книги из ГПНТБ / Картирование шельфов сборник статей
..pdf±7,5 м/сек., гидрологические наблюдения ведутся только на кон трольных станциях (2—3 станции, расположенные на наиболее характерных участках района).
Расстояния между гидрологическими станциями выбирают по формуле
|
, 10S |
, |
v |
|
|
(в милях), |
|
где |
S — расстояния в милях между станциями, для которых |
||
|
средняя вертикальная скорость звука известна; |
||
|
Av — разность значений средней |
вертикальной скорости |
|
|
звука от поверхности до равных наибольших глу |
||
|
бин, измеренной на этих станциях в м/сек. |
||
На гидрологических станциях производят измерение темпера туры и солености воды на заданных горизонтах — для расчета средней вертикальной скорости звука.
Вертикальное распределение температуры морской воды до глубины 200 м может быть получено также с помощью термо батиграфа. При наличии соответствующего прибора вместо изме рения температуры и солености может определяться непосред ственно вертикальная скорость звука.
В результате введения всех необходимых поправок опреде ляется глубина места, измеренная от поверхности моря, соответ ствующей мгновенному значению уровня, который с течением вре мени обычно претерпевает значительные колебания различного характера. Для составления же карт все глубины необходимо относить к постоянному уровню, соответствующему поверхности геоида. Однако даже осредненная за длительный период времени поверхность моря может значительно отличаться от поверхности геоида за счет целого ряда причин. В связи с этим возникает необходимость отыскания некоторого условного среднего уровня, к которому можно было бы отнести все измеренные глубины.
Для определения среднего уровня моря требуется решение
двух задач:
1) нахождение средних высот уровня за продолжительный период времени в отдельных точках (путем выполнения уровенных наблюдений);
2) увязка между собой уровенных постов, причем в системе координат, независимой от местных аномалий.
Решение второй задачи, в соответствии с современным уров нем знаний, может быть выполнено в масштабах всего земного' шара только с помощью искусственных спутников Земли.
Существует большое число факторов, воздействующих на уро вень моря и вызывающих его непериодические, периодические и случайные колебания. Эти факторы можно условно разделить на глобальные, региональные и локальные. К глобальным отно сятся те, которые вызывают эвстатические и тектонические коле
130
бания уровня, суточные, полумесячные, месячные, полугодовые, годовые и 18,6-летние приливы, оледенения, температура воды и соленость, океанские течения. К региональным — преобладаю щие ветры, атмосферное давление, штормовое волнение. К ло кальным — ветровые волны, местные течения, колебания плот ности из-за температуры и солености воды, морские инженерные работы.
На определение уровня в данной точке оказывают также влия ние выбор места поста, перемена его места, принятый нуль поста, оседание рейки или репера, повторная привязка к нивелирной сети, ошибки регулировки мареографа, изменение инструмента и методов отсчета.
Перечисленные факторы, которых насчитывается более пяти десяти, могут добавлять сантиметры, дециметры и даже метры к результирующей высоте среднего уровня моря в местах, где соответствующие силы складываются.
Фактически с помощью уровенных постов мы только наблю даем естественные флюктуации около динамического и неустой чивого положения равновесия, называемого нами средним уров нем моря.
В гидрографии различают:
—мгновенный (рабочий) уровень моря;
—средний уровень моря;
—наинизший теоретический уровень моря.
Мгновенный уровень — тот, который имеет место во время промера, средний — понимается в указанном выше смысле и вы числяется как среднее арифметическое из среднегодовых уров ней, наинизший теоретический принимается равным наинизшему уровню, возможному по астрономическим причинам. Наинизший теоретический уровень моря имеет различное отстояние от сред него уровня в различных пунктах и не может поэтому совпадать с какой-либо единой уровенной поверхностью.
Отсчет глубин, наносимых на карту, производится от так на зываемого нуля глубин, который в морях с приливами прирав нивается к наинизшему теоретическому уровню, а в морях без приливов — к среднему уровню моря.
В разных странах приняты различные нули глубин, что еще более осложняет положение и приводит к необходимости приня тия в будущем соответствующих согласованных международных решений по этому вопросу.
В настоящее время шельф изучен крайне неравномерно. Луч ше изучены те его районы, через которые проходят морские пути или где осуществляется интенсивное рыболовство. В ближайшем будущем большой объем гидрографических исследований на шельфе предстоит выполнить в целях обеспечения поиска и осво ения минеральных ресурсов в этом районе, а также удовлетворе
ния других потребностей народного хозяйства и обороны страны.
