ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΑΡΑΚΤΙΑΣ ΝΑΥΣΙΠΛΟΙΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΑΡΑΚΤΙΑΣ ΝΑΥΣΙΠΛΟΙΑΣ

Χατζηλίας Νικόλαος Μυτιλήνη 2009

Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοΐας_______________________ __Περιεχόμενα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΑΡΑΚΤΙΑΣ ΝΑΥΣΙΠΛΟΪΑΣ

Στόχος Εργαστηρίου Δομή εργαστηρίου Ασφάλεια Εκπαιδευτικών πλόων

ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ

1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑ

1.1.1 Η έννοια της Χαρτογραφίας 1.1.2 Τι είναι Χάρτης 1.1.3 Ποια ανάγκη δημιούργησε του Χάρτες 1.1.4 Τα βασικά χαρακτηριστικά των Χαρτών 1.1.5 Ο στόχος των Χαρτών 1.1.6 Ταξινόμηση των Χαρτών 1.1.7 Ταξινόμηση με βάση την Κλίμακα 1.1.8 Ταξινόμηση με βάση την λειτουργία τους 1.1.9 Χάρτες Γενικής Αναφοράς 1.1.10 Θεματικοί Χάρτες 1.1.11 Διαγράμματα 1.2 Βασική Γεωδαισία 1.2.1 Σχέσεις Γης Χάρτη 1.2.2 Σφαιρική Γη 1.2.3 Ελλειψοειδής Γη 1.2.4 Γεωειδής Γη 1.2.5 Χαρτογραφική χρήση της σφαίρας του ελλειψοειδούς και του γεωειδούς 1.2.6 Βασικοί ορισμοί στη Γη 1.3 Γεωγραφικές Συντεταγμένες 1.3.1 Γεωγραφικό πλάτος 1.3.2 Γεωγραφικό μήκος 1.3.3 Διαφορά πλάτους Δφ 1.3.4 Διαφορά μήκους Δλ 1.3.5 Απόσταση στη Ναυτιλία 1.3.6 Διεύθυνση 1.3.7 Ανεμολόγιο 1.3.8 Μαγνητική απόκλιση

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ 2. Ο ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ 2.1 Γενικά 2.1.1 Υδρογραφικές Υπηρεσίες και εκδόσεις 2.2 Χαρτογραφικές Προβολές

1 2

2-3

4 4

4-5 5-6

6 6

6-7 7 7

7-8 8-9

9 9 9

10 10

10-11

11-12 12-13

13 13-14

14 14 15 15

15-16 16-17

18 18-19

19


2.1.1 Γενικά 2.2.2 Ο συντελεστής της κλίμακας. 2.2.3 Επιλέγοντας μια προβολή 2.2.4 Συνήθη Μοτίβα παραμόρφωσης σε χαρτογραφικές προβολές 2.2.5 Κωνική προβολή 2.2.6 Αζιμουθιακή προβολή. 2.2.7 Κυλινδρική προβολή 2.2.8 Μερκατορική προβολή 2.2.9 Η σκέψη του Μερκάτορα. 2.2.10 Ιδιότητες Μερκατορικού Χάρτη 2.3 Κλίμακα χάρτη 2.4 Εκφράσεις κλίμακας 2.5 Κατηγορίες Υδρογραφικών Χαρτών 2.6 Ανάγνωση Υδρογραφικού Χάρτη. 2.6.1 Σύμβολα και συντμήσεις. 2.6.2 Ισοβαθείς καμπύλες 2.6.3 Σχεδίαση των ισοβαθών καμπύλων 2.6.4 Κανόνες χάραξης ισοβαθών καμπύλων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ 3 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΑΡΑΚΤΙΑΣ ΝΑΥΣΙΠΛΟΙΑΣ 3.1 Η τέχνη και η επιστήμη της Ναυσιπλοΐας 3.2 Μαγνητική πυξίδα 3.2.1 Γενικά 3.2.2 Βασική αρχή λειτουργίας της μαγνητικής πυξίδας 3.2.3 Μαγνήτες 3.2.4 Γήινος Μαγνητισμός 3.2.5 Μαγνητισμός πλοίου 3.2.6 Περιγραφή Μαγνητικής πυξίδας 3.2.7 Τύποι μαγνητικών πυξίδων 3.2.8 Είδη μαγνητικών πυξίδων 3.3 Γραμμές θέσεως 3.3.1 Πορεία 3.3.2 Διόπτευση 3.3.3 Μέτρηση πορειών-διοπτεύσεων 3.3.4 Διόρθωση πορειών –διοπτεύσεων για την Μαγνητική Απόκλιση 3.3.5 Παράδειγμα διόρθωσης πορείας 3.3.6 Απόσταση 3.3.7 Ισοβαθής καμπύλη. 3.4 Στίγματα. 3.4.1 Στίγμα συγχρόνων διοπτεύσεων. 3.4.2 Στίγμα συγχρόνων ευθυγραμμίσεων 3.4.3 Στίγμα συγχρόνων αποστάσεων. 3.4.4 Παράλλαξη

