Hydrografia - Hydrography

Tabela geografii, hydrografii i nawigacji z cyklopedii z 1728 roku .

Hydrografia jest gałęzią nauk stosowanych zajmującą się pomiarem i opisem cech fizycznych oceanów , mórz , obszarów przybrzeżnych , jezior i rzek , a także przewidywaniem ich zmian w czasie , przede wszystkim w celu zapewnienia bezpieczeństwa żeglugi oraz we wspieraniu wszelkiej innej działalności morskiej, w tym rozwoju gospodarczego, bezpieczeństwa i obrony, badań naukowych i ochrony środowiska.

Historia

Początki hydrografii leżą w tworzeniu map ułatwiających nawigację przez poszczególnych żeglarzy podczas nawigowania na nowe wody. Były to zwykle własność prywatna, a nawet ściśle strzeżone tajemnice osób, które wykorzystywały je w celach handlowych lub militarnych . Wraz ze wzrostem handlu i poszukiwań transoceanicznych badania hydrograficzne zaczęto przeprowadzać jako samodzielne ćwiczenie, a zlecanie badań było coraz częściej wykonywane przez rządy i specjalne biura hydrograficzne. Organizacje narodowe, a zwłaszcza marynarka wojenna , zdawały sobie sprawę, że gromadzenie, usystematyzowanie i rozpowszechnianie tej wiedzy daje jej ogromne korzyści organizacyjne i militarne. W ten sposób powstały dedykowane narodowe organizacje hydrograficzne do gromadzenia, organizowania, publikacji i rozpowszechniania hydrografii włączonej do map i kierunków żeglarskich.

Przed ustanowieniem Wielka Brytania Biura Hydrograficznego , Royal Navy kapitanowie byli odpowiedzialni za świadczenie swoich wykresów. W praktyce oznaczało to, że statki często pływały z niewystarczającymi informacjami do bezpiecznej nawigacji, a gdy badano nowe obszary, dane rzadko docierały do ​​wszystkich, którzy ich potrzebowali. Admiralicja mianowany Alexander Dalrymple jak hydrograf w 1795 roku z zadaniem zbierania i rozpowszechniania wykresów HM statków. W ciągu roku zebrano istniejące wykresy z poprzednich dwóch stuleci i opublikowano pierwszy katalog. Pierwszym wykresem stworzonym pod kierunkiem Admiralicji był wykres zatoki Quiberon w Bretanii , który pojawił się w 1800 roku.

Pod przewodnictwem kapitana Thomasa Hurda departament otrzymał pierwsze profesjonalne wytyczne, a pierwsze katalogi zostały opublikowane i udostępnione opinii publicznej, a także innym narodom. W 1829 r. kontradmirał sir Francis Beaufort jako hydrograf opracował tytułową Skalę i wprowadził pierwsze oficjalne tablice pływów w 1833 r. oraz pierwsze „ Uwagi dla marynarzy ” w 1834 r. Biuro Hydrograficzne rozwijało się stale przez cały XIX wiek; do 1855 r. Katalog wykresów zawierał 1 981 wykresów, co daje definitywny zasięg na całym świecie i produkował ponad 130 000 wykresów rocznie, z czego około połowa została sprzedana.

Słowo hydrografia pochodzi od starożytnej greki ὕδωρ ( hydor ), „woda” i γράφω ( graphō ), „pisać”.

Przegląd

Przegląd strategicznego portu Milford Haven wyprodukowany przez Lewisa Morrisa w 1748 r

Hydrografia na dużą skalę jest zwykle podejmowana przez organizacje krajowe lub międzynarodowe, które sponsorują gromadzenie danych poprzez precyzyjne badania i publikują mapy oraz materiały opisowe do celów nawigacyjnych. Nauka o oceanografii jest po części wyrostkiem klasycznej hydrografii. Pod wieloma względami dane są wymienne, ale morskie dane hydrograficzne będą szczególnie ukierunkowane na nawigację morską i bezpieczeństwo tej żeglugi. Poszukiwanie i eksploatacja zasobów morskich to istotne zastosowanie hydrografii, skoncentrowane głównie na poszukiwaniu węglowodorów .

Pomiary hydrograficzne obejmują informacje o pływach , prądach i falach oceanografii fizycznej. Obejmują pomiary dna , ze szczególnym uwzględnieniem tych morskich cech geograficznych, które stanowią zagrożenie dla żeglugi, takich jak skały, mielizny , rafy i inne elementy utrudniające przejście statku . Pomiary dna obejmują również zebranie charakteru dna, ponieważ dotyczy to skutecznego zakotwienia. W przeciwieństwie do oceanografii, hydrografia będzie obejmować cechy brzegowe, naturalne i stworzone przez człowieka, które pomagają w nawigacji. Dlatego pomiar hydrograficzny może obejmować dokładne pozycje i reprezentacje wzgórz , gór, a nawet świateł i wież, które pomogą ustalić pozycję statku, a także fizyczne aspekty morza i dna morskiego.

Hydrografia, głównie ze względów bezpieczeństwa, przyjęła szereg konwencji, które wpłynęły na sposób przedstawiania danych na mapach morskich. Na przykład mapy hydrograficzne są zaprojektowane tak, aby przedstawiać to, co jest bezpieczne dla żeglugi, dlatego zwykle mają tendencję do utrzymywania najmniejszych głębokości i czasami zmniejszają faktyczną topografię łodzi podwodnej, która byłaby przedstawiana na mapach batymetrycznych . Te pierwsze to narzędzia marynarza pozwalające uniknąć wypadku. Te ostatnie są najlepszymi reprezentacjami rzeczywistego dna morskiego, tak jak na mapie topograficznej, do celów naukowych i innych. Trendy w praktyce hydrograficznej od ok. Lata 2003-2005 doprowadziły do ​​zawężenia tej różnicy, ponieważ znacznie więcej biur hydrograficznych utrzymuje bazy danych „najlepiej zaobserwowanych”, a następnie produkuje produkty „bezpieczne pod względem nawigacji” zgodnie z wymaganiami. Zostało to połączone z preferencją dla badań wielozadaniowych, dzięki czemu te same dane zebrane do celów sporządzania map morskich można również wykorzystać do zobrazowania batymetrycznego.