Для повышения эффективности этих исследований необходимо использовать богатый опыт, накопленный гидрографическими подразделениями и организациями, а также развивать новые методы и технические средства, учитывающие специфику постав ленной задачи и отвечающие современному уровню развития науки и техники и мировым стандартам. Так, для создания по дробных батиметрических карт в короткие сроки потребуется привлечение качественно новых средств площадной съемки под водного рельефа, установленных, например, на быстроходных судах или вертолетах, а также использование широкого комплек са средств автоматизированной обработки результатов гидрогра фических исследований.
Ю. С. Фролов
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНЕШНЕЙ ГРАНИЦЫ ШЕЛЬФА ПО МОРСКИМ НАВИГАЦИОННЫМ КАРТАМ
При определении границы шельфа в первом приближении ее можно рассматривать в виде линии (бровки), а изображение этой линии на морских картах можно считать одной из важней ших задач морфометрии шельфа.
При рассмотрении поверхности рельефа как поля глубин: (H = f(x, у), здесь х и у — плановые координаты) бровкой шельфа будет являться изолиния, во всех точках которой вторая произ водная от Н по направлению нормали п к изобате будет иметь
максимум = шах. Другими словами, бровка является ли
нией значительного перегиба поверхности рельефа дна. Вполне очевидно, что отметки точек на бровке будут различны и что она не будет совпадать ни с одной из изобат.
Положение бровки шельфа с успехом может быть определено при обработке эхограмм и разноске глубин по галсам на промер ном планшете. Граница шельфа, как правило, проходит довольно далеко от берега и навигационных опасностей, это приводит к тому, что расстояние между галсами в районе границы шельфа при промере довольно значительно, а отсутствие на промерных планшетах данных промера прежних лет не позволяет пользо ваться при определении границы шельфа этой ценной дополни тельной информацией. Поэтому, на наш взгляд, целесообразнее использовать не сами промерные планшеты, а морские карты, которые будут иметь более мелкий масштаб, но зато будут нести более полную информацию о характере рельефа дна.
Мелкомасштабные батиметрические карты, с геоморфологи ческой точки зрения, наиболее точно изображают общие законо мерности формирования рельефа дна, выделяют наиболее харак терные для данного участка формы рельефа. Эта геоморфологи ческая достоверность достигается за счет значительного искаже ния рисунка изобат при отображении отдельных форм рельефа. Поэтому при картометрических работах для получения различ ных количественных характеристик рельефа более целесообразно использовать морские навигационные карты, с большей степенью подобия сохраняющие информацию об отдельных формах рель ефа. Кроме того, морские навигационные карты имеют, как пра вило, более крупный масштаб и для изображения рельефа
133
используют кроме изобат большое количество отдельных отметок глубин. Для получения положения границы шельфа, с нашей точки зрения, также более удобны морские навигационные карты. Параллельно с этим, батиметрические карты могут быть с успехом использованы для классификации шельфа (например, для классификации шельфов по видам, предложенной М. М. Ер молаевым, 1970). Отнесение исследуемого шельфа к тому или иному типу, классу, роду, виду несомненно окажет значительную помощь при получении морфометрических характеристик шель фа, в том числе и при определении внешней границы шельфа.
Для определения границы шельфа целесообразно, конечно, использовать наиболее крупномасштабные морские навигацион ные карты. Граница шельфа во многих морях проходит далеко от берега, от рекомендованных путей судов, от морских навига ционных опасностей, в пределах районов, не покрытых крупно масштабными гидрографическими съемками и не обеспеченных крупномасштабными картами. Картографическая изученность от дельных участков границы шельфа весьма различна, диапазон масштабов карт, отражающих эту изученность колеблется в весь ма широких пределах, приблизительно, от карт м-ба 1:200 000 до карт м-ба 1: 1000 000, а иногда и до м-ба 1: 2 000 000. Уровень картографической изученности является основным фактором, влияющим на точность определения планового и высотного поло жения бровки шельфа.
Ниже рассмотренная, предложенная нами методика опреде ления положения бровки шельфа использовалась в картометри ческой лаборатории кафедры картографии Ленинградского госу дарственного университета для нанесения границы шельфа и определения ее высотного положения на морских навигационных картах различных масштабов.
