Методите за измерване на дълбочините на морето

По време на целия период на древния мореплаването въпроса за измерване на дълбочина е ограничено единствено до сондажите, за да се осигури гмуркане край бреговете. Древният свят не е имал никакви емпирични данни за действителните дълбините на моретата и океаните, далеч от брега, както и решенията на този вид, често в древни времена, учените са основани единствено на предположения.

Първият опит за измерване на дълбочината на океана, на който информацията достигнала до нас, е направено от Магелан в средата на Тихия океан и завърши с неуспех - дъното не се получи. След това, тя взе още 300 години (от началото на XVI до началото на ХIХ век), преди отново да започнат тези експерименти. Дори и най-известният изследовател на океаните, като Кук (1769-1778 GG.), Ла Перуз (1785-1788 GG.) Или дори в началото на ХIХ век и Lisyansky Kruzenshtern (Надежда и Нева, 1803-1806.) Фицрой на борда на кораба Бийгъл, Чарлз Дарвин плавали до пет години (1831-1836 GG.), и те не се занимават с въпрос за дълбините на елементите на повърхността на който плуваха. сондажи афера продължават да бъдат ограничени само от пряка и непосредствена практическа цел - безопасността на корабоплаването в близост до брега.

През първото тримесечие на XIX век, има опити, обаче почти винаги неуспешен, за измерване на дълбочината на океана. Те са направени от американския военноморски офицери в Атлантическия океан. Например, лейтенант Паркър, на борда на фрегатата на Конгреса на Съединените щати срещу бреговете на Бразилия гравиран около 15 до 250 m лот, както и, по негово мнение, не е достигнала дъното (при дълбините на реалността тук около 5500-6500 м).

Причините за провала на дълбоководни измервания бяха, както следва. При измерване на малките крайбрежни дълбините на времето за достигане на дъното на партидата се съди по два критерия: за въздействието на дъното си, подай ръка на партидите и за освобождението на последната партида от тежестта на последиците от което е забавяне в vysuchivanii звучене линия. Най-накрая. когато партидата отново избран, придържайки се към долния край на своята проба от почвата и доказателства за постигане на дъното на паркинга.

Естествено е, че в началото на един и същи начин и го взеха много време е бил използван при измерването на океанските дълбини, но разбрах, че той не може да даде никакви резултати, защото в случай на измерване на океана, т. Е. Много голяма дълбочина, липсва както необичайно за постигане на характеристиката много етаж. Blow много на дъното на дълбочина от 3000- 4000 m напълно предавани чрез ремък, не се протегна, Лин нагоре, а теглото на дълго звучене линия гравирани толкова значима. и че при достигане на дъното на много звучене линия продължава да се обърне зад борда да изглежда със същата скорост, както преди. Недостатъчна крепост звучене линия по това време не позволи да се повиши партидата, обикновено лот ", когато се опитвам да го изберете приключи внезапно, а защото последният знак на достигане на дъното на партидата - проба на почвата - също е отсъствал.

За Джеймс Кларк Рос, ръководителят на британската антарктическа експедиция (1839-1841 GG.), Това е възможно по време на това първо пътуване да намери начин да се измери океанските дълбини, които позволиха да се забележи в момента на достигане на дъното на партидата.

Производство на многобройни експерименти с размери по-големи дълбочини. Г. К. Рос забелязал, че vysuchivaniya звучене линейна скорост в началото и в края на измерване не са едни и същи, а именно, от началото на звучене линия до точката на измерване работи с макара равномерно бавното движение, а след това идва време, когато избяга звучене линия става почти еднакво. Рос го обясни по този начин. Както бягство звучене дължина линия във водата се увеличава, а следователно и триенето на водата става по-голям, и въпреки че теглото се ецва част сонди линия също се увеличава, но силата на спиране на водата е толкова голям, че падането на партидата и сонди линия е равномерно забавено. Когато елементът достигне дъното и лот започва да падне на дъното, а след това дължината на него на повърхността на водата остава постоянна, теглото и триенето, също вече не са обект на промяна, и да избяга звучене линия става почти еднакво, нарушавана само от кораба е подвижен, инерцията на макарата и лот.