HMS Waterwitch , statek do badań hydrograficznych

Chociaż w niektórych miejscach dane z pomiarów hydrograficznych mogą być gromadzone wystarczająco szczegółowo, aby przedstawić topografię dna w niektórych obszarach, mapy hydrograficzne pokazują tylko informacje o głębokości istotne dla bezpiecznej nawigacji i nie należy ich traktować jako produktu, który dokładnie odwzorowuje rzeczywisty kształt dna . Sondowania wybrane z surowych danych źródłowych o głębokości do umieszczenia na mapie morskiej są wybierane do bezpiecznej nawigacji i są stronnicze, aby pokazać głównie najpłytsze głębokości, które odnoszą się do bezpiecznej nawigacji. Na przykład, jeśli istnieje głęboki obszar, do którego nie można dotrzeć, ponieważ otacza go płytka woda, głęboki obszar może nie być wyświetlany. Wypełnione kolorem obszary, które pokazują różne zakresy płytkiej wody, nie są odpowiednikami konturów na mapie topograficznej, ponieważ często są rysowane w kierunku morza od najpłytszej przedstawionej głębokości. Mapa batymetryczna pokazuje dokładnie topologię morską. Szczegóły dotyczące powyższych ograniczeń można znaleźć w części 1 American Practical Navigator Bowditcha . Inną koncepcją wpływającą na bezpieczną nawigację jest rzadkość szczegółowych danych o głębokości z systemów sonarowych o wysokiej rozdzielczości. W bardziej odległych obszarach jedyne dostępne informacje o głębokości zostały zebrane za pomocą linek prowadzących. Ta metoda zbierania zrzuca ważoną linię na dno w odstępach czasu i rejestruje głębokość, często z łodzi wiosłowej lub żaglowej. Nie ma danych między sondowaniami ani między sondami, aby zagwarantować, że nie ma niebezpieczeństwa, takiego jak wrak lub głowa koralowca czekające tam, aby zrujnować dzień marynarza. Często nawigacja łodzi zbierającej nie odpowiada dzisiejszym dokładnościom nawigacji GPS. Wykres hydrograficzny będzie wykorzystywał najlepsze dostępne dane i zastrzeże jego charakter w uwagach lub w legendzie wykresu.

Pomiary hydrograficzne różnią się pod pewnymi ważnymi względami od badań batymetrycznych, szczególnie w kierunku najmniejszej głębokości ze względu na wymogi bezpieczeństwa pierwszego i geomorfologiczne wymagania opisowe drugiego. Historycznie może to obejmować echosondowanie przeprowadzane w warunkach nastawionych na najmniejsze głębokości, ale we współczesnej praktyce pomiary hydrograficzne zwykle próbują jak najlepiej zmierzyć obserwowane głębokości, z korektami dotyczącymi bezpieczeństwa nawigacyjnego stosowanymi po fakcie.

Hydrografia cieków będzie zawierała informacje o dnie cieku, przepływach , jakości wody i otaczających terenach. W hydrografii basenowej lub wewnętrznej zwraca się szczególną uwagę na rzeki i wodę pitną, chociaż jeśli zebrane dane nie są przeznaczone do celów nawigacyjnych na statkach i są przeznaczone do użytku naukowego, częściej nazywa się je hydrometrią lub hydrologią .

Hydrografia rzek i strumieni jest również integralną częścią gospodarki wodnej. Większość zbiorników w Stanach Zjednoczonych korzysta z dedykowanych tabel pomiaru i oceny strumienia w celu określenia dopływów do zbiornika i odpływów do okręgów nawadniających, gmin wodnych i innych użytkowników przechwyconej wody. Hydrografowie rzeczni/strumieni używają urządzeń ręcznych i montowanych na brzegu, aby uchwycić przekrojowe natężenie przepływu wody przez odcinek i/lub prąd.

Organizacje

Usługi hydrograficzne w większości krajów wykonywane są przez wyspecjalizowane biura hydrograficzne . Międzynarodowa koordynacja przedsięwzięć hydrograficznych należy do Międzynarodowej Organizacji Hydrograficznej .

Wielka Brytania Biuro Hydrograficzne jest jednym z najstarszych, dostarczając szeroką gamę wykresów obejmujących cały świat do innych krajów sojuszniczych organizacji wojskowych i opinii publicznej.

W Stanach Zjednoczonych, funkcja tworzenia wykresów hydrograficznych zostało przeprowadzone od 1807 roku przez Urząd Coast Survey z National Oceanic and Atmospheric Administration w US Department of Commerce .

Zobacz też

  •  Mapa batymetryczna – Mapa przedstawiająca teren podwodny zbiorników wodnych
  • Geografia wybrzeża  – badanie regionu między oceanem a lądem
  • Wyprawa Challenger  – oceanograficzna wyprawa badawcza (1872-1876)
  • Hydrologia  – nauka o ruchu, rozmieszczeniu i jakości wody na Ziemi i innych planetach
  • Hydrometria  – Monitorowanie elementów cyklu hydrologicznego

Bibliografia

Linki zewnętrzne

Stowarzyszenia skupiające się na hydrografii oceanów

Stowarzyszenia zajmujące się hydrografią potoków rzecznych i jezior