В соответствии с рассматриваемой методикой граница шель фа задается некоторым количеством точек, лежащих на переги бах профилей, намеченных на картах, по возможности, нормаль но к изобатам и к определяемой бровке шельфа. Пр(*фили выби раются таким образом, чтобы они не пересекали ярко выражен ные микроформы рельефа на шельфе и материковом склоне, а отражали бы обобщенную для рассматриваемого небольшого участка рельефа дна тенденцию перехода от небольших углов наклона на шельфе к более значительным углам наклона дна на материковом склоне. Выбранные профили могут быть в плане и ломаными линиями, причем точки излома должны лежать или на пересечении профиля с изобатой, или совпадать с нанесенной на карту отметкой глубин. На профиле должны быть заданы четыре точки с известными отметками, причем две из них должны лежать на шельфе, а две — на материковом склоне. Отнесение отдельных точек к шельфу или к материковому склону, обычно, не вызывает у исполнителя сколь либо серьезных затруднений.
134
йНетодика получения положения бровки предусматривает некото рые геометрические допущения: считается, что угол наклона шельфа на выбранном профиле постоянен и что угол наклона материкового склона на профиле — также постоянен. Эти допу щения приводят к элементарной линейной аппроксимации про филя, понятной из рассмотрения изображения схематизирован ного профиля дна на рисунке (а — положение в плане, б — вер тикальный разрез).
К выводу формулы определения бровки шельфа
Здесь: АВ — исследуемый профиль, две точки которого (+ 1 и +2) лежат на шельфе и две (—1 и 0) — на материковом скло не. В нашем примере все четыре точки лежат на изобатах, хотя в общем случае одна, две, три или даже все четыре из. них могут просто совпадать с нанесенными на карту отметками глубин. Обозначив расстояния между точками на профиле через «d» с со ответствующими индексами и учитывая, что углы наклона шель фа Li и материкового склона L2 сравнительно малы, можно опре делить их по формулам:
( 1)
2
135
Плановое положение точки «С», фиксирующей бровку шель- ' фа, может быть определено величинами сГ и сГ по формулам:
I
d \ . с и — (Н0— Н{) |
(H0—Hi) — d i . ах |
(2) |
d' = ^— ----------- |
d"= ____________________ 2 |
|
Go -- а 1 |
L2—ai |
|
Очевидно, что d'-\-dr'=d\ |
. Это тождество может исполь- |
|
2 |
|
|
зоваться для контроля. |
|
|
Отметка бровки шельфа «Нс» также определится с контро лем:
НС=Н0—d"•a2=H1Jrdr
Через точки «С», полученные на отдельных профилях, прово дится линия, являющаяся изображением бровки шельфа.
Для получения рабочих формул типа: (1) — (3) — необходимо ввести соответствующие коэффициенты за несоответствие линей ных мер, используемых для измерения расстояний (мили, кило метры), с мерами, используемыми для глубин (метры, футы, са жени) . При массовой обработке результатов картометрических измерений оказалось целесообразным использование номограмм для вычисления по формулам: (1) — (3).
Несмотря на упрощенную геометрическую интерпретациюсложной поверхности рельефа на границе шельфа и материкового склона, рассматриваемый метод определения внешней границы шельфа позволяет, как показывает опыт, довольно точно опре делять плановое и высотное положение бровки шельфа. Настоя щая заметка носит чисто методический характер и не имеет цели отразить те закономерности в положении бровки шельфа, кото рые получены при помощи рассмотренной методики. Приведем лишь два примера.
При определении положения границы шельфа у берегов Со ветского Союза в северо-западной части Японского моря по кар там №№ 1801 и 1802 м-ба 1:500 000, в районе параллели с широ той 46° при движении с юга на север выявлено резкое понижение глубины бровки шельфа: с 250 до 150 м.
В качестве второго примера приведем данные, полученные лишь по двум картам м-ба 1: 500 000 для шельфовой зоны двух Тихоокеанских морей: Японского и Берингова.
Акватория |
Количество |
№ карты |
«г |
|
а2 |
Нс,м |
моря |
профилей |
|
||||
Японского |
16 |
1801 |
34'± |
12' |
155'± 78' |
253 dr 23 |
Берингова |
30 |
8764 |
11'± |
7' |
133'±100' |
162 ± 9 |
|
|
|
|
|
с |
|
136
В этом примере обращает на себя внимание то, что несмотря на большую величину стандарта углов наклона как на шельфе, так и на материковом склоне, отметка бровки шельфа довольно ста бильна, особенно если учесть влияние микроформ рельефа, малую точность карты и малую точность картометрических работ.
В заключение хотелось бы высказать пожелание, чтобы на всех морских картах, изображающих прибрежные районы, обя зательно наносилась внешняя граница шельфа, определенная на первых этапах ее изучения хотя бы приближенно, с использова нием того или иного морфометрического метода, пускай даже такого упрощенного, который рассматривался выше.