Когато оловно-линия, за да постави на марката през същото разстояние, а след това. забележи интервалите часовник на бягство, това е лесно да се види, че "в началото на тези пропуски ще цялото увеличение, а след това стават почти равни помежду си, малко се увеличава, а след това намалява. Очевидно е, че дължината на оловно-линия, за което интервалите за бягство му започнаха да се равнява на една от друга, е най-желаната дълбочина.

Влезте Рос да се определи кога долната част на партидата, използван в продължение на 30 години. различни подобрения са били въведени през това време, но основният принцип остава същата. За по-добро, по-ясно се наблюдава в момента на достигане на дъното, станало възможно звучене линия е по-тънък и по-силен, внимателно го навива на амортисьор, се погрижили, че последният може да се върти около оста си. От друга страна, увеличаването на теглото на партидата, и по този начин се постига по-изразено и внезапна промяна в характера на редица съседни интервали от време бягство, еднакви дължини сонди линия, докато се допре до долната част на партидата, и веднага след това. От бяха направени серия от измервания на маса такива периоди от време за определен лот дебелина и тегло на партидата. Както и да е, в крайна сметка, много зависи от опита на изкуството и наблюдателя.

Въпреки това, за да се повиши партидата и да получите проба от почвата до дълбочината на океана не може, и при всяко измерване трябваше да загубим партидата и почти всички гравирано звучене линия.

През 1854, САЩ Navy Ensign Брук предложената нова партида с разделя на товара в момента на докосване на партидата надолу. По този начин, когато бране на лот трябваше да издържат освободен само зад борда теглото на неговата дължина и има малък тегло желязо тръба, която запазена долната проба почва.

Благодарение на изобретението Брук и използване на рецепцията Рос първи стана възможно екземпляри dostavanie партер, т. Е. несъмнени доказателства, че партидата не се извършва от, да не говорим за възможността за първи път да разследва естеството на партерния етаж на океаните по-голяма дълбочина. Идеята за раздялата натоварване се прилага във всички съвременни партиди.

Технически, първоначалната идея на много Брук се извършва по такъв начин. Светлината тръба стомана е снабден в горната част на двете рамена, завъртане на обща ос. Горните, дълги крака съединени завършва кратко ремък, за които чрез специален пръстен ангажира сонди линия. Долната, по-късите краища на краката бяха използвани за пускането им на специален ремък линия, противоположните краища на които са свързани към пръстена приплъзва върху тръбата от по-долу. Заредете сервира обикновен ядро ​​пробити диаметър, с подкрепата на тегло с помощта на ремък пръстен с две панти се носи на крака. По този начин, цялата система висеше на звучене линия и тръгна с него към дъното, а в долния край на тръбата на партидата не се опря дъното. От въздействието на края на тръбата ровят малко в земята, която е проба, и остава в сноп от гъши пера, монтиран в долния край на тръбата. Междувременно лот продължи да работи дори и с макарата, което го формира застой тръба крак по-горе, при което се получава ядро ​​гравитацията, надолу, при което и двете примки ремък скочи от тях, а ядрото е изчистена. От този момент нататък Lina остава окачена само тръба с проба от почвата, която заедно с звучене линия и издигнат на борда.

Лот Брук направи възможно да се приложи тежък товар с тънък звучене линия, така че тя става по-лесно да се забележи в момента на достигане на дъното на партидата въз основа на Рос, след което са получени проби от почвите, и най-накрая се поддържат лот.

Скоро след изобретяването на партидата Брук се прилага при измерванията на линията от Ирландия до Нюфаундленд, за да разберете в долната част на облекчение за изграждането на първия подводен телеграфен кабел (American Лийт Беримън на кораба Arctic през 1856 г.); След това през 1859 г. на капачката англичанин. 2 Deyman ранг на кораба Циклоп втори път измерва една и съща линия и корабът Gorgon - линия от Нюфаундленд до Азорските острови и оттам към Ламанша. Това е първият обширни и систематични измервания на океанските дълбини, които направиха възможно да се изгради първите телеграфни кабели и изграждане на първата карта на дъното топографията на Северния Атлантически океан, съставена от лейтенант Маури.

