Зондирование глубины , часто называемое просто зондированием , измеряет глубину водоема . Данные, полученные в результате зондирования, используются в батиметрии для создания карт дна водоема, таких как топография морского дна .
На морских картах глубины традиционно отображались в саженях и футах. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), агентство, ответственное за батиметрические данные в Соединенных Штатах, до сих пор использует сажени и футы на морских картах. В других странах Международная система единиц (метры) стала стандартом для измерения глубины. [1]
«Звучание» происходит от древнеанглийского sund , означающего «плавание, вода, море»; оно не связано со словом sound в смысле шума или тона [2] , а со звуком , географическим термином.
Традиционные термины для обозначения глубин являются источником распространенных выражений в английском языке, в частности, «deep six» (глубина 6 саженей). На реке Миссисипи в 1850-х годах грузчики также использовали старомодные слова для некоторых чисел; например, вместо «two» они говорили «twain». Таким образом, когда глубина составляла две сажени, они кричали «by the mark twain!». Американский писатель Марк Твен , бывший речной лоцман , вероятно, взял свой псевдоним от этого клича. Термин жив в современном мире в эхолоте , технике использования сонара для измерения глубины. [3]
Линь или лотовый шнур — это отрезок тонкой веревки с отвесом , обычно свинцовым , на конце. Независимо от фактического состава отвеса, его все равно называют «лидом». Лоды замахивались или бросались лотовым, обычно стоящим в цепях корабля , против вант . [4]
Измерение глубины воды с помощью грузила и лески восходит к древней цивилизации. Оно по-прежнему широко используется сегодня в прогулочных лодках и в качестве альтернативы электронным эхолотам . Известно, что греческие и римские мореплаватели использовали грузила, некоторые из которых были обнаружены археологами. Измерение глубины с помощью грузила и лески продолжалось в течение всего средневекового и раннего современного периодов и до сих пор широко используется сегодня. Библия описывает измерение глубины с помощью грузила и лески в Деяниях , в то время как гобелен из Байё документирует использование грузила во время высадки Вильгельма Завоевателя в Англии в 1066 году . Измерение глубины с помощью грузила и лески работает вместе с измерительными шестами и/или эхолотами , особенно при навигации в мелководье и на реках. [3]
В море, чтобы избежать многократного вытягивания и измерения мокрого линя, растягивая его руками, общепринятой практикой является привязывание отметок с интервалами вдоль линии. Эти отметки сделаны из кожи , бязи , саржи и других материалов, и имеют такую форму и прикреплены, что их можно «читать» на глаз днем или на ощупь ночью. Традиционно отметки были через каждую вторую или третью сажень: на 2, 3, 5, 7, 10, 13, 15, 17 и 20 саженях. «Лидсмен» называл глубину, как он считывал ее с линя. 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 предполагаемое число; таким образом, «по отметке пять», поскольку есть отметка в пять саженей, но «по глубине шесть», поскольку нет отметки в шесть саженей. [3] [5] Дроби обозначались фразами «с половиной», «с четвертью» или «на четверть меньше» перед числом; так, 4 3/4 сажени назывались «четвертью без пяти», 3 1/2 — «с половиной три» и т. д. [5] Там, где глубина превышала 20 саженей, линия обычно отмечалась одним узлом на отметке 25 саженей, двумя узлами на отметке 30 саженей и т. д. [6]
Промеры глубины также могут проводиться для определения местоположения судна в качестве помощи в навигации , а не только для безопасности. Промеры глубины такого типа обычно проводились с использованием поводков, в углублении на дне отвеса которых находился комок жира. Жир поднимал часть донного осадка (песок, галька, глина, ракушки) и позволял офицерам корабля лучше оценить свое местоположение, предоставляя информацию, полезную для проводки и постановки на якорь . Если отвес оказывался чистым, это означало, что дно было каменистым. Навигационные карты предоставляют информацию о материалах морского дна в определенных местах. [3] Навигационные карты также включают контурные линии глубины. Таким образом, иногда можно ориентироваться в условиях плохой видимости, отмечая, к какой контурной линии вы ближе всего.
В девятнадцатом веке было предпринято несколько попыток механизировать глубинное зондирование. Конструкции варьировались от сложных латунных машин до относительно простых систем шкивов. Военно-морские силы по всему миру, особенно Королевский флот в Великобритании, были обеспокоены надежностью линейных и линейных зондирований. Введение новых машин понималось как способ внедрения стандартизированных практик для зондирования в период, когда военно-морская дисциплина была предметом большой озабоченности. [7]
Одна из наиболее широко распространенных глубинных машин была разработана в 1802 году Эдвардом Мэсси, часовщиком из Стаффордшира . Машина была разработана для крепления к измерительному лоту и линю. Она имела ротор, который вращал циферблат, когда лот опускался на морское дно. При ударе о морское дно ротор блокировался. Затем глубинную машину Мэсси можно было поднять на воду, и глубина считывалась по циферблатам в саженях. К 1811 году Королевский флот закупил 1750 таких устройств: по одному на каждое судно, находившееся в эксплуатации во время Наполеоновских войн . [8] Совет по долготе сыграл решающую роль в убеждении Королевского флота принять машину Мэсси. [7]
Машина для измерения глубины Мэсси была не единственной, принятой на вооружение в девятнадцатом веке. Королевский флот также закупил несколько буев и клещей Питера Берта. Эта машина сильно отличалась от машины Мэсси. Она состояла из надувного брезентового мешка (буй ) и подпружиненного деревянного шкива (клещ). Опять же, устройство было разработано для работы вместе с грузилом и леской. В этом случае буй тянулся за судном, а леска продевалась через шкив. Затем грузил можно было отпустить. Буй обеспечивал падение грузила перпендикулярно морскому дну, даже когда судно двигалось. Подпружиненный шкив затем ловил веревку, когда грузил касался морского дна, обеспечивая точное показание глубины. [7]
Машины Мэсси и Берта были разработаны для работы на относительно небольшой глубине (до 150 саженей). С развитием подводной телеграфии в конце девятнадцатого века были введены новые машины для измерения гораздо больших глубин воды. Наиболее широко используемой глубоководной промерной машиной в девятнадцатом веке была промерная машина Кельвина , разработанная Уильямом Томсоном (лорд Кельвин) и запатентованная в 1876 году. Она работала по тому же принципу, что и промер с помощью поводка и линя. В этом случае леска состояла из барабана рояльной проволоки, в то время как поводок имел гораздо больший вес. Более поздние версии машины Кельвина также имели моторизованный барабан для облегчения наматывания и разматывания лески. Эти устройства также имели циферблат, который регистрировал длину выпущенной лески. [9]
В двадцатом веке использовались как технология «линь-и-линь», так и глубиномеры, но к двадцать первому эхолотирование все больше вытесняло оба этих метода. На многих судах все еще можно найти глубиномер в качестве резервного варианта электронного глубиномера в случае неисправности. GPS в значительной степени заменил секстант и хронометр для определения местоположения в море, но многие моряки все еще носят секстант и хронометр в качестве резервного варианта. Многие небольшие суда все еще полагаются исключительно на глубиномер.
Первый практический эхолот (дословно «измеритель глубины»), который определял глубину воды путем измерения времени, необходимого для возврата эха от высокочастотного звука, посланного через воду и отраженного от морского дна, был изобретен Гербертом Гроувом Дорси и запатентован в 1928 году. [10]
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, с помощью которого можно было регистрировать мелководье и большие глубины. В 1925 году C&GS получила самый первый эхолот, разработанный и построенный компанией Submarine Signal Company.
Медиа, связанные с устройствами для измерения глубины на Wikimedia Commons