, в том числе полусуточные и суточные приливы. В средних месячных уровнях исключаются колебания с полумесячными и месячными неравенствами; в средних годовых — сезонные колебания.
Среднее арифметическое значение уровня т служит оценкой математического ожидания за соответствующий период и может быть получено по известной формуле
(4.1)
где fi — отсчеты уровня;
п — количество отсчетов, принятых для вычислений.
На постоянных и дополнительных уровенных постах высоты fi для расчета средних уровней получают по результатам непосредственных, непрерывных и длительных наблюдений.
На постоянных и дополнительных уровенных постах высоты fi для расчета средних уровней получают по результатам непосредственных, непрерывных и длительных наблюдений.
Следовательно, средний суточный уровень тс будет определен как среднее из п отсчетов fi, полученных в установленные сроки наблюдений:
(4.2)
По ежесуточным
уровням
вычисляют
средний
месячный уровень
тM
(4.3)
а затем в таком же порядке средний годовой уровень тГ
(4.4)
и средний
многолетний уровень