Когато последващи измервания са постепенно променя оригиналния много просто устройство Brook партидата и повечето от лотовете са заменени ядрото на няколко плоски железни тежести, позволява да се зареди много, в зависимост от дълбочината и да получават големи проби от приземен етаж с гарантиране, че те най-повдигане не се мият от тръбата на партидата. С последната цел на дъното на епруветката направи или клапани или кранове, са затворени по време на преминаването на чугун тегла през долния край на тръбата.

За да се възползвате от пълната концепция за измерване на големи дълбочини по метода на Рос, по-долу е пример, взет от произведения на английската корвета Porcupine през 1869 в Бискайския залив. Въже се лот, обиколка от 0.8 инча и издържат на 1330 паунда при скъсване (български), на всеки 100 разтега го претеглят около 14 паунда. Лот зареден 372 паунда.

Партида отиде до дъното 33 мин 35 сек. и повишаване на неговата пара лебедка 2 часа на 2 минути.

Съвременни методи и инструменти за измерване на дълбочина. Работата по Porcupine почти го довърши първия период на измерване в дълбините на океаните, с помощта на кабел оловно-линията и Рос знака на периоди на наблюдение. (. 1872-1876 жж) В Challenger е работило въже звучене линия; както добре известен британски физик Уилям Томсън (по-късно лорд Келвин) предложи габарит дълбочина, на базата на изцяло нова идея, която до голяма степен ще улесни и да направи точни измервания на океанските дълбини. Настоящото изобретение, както и Lot Brook, беше ера в изследването на подводното топография, и следователно, всички в океанография.

Основната идея в дълбокомер Thomson е както следва. Първо сонди линия свободно гравиран с макарата, така че да не се наруши правилни интервали промени бягство еднакви дължини сонди линия (това е същността на метода на Ross), Thomson става спирачка амортисьор и освен това във всеки момент на измерване с такава сила, че равно тегло във водата на тази част сонди линия, която Тя е вече изписано зад борда; т. е. спирачна сила увеличаване дължини на сонди линия зад твърде увеличава и се увеличава. Ето защо, въртенето на барабана зависи само от теглото на партидата, и когато последният достигне дъното, а след това се навивам спирка от само себе си, като по този начин показва, крайната точка на измерване дълбочина. По този начин, на необходимостта от наблюдения периоди на бягство звучене линия падна.

Важно подобрение въвежда в случай на измерване на дълбочини Thomson, се състои в подмяна на проводник на кабела линия. Thomson използва първите струни на пиано, а след това започна да се нарочно лот за производство на поцинкована тел с диаметър от 0.7-0.9 ние издържат на опън 105-300 кг. Тел звучене линия има много предимства; тя заема много малко пространство, малка амортисьор може да се navit от 10 000 m, тя не се мокри и не трябва да бъде суха; той бързо отива на дъното, ниско тегло позволява бързо да се отдръпне, особено след като тя не трябва да се повиши вода, напоена въже звучене линия. По-малката му арки по време на неизбежна дрейфа на кораба по време на измерване дълбочина; по-бързо да избягат звучене кораб по линията по-малко отклонение от място дрейф.

Тъй като не може да бъде сигурен, че се дължи на инерцията клапата все още не прави няколко допълнителни ходове, а след това, за да се избегне колче по кабел към своя край връзвам въженце м 20, която вече добавите много, а над него два термометъра и вземане на проби за dostavaniya мостра вода.

По-нататъшни подобрения в методите за измерване на габарит дълбочина и дълбочина себе си електронна състоят в подобряване на техническата част на инструмента. По този начин, в съвременната дълбокомер от този вид (три: Sigsby - американски, Льоблан-френски и Лукас - English) акумулатор получаване на удари от Павета, въведени в устройството на габарита на дълбочина, брояч, разпределени на оста на амортисьорите, през които минава тел звучене линия, и защото той не дава скоростта на макара, и надясно дълбочината в метри или разтега. Основните амортисьорите правят силна стомана, тъй като те трябва да издържат на огромния натиск на телта; Помислете за всички разположени по-компактен и защо габарит дълбочина и като цяло е много по-малки по размер от първите проби са.

