Den beregning av tidevannet er den metoden som brukes i maritim navigasjon å anslå høyden på vannet på et sted og på et gitt tidspunkt, fra tidevann spådommer gjort av hydrografiske kontorer for referansepunkter, og registrert i kataloger.
De tidevann er et resultat av tiltrekningen av Månen og Solen på sjø og hav , og bevegelsen av vannmassene som følge. Siden periodisiteten til høy og lav tidevann ikke er 12 timer, men 12 timer og 25 minutter (i gjennomsnitt) på fastlands-Frankrike, er det nødvendig å forutsi tidevannstiden på bemerkelsesverdige steder, store havner, takket være stjernenes beliggenhet. og registrere dem i en katalog. Navigatoren bruker disse dataene for å finne ut om han kan nå vann uten fare for å gå på grunn (beregning av dybde på et gitt sted og tidspunkt) eller hvis det kan passere under en bro (beregning av fri høyde under en bro).
Den teoretiske tidevannet kan beregnes med lang tid i forveien, siden det, i fravær av vind og ved konstant atmosfæretrykk, avhenger av konstante egenskaper:
Gjennom gjentatte observasjoner har tjenestene som er ansvarlige for å forutsi tidevann (i Frankrike, SHOM ) utviklet modeller som gjør det mulig å beregne tid og høyde for fremtidige tidevann. Disse modellene utvikler seg kontinuerlig, og har blitt raffinert med utviklingen av datakraft, forskning på ligningene som skal implementeres, og med utseendet til svært nøyaktige havoverflate-høydemålsdata takket være satellitter. Siden 1991 er det den harmoniske formelen som brukes av SHOM for å beregne timer og høyder i omgivelsene til de viktigste portene som vises i Tidal-katalogen. Tidligere var det Laplace's formel som ble brukt.
Harmonisk formel:
med:
Tidevannshøydene er angitt i Frankrike i forhold til det hydrografiske nullet som er nær det laveste nivået som havet teoretisk kan nå, dvs. havnivået ved tidevannet med tidevannet på koeffisienten 120 (koeffisienten for høyvann).
Tidevann, på et sted og på en gitt dato, defineres av:
I Frankrike er tidevannsstørrelsen i forhold til gjennomsnittsverdien indikert av tidevannskoeffisienten, uttrykt i hundredeler, som tar en verdi mellom 20 og 120. Denne koeffisienten tilsvarer forholdet, i Brest , av semi- tidevannsområdet. -diurnal av den harmoniske formelen delt på gjennomsnittsverdien av tidevannsområdet for vår tidevann. Det er definert av den hydrografiske og oceanografiske tjenesten til marinen (SHOM).
Det kan også defineres fra vannhøyden på det åpne havet:
med:
I Frankrike er tidevanns koeffisienter beregnet for havnebyen Brest og anses å være identisk på Atlanterhavet og Kanal kysten fordi flodbølge som når dem er bare litt forstyrret. Dette er imidlertid en tilnærming. Enhetshøyden er gjennomsnittsverdien av amplituden til de største utslippene, det vil si tidevannet whitewater équinoxiales. Det er verdt 6,10 m i Brest.
Ikke alle metodene presentert nedenfor er like. De er underlagt forskjellige tilnærminger, som spesifisert. Det er derfor nødvendig å velge den mest presise og bruke en pilotfot på de oppnådde resultatene. Referanseboken om tidevann i Frankrike er tidevannskatalogen som er utgitt av SHOM .
Før du prøver noen beregning, er det viktig å vite hvilken tid du befinner deg i. SHOM-katalogen har vedtatt en gang gjennom året, UTC + 1. Dette er en feilkilde, spesielt om sommeren når den lovlige tiden blir UTC + 2.
Så kommer lokalitetsproblemet. Hvilken havn kommer jeg til? Er det en hovedport? En tilknyttet port? Når dette elementet er løst, bør den mest presise beregningsmetoden velges.
Fire kurver er gitt for hver hovedport, disse kurvene utfyller ikke akkurat hverandre:
Valget gjøres i henhold til om:
Å angi kurvene gir en faktor f som tilsvarer en prosentandel av tidevannsområdet, det kan variere fra 0 (lavvann) til 1 (høyvann). Denne faktoren multiplisert med tidevannsområdet og det oppnådde resultatet må legges til høyden på lavt vann, og vi får deretter vannhøyden til ønsket tidspunkt.