19-20 20

20-21 21

22-23

23 23-24

25 25-27 27-28 28-29

29 29-30 30-31 31-33 33-34

34 34-35

36 36 36

36-37

37-38 38-39

39 39-40

40 40-41

41 41

41-42 43 43

44

44-45 45 46

46-47 47

47-48 48


ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ 4. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΝΑΥΤΙΛΙΑ 4.1 Γενικά 4.2 Ηχοβολιστές 4.2.1 Βαθυμετρία 4.2.2 Ηχητικές Πηγές 4.2.3 Αρχή Λειτουργίας των Ηχοβολιστικών 4.2.4 Ενισχυτής Εκπομπής 4.2.5 Ενισχυτής Λήψης 4.2.6 Η Γεωμετρία του Ακουστικού κώνου 4.2.7 Αξιολόγηση του τύπου του βυθού 4.3 Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης (G.P.S) 4.3.1 Γενικά 4.3.2 Πώς εργάζεται το σύστημα (G.P.S) 4.3.3 Πώς γίνεται ο προσδιορισμός της θέσης 4.3.4 Υπολογισμός της Απόστασης μεταξύ του δέκτη και του δορυφόρου 4.3.5 Ακρίβεια του συστήματος (G.P.S) 4.3.6 Διαφορικό G.P.S. (Differential G.P.S./ D.G.P.S.) 4.3.7 Σύγχρονες συσκευές G.P.S. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΕΜΠΤΟ 5. ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ 5.1 ΒΑΣΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑ 5.1.1 Πλοίο 5.1.2 Χωρητικότητα 5.1.3 Ολικό ή μέγιστο μήκος 5.1.4 Μήκος μεταξύ Καθέτων 5.1.5 Βύθισμα 5.2.1 Ευστάθεια πλοίου 5.2 Στοιχεία ευστάθειας πλοίου 5.2.2 Κύρια στοιχεία της ευστάθειας των πλοίων 5.2.3 Συνθήκες ισορροπίας πλοίου 5.3. Διεθνής Σύμβαση (SOLAS Safety of life at Sea) 5.4 Η Φιλοσοφία της ασφάλειας στη θάλασσα. 5.5 Γνώση του χώρου και οργάνωση της εργασίας 5.6 Εξοικείωση με τον εξοπλισμό διάσωσης του σκάφους 5.6.1 Βασικός Σωστικός Εξοπλισμός 5.6.2 Βοηθητικός Σωστικός Εξοπλισμός Βιβλιογραφία Σημειώσεων

49 49

49-52 52-53 53-54 54-55

55 55-56 56-57

57

57 57-58 58-59 59-60

60-62 62-63

63

64 64 64 64 64 64 65 65

65-66 66 67

67-68

68 68

68-69

69

70

Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοΐας______________________________________

- 1 -

Το Εργαστήριο Παράκτιας Ναυτιλίας

Η μελέτη του θαλάσσιου περιβάλλοντος βασίζεται σε ευρύ φάσμα επιστημών όπως η

φυσική ωκεανογραφία , η θαλάσσια βιολογία , η χημική ωκεανογραφία η θαλάσσια

βιολογία η θαλάσσια γεωλογία , η παράκτια μηχανική, η δορυφορική ωκεανογραφία

τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών. Για την επεξεργασία των δεδομένων

απαιτείται η εφαρμογή στατιστικών και μαθηματικών μεθόδων.