За вземане на нула референтни повърхността на океана дълбочини. Ако по време на звучене съществува приличен подутост, морската повърхност в зависимост от позицията на кораба на билото или вълна в основата може да варира от три метра вертикално и да направи същата грешка в броя на дълбочина.

Само в редки тихо време и при липса на поток на повърхността на кораба е в покой със звучене линия е точно вертикално положение във водата. Обикновено това се отклонява повече или по-малко и тя се превръща в крива линия, подобна на парабола. От тази причина се дължи на грешка, винаги се увеличава дълбочината измерена спрямо реалността.

Колкото по-голяма дълбочина, на всички фактори, които влияят на точността на измерванията, да станат по-големи, защото тогава изследването изисква повече време и корабът не запазва мястото си.

Обикновено, при нормални условия сонди грешка е около 3% от измерената дълбочина т. Е. Съотношението тридесетия гравиран сонди дължина линия.

За да се измери дълбочината на звука с помощта на два вида устройства се използват. Някои продукти на звука, с втора различна 50-20 000 такива звуци човешкото ухо може да чуе. Ако устройството произвежда звуци с вибрациите на над 20 000 във втория, човешкото ухо не могат да празнуват. Тези вибрации се наричат ​​свръхзвукови.

Скоростта на звука във водния слой зависи от температурата, звук прониква от своя соленост (т. Е. По същество плътността на водния слой) и компресия слой с дълбочина на водата през който преминава звука.

По същество, съществуващи устройства, за да се определи дълбочината на скоростта на звука най-вече да се различава в зависимост от естеството на акустична вълна, която те произвеждат, т.е.. Е. Те се усещат от човешкото ухо, или не.

Звукова вълна от първи ред (без значение колко е произведена от удари с чук върху наковалнята или динамит експлозията на касетата) винаги се разпространява в сферичната на вода, при което центъра на топката е в точката на звук производство.

Тъй като звуковите вълни се разпространяват еднакво във всички посоки от центъра на града, в случай, че морското дъно е с наклон, звуковата вълна се отразява близо до повърхността.

При използване на устройства, които произвеждат свръхзвукови вълни, последният може да бъде насочен перпендикулярно на повърхността на водата и след това дава желаната дълбочина на морето.

И двата метода на измерване дълбините на океана - и с помощта на линия тел и звукова скорост вълна - по необходимост трябва да се използват заедно. Всеки път, когато превозното средство прави океанографска станция, той започва с измерване на спирката на дълбочина на мястото си.

Разбира се, предходния определяне на дълбочината на звука много вече даде приблизително седалка дълбочина на превозното средство, но дълбочина измерване тел звучене линия позволява веднага да се получи не само дълбочината, но също колона от много дъното на долния слой на температура на водата и проба от водата, а заедно с едновременно определяне на дълбочината на звука много дава сравнение на двата метода, както и метод за определяне на дълбочината чрез сравняване на пробите защитени и незащитени от термометри вода под налягане в долния слой. Всичко това е така, защото за извършване на наблюдения на различни дълбочини все пак ще трябва дълго време, затова използването на тел звучене линия за измерване дълбочина на гарата вече не представлява значителна удължаване на срока за паркиране и в същото време осигурява много ценни данни на приземния етаж и на свойствата на най-долния слой вода.

Както и да се възползват от много звук е изключителен комфорт: цялата работа може да направите по курс на кораба и дори като че ли от само себе си. Така например, през последните години американските военни превозва по пътищата на САЩ до Филипините, използващи samozapisyvayuschy звучи много, между другото, обхванат цялата северна част на Тихия океан (между Хавана и Aleuts) измервания на теглото, общо до 30 000, и по този начин разгледа мимоходом облекчение дъното си, докато много слабо познати.

Но за да се изчисли по-точно дълбочината, че е необходимо в тази област, за да се направи обикновените методи океанографски изследвания, без които скоростта на звука в тези части не е достатъчно добре известни.

Така че можем да кажем, че за целите на звука хидрографски много има големи предимства; и за океанографски изследвания, които не могат да направят без дълбочина габарит тел-Лин, без да снижава устройства на различни междинно дълбочина за определяне на температурата и солеността, и следователно, е необходимо да се изпълнят тези изисквания спре кораба в продължение на няколко часа.