Л И Т Е Р А Т У Р А
Е р м о л а е в М. М. Комплексное исследование шельфов и береговой зоны. — Материалы V съезда Геогр. о-ва СССР. Л., 1970.
|
С О Д Е Р Ж А Н И Е |
|
В в е д е н и е |
|
|
|
I . П р и н ц и п ы и з а д а ч и |
|
К. М. Петров. Теоретические основы ландшафтного картирования дна |
||
морских мелководий ............................................ |
.... ......................................... |
6 |
В. Б. Ляцкий. Теоретические основы геологического изучения и кар |
||
тирования шельфов . . . |
............................ .... ......................................... : |
31 |
А. И. Бурдэ, В. Б. Ляцкий, Ю. Н. Тарасевич. Принципы и задачи гео |
||
логического картирования |
шельфов......................................... |
52 |
Ф. К. Волколаков, И. Л. Дзилна, И. А. Тимофеев. Проблема комплекс |
||
ности при геологическом картировании шельфа ............................................ |
6 1 |
|
I I . М е т о д ы
3. И. Гурьева, К. М. Петров, В. В. Шарков. Оценка природных усло вий морей СССР с целью определения перспектив развития морских гео
логических исследований на основе аэрофотометода......................................... |
66 |
||
К. М. Петров. |
Методика ландшафтного |
картирования дна |
морских |
мелководий на основе дешифрирования аэрофотоснимков ............................ |
81 |
||
Л. С. Смирнов. Дискретная структура гранулометрического состава |
|||
современных осадков шельфа как объект картирования............................ |
91 |
||
O. С. Корнев, М. А. Детков. Результаты опытно-методических работ |
|||
по геологической съемке шельфа........................................................................ |
|
106 |
|
P. И. Голоудин. Динамика наносов как предмет изучения при кар |
|||
тировании береговой зоны м о р я ................................................................. |
|
: 116 |
|
А. И. Сорокин. Методика промерных работ и их точность при гидро |
|||
графических исследованиях на шельфе......................................................... |
|
124 |
|
Ю. С. Фролов. Метод определения внешней границы шельфа по мор |
|||
ским навигационным |
картам . . |
................................ 163 |
|
138
УДК. 462.32:528:911,5
К. М. Пе т р о в . Теоретические основы ландшафтного изучения и карти рования дна морских мелководий. В сб. «Картирование шельфов», Геогр. о-во
СССР, Л., 1974, с. 6—30.
Рассматривается актуальная проблема ландшафтоведения — изучение за кономерностей внутриландшафтной морфологической физико-географической дифференциации дна морских мелководий и их картографическое отображе ние. Описаны два ряда морфологических единиц подводных ландшафтов; гори зонтального и вертикального расчленения. Цель ландшафтного картирова ния — отобразить сложную морфологическую территориальную физико-геогра фическую дифференциацию морских мелководий. В основу легенды кладутся классификационные системы подводных морфологических комплексов. Ланд шафтные выделы на картах отражают синтез компонентов природы, террито риально совмещенных в том или ином географическом комплексе. Это откры вает широкие перспективы использования ландшафтных карт в прикладных целях.
Илл. 10. Табл. 4. Библ. 24.
УДК. 551.462.32:551.35:528
В. Б. Л я ц к и й. Теоретические основы геологического изучения и карти рования шельфов. В сб. «Картирование шельфов», Геогр. о-во СССР, Л., 1974,
с. 31—51.
В статье намечаются пути разработки единых теоретических основ геоло гического изучения и картирования шельфов. Рассматриваются основные под ходы к трактовке понятия «шельф» и современные представления о происхо ждении и развитии шельфов Мирового океана. На базе новейших исследова ний излагается теоретическая модель шельфовой зоны и приводятся соответ ствующие примеры из разных районов. Предлагается геологическая класси фикация шельфов в зависимости от их геоструктурных и геоисторических осо бенностей. Изложенные представления позволяют наметить определенную последовательность изучения шельфов и принципы их геологического карти рования.
Илл. 3. Табл. 1. Библ. 36.
УДК. 551.35:528.
А. И. Б у р д э, В. Б. Л я ц к и й, Ю. Н. Т а р а с е в и ч. Принципы и задачи геологического картирования шельфа на современном этапе. В сб. «Картиро вание шельфов», Геогр. о-во СССР, Л., 1974, с. 52—60.
В статье рассматриваютя основные условия проведения морских геолого съемочных работ, определяющие методику и принципы построения геологиче ских карт, масштабы и виды съемок, глубинность и комплексность морских геологосъемочных работ, а также некоторые организационные вопросы их проведения.
Т.абл. 1. Библ. 14.
139