Κάθε έρευνα στο θαλάσσιο περιβάλλον αρχίζει με την συλλογή πληροφορίας στο

θαλάσσιο χώρο είτε πρόκειται με μετρήσεις που γίνονται επί τόπου (π.χ

ρευματομετρήσεις , μετρήσεις διαφάνειας του νερού ) είτε πρόκειται για την συλλογή

δειγμάτων που θα αναμιχτούν στα εργαστήρια (χημικές αναλύσεις καθώς και

ανάλυση βιολογικού και γεωλογικού υλικού).

Κατά συνέπεια η βάση για την επιτυχή υλοποίηση της μελέτης στο θαλάσσιο

περιβάλλον είναι ο σωστός σχεδιασμός και εκτέλεση της δειγματοληψίας.

Πρωταρχική προϋπόθεση υλοποίησης των παραπάνω είναι η καλή γνώση και

εφαρμογή βασικών αρχών παράκτιας Ναυσιπλοΐας. Η θεωρητική και πρακτική

εκπαίδευση στη παράκτια Ναυσιπλοΐα θα στοχεύει :

- στη φάση του σχεδιασμού της μελέτης για την επιλογή των σταθμών

δειγματοληψίας κατά την οποία απαιτείται προσεκτική μελέτη του

Υδρογραφικού Χάρτη της περιοχής και αξιολόγηση των διαφόρων

πληροφοριών που περιέχει όπως , η μορφολογία της ακτογραμμής, η

κατανομή των βαθών κ.λ.π

- στη φάση της δειγματοληψίας για τον εντοπισμό του στίγματος των σταθμών,

την χάραξη της πορείας που θα πλεύση το σκάφος, τον προσδιορισμό των

καταφανών σημείων της ακτής με βάση των οποίων θα γίνει η αναγνώριση

της ακτογραμμής καθώς και ο επαναπροσδιορισμός της θέσης του σκάφους.

- Στην εμπέδωση και τήρηση κανόνων ασφάλειας κατά την επιβίβαση και την

εργασία σε σκάφος.

Η Παράκτια Ναυσιπλοΐα συνδυάζει την επιστήμη και την τέχνη. Ο ναυτίλος

προκειμένου να σχεδιάσει και να εκτελέσει τον ερευνητικό πλόα θα πρέπει να

συγκεντρώσει και να αξιοποιήσει πληροφορίες από κάθε διαθέσιμη πηγή όπως ο

Υδρογραφικός Χάρτης η πυξίδα αλλά και κάθε άλλο ηλεκτρονικό βοήθημα

Ναυσιπλοΐας (π.χ G.P.S , Ηχοβολιστικό ) που έχει στη διάθεσή του.

Τέλος θα πρέπει να εκτιμήσει τις επικρατούσες καιρικές συνθήκες που θα

επηρεάσουν την πλεύση του σκάφους και την συλλογή δεδομένων αλλά και τους

κινδύνους που προέρχονται από την ενασχόληση του με το θαλάσσιο περιβάλλον.


- 2 -

Έτσι σύμφωνα με τα παραπάνω το Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοΐας επιχειρεί να

καταρτίσει το νέο επιστήμονα της θάλασσας με γνώσεις Παράκτιας Ναυσιπλοΐας

απαραίτητες τόσο για τον σχεδιασμό του ερευνητικού πλόα όσο και για την ασφαλή

πλοήγηση του σκάφους κατά την εκτέλεσή του πλου.

Το σημαντικότερο όμως κομμάτι του Εργαστηρίου Παράκτιας Ναυσιπλοΐας είναι η

πρώτη επαφή με την εργασία στο πεδίο μέσα από κατάλληλα σχεδιασμένους

εκπαιδευτικού πλόες με το Ερευνητικό σκάφος της Σχολής.

