Зондирование глубины , часто называемое просто зондированием , представляет собой измерение глубины водоема . Данные, полученные в результате зондирования, используются в батиметрии для создания карт дна водоема, например, топографии морского дна .
На морских картах зондирования традиционно отображались в саженях и футах. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (НОАА), агентство, отвечающее за батиметрические данные в Соединенных Штатах, до сих пор использует сажени и футы на морских картах. В других странах стандартом измерения глубины стала Международная система единиц (метры). [1]
«Звучание» происходит от древнеанглийского sund , что означает «плавание, вода, море»; оно связано не со словом звук в смысле шума или тонов, [2] а со звуком , географическим термином.
Традиционные термины для измерения глубины являются источником распространенных выражений в английском языке, в частности «глубокая шестерка» (глубина 6 саженей). На реке Миссисипи в 1850-х годах руководители также использовали старомодные слова для некоторых чисел; например, вместо «два» они бы сказали «два». Так, когда глубина составляла две сажени, кричали «по отметке две!». Американский писатель Марк Твен , бывший речной лоцман , вероятно, взял свой псевдоним от этого крика. Этот термин живет и в современном мире в эхолоте , технике использования гидролокатора для измерения глубины. [3]
Измерительный шнур или поводок представляет собой отрезок тонкой веревки с отвесом , обычно свинцовым , на конце. Независимо от фактического состава отвеса, его все равно называют «свинцом». Поводки размахивал или бросал ведущий, обычно стоявший на цепях корабля, прислонившись к вантам . [4]
Измерение глубины воды с помощью свинца и лески восходит к древней цивилизации. Он продолжает широко использоваться и сегодня на прогулочных судах и в качестве альтернативы электронным эхолотам . Известно, что греческие и римские мореплаватели использовали зонды, некоторые из которых были обнаружены археологами. Звучание по стилю и линии продолжалось на протяжении всего средневековья и раннего Нового времени и широко используется до сих пор. Библия описывает звучание литра и звучания в Деяниях , а гобелен из Байе документирует использование звучания литра во время высадки Вильгельма Завоевателя в Англии в 1066 году . Свинцовое и линейное зондирование осуществляется вместе с эхолотами и/или эхолотами , особенно при плавании на мелководье и на реках. [3]
В море, чтобы избежать многократного вытаскивания и измерения мокрого троса путем вытягивания его руками, принято привязывать марки через определенные промежутки вдоль троса. Эти знаки изготавливаются из кожи , бязи , саржи и других материалов, имеют такую форму и прикрепляются, что их можно «читать» на глаз днем или на ощупь ночью. Традиционно отметки были на каждой второй или третьей сажени: на 2, 3, 5, 7, 10, 13, 15, 17 и 20 саженях. «Ведущий» назвал глубину, читая ее с линии. 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 примерное число; при этом «по отметке пять», так как есть отметка в пять саженей, но «по отметке глубокой шестерке», так как отметки в шесть саженей нет. [3] [5] Дроби назывались, если перед числом стояли фразы «полтора», «и четверть» или «на четверть меньше»; таким образом, 4 3/4 сажени будут называться «четверть меньше пяти», 3 1/2 — «полторы три» и так далее. [5] Если глубина превышала 20 саженей, леску обычно обозначали одним узлом на 25 саженях, двумя узлами на 30 саженях и так далее. [6]
Зондирование также может проводиться для определения положения судна в целях облегчения навигации , а не только в целях безопасности. Измерения такого типа обычно проводились с использованием поводков, у которых в углублении в нижней части отвеса находился комок жира . Жир поднимет часть донных отложений (песок, гальку, глину, ракушки) и позволит офицерам корабля лучше оценить свое положение, предоставив информацию, полезную для лоцманской проводки и постановки на якорь . Если отвес оказался чистым, это означало, что дно каменное. Морские карты предоставляют информацию о материалах морского дна в определенных местах. [3] Морские карты также содержат изолинии глубины. Таким образом, иногда можно ориентироваться в условиях плохой видимости, отмечая, к какой горизонтали ближе всего.
В девятнадцатом веке был предпринят ряд попыток механизировать глубинное зондирование. Конструкции варьировались от сложных латунных машин до относительно простых систем шкивов. Военно-морские силы всего мира, особенно Королевский флот Великобритании, были обеспокоены надежностью упреждающего и линейного зондирования. Внедрение новых машин понималось как способ внедрения стандартизированной практики зондирования в период, когда военно-морская дисциплина вызывала большое беспокойство. [7]
Одна из наиболее широко используемых звуковых машин была разработана в 1802 году Эдвардом Мэсси, часовщиком из Стаффордшира . Машина была разработана для крепления к зондирующему грузилу и леске. Он имел ротор, который поворачивал циферблат, когда свинец опускался на морское дно. При ударе о морское дно ротор заблокировался. Затем можно было вытащить эхолот Мэсси и измерить глубину по циферблатам в саженях. К 1811 году Королевский флот закупил 1750 таких устройств: по одному на каждый корабль, находившийся в эксплуатации во время наполеоновских войн . [8] Совет по долготе сыграл важную роль в убеждении Королевского флота принять на вооружение машину Мэсси. [7]
Мэсси был не единственной звуковой машиной, принятой на вооружение в девятнадцатом веке. Королевский флот также приобрел несколько буев и кусачек Питера Берта. Эта машина сильно отличалась от машины Мэсси. Он состоял из надувного холщового мешка ( буя ) и подпружиненного деревянного полиспаста (щипца). Опять же, устройство было разработано для работы вместе с грузилом и леской. В этом случае буй будет тянуться за судном, а трос продеваться через шкив. После этого лидера можно будет отпустить. Буй обеспечивал, чтобы поводок падал перпендикулярно морскому дну даже во время движения корабля. Подпружиненный блок захватывал веревку, когда грузило попадало на морское дно, обеспечивая точное определение глубины. [7]
Машины Мэсси и Берта были предназначены для работы на относительно мелководье (до 150 саженей). С развитием донной телеграфии в конце девятнадцатого века были введены новые машины для измерения гораздо больших глубин воды. Наиболее широко используемой глубоководной зондирующей машиной в девятнадцатом веке была зондирующая машина Кельвина, разработанная Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) и запатентованная в 1876 году. Она работала по тому же принципу, что и зондирование с помощью свинца и троса. В данном случае струна представляла собой барабан с фортепианной проволокой, а лид имел гораздо больший вес. Более поздние версии машины Кельвина также имели моторизованный барабан, облегчающий намотку и размотку лески. Эти устройства также имели циферблат, который записывал длину выпущенной лески. [9]
В двадцатом веке использовались как линейная технология, так и зондовые машины, но к XXI веку эхолотирование все больше вытесняло оба этих метода. На многих судах до сих пор можно найти линию зондирования в качестве резерва электронного зондирования глубины в случае неисправности. GPS в значительной степени заменил секстант и хронометр для определения местоположения в море, но многие моряки до сих пор носят с собой секстант и хронометр в качестве запасного варианта. Многие малые суда по-прежнему полагаются исключительно на зондирующий шнур.
Первый практический глубиномер (буквально «измеритель саженей»), который определял глубину воды путем измерения времени, необходимого для возвращения эха от пронзительного звука, посланного через воду и отраженного от морского дна, был изобретен Гербертом Гроувом Дорси и запатентовано 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 и определения мелководья. и можно было зарегистрировать большие глубины.
В 1925 году C&GS получила самый первый эхолот, спроектированный и изготовленный компанией Submarine Signal Company.
СМИ, связанные с устройствами для измерения глубины, на Викискладе?