Det skal bemerkes at høyden på høyt vann alltid er lik høyden på lavt vann økt med tidevannsområdet.
EksempelJeg får en faktor .
Ønsket vanndyp er lik H = ( * tidevannsområde) + lav vannhøyde
Hvis den daglige koeffisienten er rundt 70 (hengselkoeffisient mellom kildevann og neapvann), anbefales det i dette tilfellet å beregne en faktor ved VE-kurven, deretter en annen faktor ved ME-kurven, og til slutt bruke faktoren (gjennomsnitt av og av ) for å fullføre beregningen.
Numerisk eksempelDenne beregningsmetoden er beskrevet i tidevannskatalogene til SHOM.
Merk: Havnene i Saint-Malo og Le Havre har bord med vannhøyder gitt time for time for alle dager i året. Standardkurver, mindre presise i dette tilfellet, skal derfor unngås. Vannhøydene i disse havnene beregnes ved lineær interpolasjon av vannhøydene mellom to runde timer.
Den harmoniske metoden brukes for tilkoblede porter, fordi ingen standardkurve leveres for dem. Man assimilerer variasjonen av vannhøyden i tide til en sinus. Vannnivået til et gitt tidspunkt eller, når vannstanden oppnås, oppnås ved å bruke en av de to formlene nedenfor.
Den første tilnærmingen som ble gjort for å modellere tidevannsbølgen på en enkel måte, er å betrakte den som sinusformet. Her er formlene for den såkalte harmoniske metoden:
med:
La oss modellere tidevannsbølgen ved en sinusformet funksjon. Vi ønsker å gjøre øyeblikket t = 0 sammenfallende med høyvannet. Vi vil derfor bruke cosinus.
eller
Variasjonen i høyden mellom to gitte tider kan derfor skrives:
På samme måte som høyvann er det andre cosinus lik 1. Det kommer derfor:
Takket være formelen for å redusere sinusens kvadrat, har vi:
fra hvor
Som vi har løst , har vi gjort det
Til slutt finner vi:
Hvis vi nå tar lavt vann som referansetid, er det nødvendig at det sammenfaller med et minimum av cosinus. Så vi må bare ta det motsatte av modellen vi tok. Vi har da:
Ved nøye samme metode kommer vi til:
Vi kan derfor konkludere med at uansett hvilken referanse (PM eller BM) som er valgt, er variasjonen av vannhøyden den samme bortsett fra tegnet. Men sinusen i kvadrat gjør at vi mister informasjon, tegnet på . Med andre ord, hvis studietiden er før tidevannet som referanse, vil dette ikke bli tatt i betraktning, vil vi ha den absolutte verdien av det ønskede resultatet. Så i alle tilfeller må du analysere situasjonen for å vite om du skal trekke fra eller legge til variasjonen i høyden. Det er følgelig ikke noe poeng å beholde det negative tegnet som ble oppnådd i det første tilfellet. Vi vil beholde en unik formel, der vinklene uttrykkes i grader:
Denne metoden består av tilnærming av en sinus av en affinefunksjon definert av brikker, hvert intervall er verdt en tidevannstime . Dette er definert som tiden mellom påfølgende høyt og lavt hav, delt på 6. Denne metoden skal ikke brukes på en hovedhavn, men bare på en tilknyttet havn. Til tross for tilnærming, blir det fortsatt undervist i forskjellige kurs, spesielt under undersøkelsen av offshore-lisensen.
Dermed er den relative variasjonen i vannstand omtrent 1/12 av tidevannsområdet i løpet av den første tidevannstimen , 2/12 i løpet av den andre, deretter 3/12, 3/12, 2/12, 1/12.
EksempelSøknad på en tilknyttet port som har korrigert data som følger:
eller tidevann på 323 minutter; den tidevannet time er (323/6) = 54 minutter
forskjellen (tidevannsområdet) er 9,05 m (= 11,3 - 2,25)
⇒ 1/12 av denne verdien = 75,42 cm
Som gir følgende tabell med vannhøyder:
Time | Høyde | Relativ variasjon | enten en høyde på (legges til vannhøyden BM) | Tidevannets tilstand |
05:53 | 2,25 m | lavvann | ||
06:47 | 3,00 m | +1/12 | 1/12 av tidevannsområdet | |
07:41 | 4,51 moh | +2/12 | 3/12 = 1/4 av tidevannsområdet | 1/4 av tidevannet |
8:35 | 6,78 moh | +3/12 | 6/12 = 1/2 av tidevannsområdet | halvvann |
09:29 | 9,04 m | +3/12 | 9/12 = 3/4 av tidevannsområdet | 3/4 av tidevannet |
10:23 | 10,55 m | +2/12 | 11/12 = tidevannsområde - 1/12 | |
11:16 | 11.30 m | +1/12 | 12/12 = tidevannsområde | dypt hav |
På samme prinsipp som den tolvtende metoden, som er en tilnærming til en sinuskurve , kan vi grafisk finne en vannhøyde som en funksjon av tidevannstiden og omvendt ved å tegne en halvsirkel.