Η Δομή του Εργαστηρίου

Το εργαστήριο συνολικής διάρκειας 48 ωρών αποτελείτε από δυο θεματικούς

κύκλους με δυο θεματικές ενότητες ο καθένας και συνδυάζει τη θεωρητική

εκπαίδευση των φοιτητών στο αμφιθέατρο με την πρακτική εφαρμογή στο πεδίο .

Για την καλύτερη διεξαγωγή του εργαστηρίου οι φοιτητές χωρίζονται :

- για την παρακολούθηση των διαλέξεων και των ασκήσεων σε δυο ομάδες

- για την διεξαγωγή των εκπαιδευτικών πλοων με το Ε/Σ ΑΜΦΙΤΡΙΤΗ σε

ομάδες των 8 ατόμων.

Οι ομάδες διαμορφώνονται με αλφαβητική σειρά και δεν μπορούν να μεταβληθούν

χωρίς την άδεια του διδάσκοντα του εργαστηρίου Η Βαθμολογία του εργαστηρίου

Το Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοΐας εντάσσεται στο μάθημα της

περιβαλλοντικής επιστήμης και καταλαμβάνει το 40 % της βαθμολογίας του

μαθήματος

Η βαθμολογία του εργαστηρίου διαμορφώνεται ποσοστιαία :

- Ο πρώτος θεματικός κύκλος έχει το 35 % της βαθμολογίας του εργαστηρίου 10 %

από τις ασκήσεις που γίνονται στο τέλος της κάθε θεματικής ενότητας και 25 % από

τις εφαρμογές πάνω στη θεματολογία του πρώτου κύκλου.

- Ο δεύτερος θεματικός κύκλος έχει το 35 % της βαθμολογίας του εργαστηρίου

10% από τις ασκήσεις που γίνονται στο τέλος της κάθε θεματικής ενότητας και 25 %

από τις εφαρμογές πάνω στη θεματολογία του πρώτου κύκλου.

- το υπόλοιπο 30 % της βαθμολογίας του εργαστηρίου από την συμμετοχή και τις

εφαρμογές του εκπαιδευτικό πλόα .

Δικαίωμα συμμετοχής στον εκπαιδευτικό πλόα έχουν όσοι φοιτητές

παρακολουθήσουν επιτυχώς τις εργαστηριακές ασκήσεις .


- 3 -

Για τις εργαστηριακές ασκήσεις οι φοιτητές θα πρέπει να είναι εφοδιασμένοι με

στυλό μολύβι, γόμα διαβήτη, χάρακα , τρίγωνο.

Η παρουσία τόσο στις εργαστηριακές ασκήσεις είναι υποχρεωτική .

Η Ασφάλεια των Εκπαιδευτικών πλόων.

Η ασφάλεια και η γνώση της εργασίας στο σκάφος είναι απαραίτητα για τη σωστή

και ασφαλή διεξαγωγή των εκπαιδευτικών αλλα και ερευνητικών πλόων.

Θέματα ασφάλειας αποτελούν αναπόσπαστο τμήμα της θεωρητικής διδασκαλίας

αλλά και κατά την διάρκεια των εργασιών πεδίου.

Λεπτομερείς πληροφορίες για τα τεχνικά χαρακτηριστικά του σκάφους αλλά και για

την ασφάλεια των πλόων υπάρχουν επίσης στο Εγχειρίδιο πλου και Ασφάλειας του

Σκάφους στην ιστοσελίδα της σχολής .

Οι φοιτητές που θα συμμετάσχουν στους εκπαιδευτικούς πλόες θα πρέπει :

- Να βρίσκονται στην ώρα τους στο σκάφος

- Να φορούν κατάλληλα για την εποχή. ρούχα και υποδήματα με

αντιολισθητική σόλα .

- Να έχουν αναπαυτεί κατάλληλα και να έχουν φάει πρωινό προκειμένου να

αντιμετωπίσουν καλύτερα τις συνθήκες του πλόα.

Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοΐας Εισαγωγή στη Χαρτογραφία

[4]

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ 1. Εισαγωγή στην Χαρτογραφία

1.1.1 Η έννοια της χαρτογραφίας

Η χαρτογραφία είναι ένα σύνολο επιστημονικών θεωριών και τεχνολογικών

εφαρμογών , που έχουν αντικείμενο την δημιουργία των χαρτών, σαν ειδικών μέσων

που αντανακλούν την πραγματικότητα. Παρόλο που η χαρτογραφία είναι μια

πανάρχαια επιστήμη και παρόλο που ο πρώτος χάρτης έγινε πριν 5000 χρόνια, ο

παραπάνω ορισμός αναφέρεται στην σημερινή της διάσταση , η οποία διαμορφώθηκε

τα τελευταία χρόνια με την εξάπλωσή της σε αντικείμενα εφαρμογών άλλων

επιστημών, όχι μόνο φυσικών αλλά και κοινωνικοοικονομικών .

Γενικά σήμερα στην χαρτογραφική διαδικασία περιλαμβάνεται κάθε

δραστηριότητα στην οποία η σύνταξη και η χρήση των χαρτών είναι θέμα βασικής

απασχόλησης . Αναλυτικά οι δραστηριότητες αυτές είναι:

- H συλλογή, επεξεργασία και η γραφική απόδοση δεδομένων του χώρου και

παραγωγή χαρτών, σχεδίων ατλάντων και άλλων ειδικών σειρών χαρτών.

- Η μελέτη της ιστορίας της χαρτογραφίας

- Η εκπαίδευση των τρόπων σύνθεσης, παραγωγής και χρήσης του χάρτη.

- Η συντήρηση συλλογής χαρτών με την αντίστοιχη κατάταξή τους και

βιβλιογραφική τους τεκμηρίωση.

1.1.2 Τι είναι χάρτης.

Έχουν δοθεί διάφοροι κατά καιρούς ορισμοί για το τι είναι χάρτης, πράγμα που

είναι ενδεικτικό της εξέλιξης και εξάπλωσης της χαρτογραφίας σε ποικίλα πεδία

εφαρμογών, αλλά και της επίδρασης των σύγχρονων μέσων μετάδοσης πληροφοριών

στην παραγωγή χαρτών. Αντιπροσωπευτικότερος όμως ορισμός της πορείας αυτής

αποτελεί ο ορισμός ότι ο χάρτης είναι :

- Η απεικόνιση υπό κλίμακα των φυσικών χαρακτηριστικών περιοχών του

γεωγραφικού χώρου, συνήθως πάνω σε ένα επίπεδο χαρτί.

1.1.3 Ποια ανάγκη δημιούργησε τους χάρτες

Όλα ξεκινούν από το ενδιαφέρον του ανθρώπου να τοποθέτηση τα πράγματα

στον χώρο, συνδυασμένο με την ιδιαιτερότητα της εικόνας να λέει χίλιες λέξεις. Τις

ιδέες και θεωρίες που αναπτύσσει ο άνθρωπος τις εκφράζει με διάφορους τρόπους .


[5]

Με τον λόγο, το γραπτό η τον προφορικό, με τα μαθηματικά την μουσική , τις

εικόνες.

Η τελευταία αυτή μορφή έκφρασης και επικοινωνίας είναι γνωστή σαν

γραφισμός και η χαρτογραφία αποτελεί ένα τομέα εφαρμογής του γραφισμού,

ιδιαίτερου ενδιαφέροντος, γιατί είναι ένα τρόπος διαχείρισης , ανάλυσης και

απόδοσης , άρα διατύπωσης, ιδεών ,μορφών και σχέσεων που συμβαίνουν στον χώρο.

Η γη είναι πολύ μεγάλη για να παρατηρηθεί . έτσι όπως το μικροσκόπιο

μεγεθύνει αντικείμενα τα οποία δεν γίνονται αντιληπτά από το γυμνό μάτι , ο χάρτης

μας μικραίνει τον γεωγραφικό χώρο , ώστε να χωρέσει στο οπτικό μας πεδίο. Άρα

αντικειμενικός σκοπός κάθε χάρτη είναι να λειτουργήσει σαν μέσο μετάδοσης

χωρικών σχέσεων. 1.1.4 Βασικά χαρακτηριστικά των χαρτών

'Όλοι οι χάρτες ασχολούνται με δύο στοιχεία της πραγματικότητας: τη

γεωγραφική θέση και τα χαρακτηριστικά. Οι γεωγραφικές θέσεις είναι σημεία στο

χώρο των δύο διαστάσεων, όπως τόποι με τις συντεταγμένες x,y Τα χαρακτηριστικά

είναι ποιοτικά ή ποσοτικά.