Vurder en halvcirkel:
Projeksjonen av et punkt t av halvsirkelen på diameteren ( kosinus ) tilsvarer derfor vannhøyden på tidspunktet t.
Når du leter etter informasjon for tilknyttede porter, det vil si porter som det ikke er gitt en typisk kurve for, er det nødvendig å gjøre dataene til hovedporten korreksjonene for tidene og for høydene som vises i tidevannskatalogen.
SHOM anbefaler bare én metode. Den viser en liste over tilknyttede porter for hver hovedport.
Gjennomsnittstidene som tilsvarer vårvann og neap tidevann er lagt ut for hovedhavnen. Eksemplet nedenfor nevner hovedhavnen i Dieppe og de to portene som er festet til den.
Når du leser dagens data for høy og lavvann, gjelder følgende regler hver for tidevann og lavvann.
Eksempel på beregning av dataene i Le Tréport hvis dataene i dag i Dieppe er som følger:
PM | BM |
---|---|
16:00 | 22:18 |
8,00 m | 1,70 m |
Høyvann 16:00, denne tidsplanen er mer enn 2 timer fra den gjennomsnittlige tidevannstiden (12:40) eller nattvann (18:20). Korreksjonen for høyvannstimene vil være gjennomsnittet av kildevannet (+0 t 15 min) og neapvann (+0 t 25 min) korreksjoner, det vil være +0 t 20 min.
For korreksjonen på vannhøyden er det nødvendig å interpolere
En vannhøyde på 9,3 m gir en korreksjon på +1,15 m
En vannhøyde på 7,4 m gir en korreksjon på +0,70 m
I dag er vannhøyden 8,00 m , noe som gir som en korreksjon +0,842 m (avrundet til +0,84).
Lavvann 10:18, denne tidsplanen er mer enn 2 timer fra den gjennomsnittlige lavvannstiden for vårvann (19:30) eller tidevann (0 t 50). Korreksjonen for timene vil være gjennomsnittet av kildevannskorrigeringene (+0 t 20 min) og nattvann (+0 t 15 min) det vil være +0 t 17,5 min (avrundet til +0 t 18 min).
For korrigering på høyden er det nødvendig å interpolere.
En vannhøyde på 2,5 m gir en korreksjon på +0,50 m
En vannhøyde på 0,8 m gir en korreksjon på +0,20 m
I dag er vannhøyden 1, 70 m , noe som gir som en korreksjon +0,36 m.
Tabellen til Le Tréport er som følger:
PM | BM |
---|---|
16:20 | 22:36 |
8,84 moh | 2,06 moh |
Den dybde på et bestemt sted på et gitt tidspunkt er avstanden fra bunnen til overflaten av vannet. For å beregne dybden (P) er fremgangsmåten derfor som følger:
Enkelte atmosfæriske fenomener kan ha innflytelse på vannhøyden og følgelig på beregningen av dybden:
De generelle dataene gjelder for gjennomsnittlig atmosfærisk trykk ( 1013 hPa ). Disse vanndypene er større når atmosfæretrykket er lavt, og mindre i tilfelle høyt trykk. Disse forskjellene avhenger av hvert sted, og det er ingen enkel matematisk regel for å bestemme dem. I følge SHOM må de korrigeres med 10 cm for 10 hPa avvik fra gjennomsnittstrykket. Eksempler:
I Frankrike er tidevannsområdet veldig lavt i Middelhavet. Den er høyest i Saint-Malo / Granville-regionen og avtar når den stiger ned langs Atlanterhavskysten. Her er noen eksempler:
Kildevann: koeffisient 116 (116 er den største tidevannskoeffisienten for 2006)
Dødt vann: koeffisient 28 (28 er den minste tidevannskoeffisienten for året 2006)