Από τα δύο αυτά βασικά στοιχεία μπορούν να προκύψουν πολλές σχέσεις.

Ορισμένα παραδείγματα είναι:

- Σχέσεις ανάμεσα σε γεωγραφικές θέσεις, χωρίς αναφορά σε χαρακτηριστικά,

όπως οι αποστάσεις ή οι διευθύνσεις ανάμεσα στα σημεία εκκίνησης και

προορισμού, που χρειάζονται κατά την πλοήγηση.

- Σχέσεις ανάμεσα σε διάφορα χαρακτηριστικά στην ίδια γεωγραφική θέση,

όπως η θερμοκρασία, ο υετός και ο τύπος του εδάφους.

- Σχέσεις που προσδιορίζουν τη μεταβολή της τιμής ενός χαρακτηριστικού στις

διάφορες γεωγραφικές θέσεις, όπως η διακύμανση του ύψους υετού από τόπο σε

τόπο.

- Σχέσεις που περιγράφουν συσχετισμούς κατανομών στις διάφορες γεωγραφικές

θέσεις, όπως η συσχέτιση του κατά κεφαλήν εισοδήματος προς το μορφωτικό

επίπεδο, καθώς μεταβάλλονται από τόπο σε τόπο.

'Όλοι οι γεωγραφικοί χάρτες είναι σμικρύνσεις. 'Έτσι, ο χάρτης είναι

μικρότερος από την περιοχή που απεικονίζει. Για κάθε χάρτη υπάρχει μια

καθορισμένη αναλογία διαστάσεων ανάμεσα στην πραγματικότητα και το χάρτη η

αναλογία αυτή ονομάζεται κλίμακα.

Σε όλους τους χάρτες υπεισέρχονται γεωμετρικοί μετασχηματισμοί. Για

παράδειγμα, είναι σύνηθες να μετασχηματίζεται η σφαιρική επιφάνεια (το σχήμα της

γης κατά βάση) σε μια επιφάνεια όπου είναι ευκολότερη η εργασία, όπως είναι η

οθόνη ενός υπολογιστή ή ένα επίπεδο φύλλο χάρτη. Αυτός ο συστηματικός


[6]

μετασχηματισμός ονομάζεται χαρτογραφική προβολή. Η επιλογή της προβολής του

χάρτη επηρεάζει τον τρόπο χρήσης του. Είναι συχνά εξυπηρετικό να χρησιμοποιούμε

χαρτογραφικά συστήματα αναφοράς, που ονομάζονται συστήματα επίπεδων συ-

ντεταγμένων και μας βοηθούν να υπολογίζουμε αποστάσεις και διευθύνσεις από το

χάρτη. Τα συστήματα συντεταγμένων βασίζουν την ακρίβειά τους στην προβολή του

χάρτη.

'Όλοι οι χάρτες χρησιμοποιούν σήματα που παραπέμπουν στα στοιχεία της

πραγματικότητας. Τα νοήματα αυτών των σημάτων συνιστούν το συμβολισμό στη

χαρτογραφία. Λίγα από τα σύμβολα πού χρησιμοποιούνται στους χάρτες έχουν

οικουμενικό νόημα, όπως άλλωστε λίγες είναι οι λέξεις που σημαίνουν το ίδιο

πράγμα σε όλες τις γλώσσες.

1.1.5 Ό στόχος των χαρτών

Ο κύριος στόχος ορισμένων χαρτών είναι να αποθηκευόσουν γεωγραφικές

πληροφορίες σε χωρική μορφή. άλλοι εξυπηρετούν ανάγκες μετακίνησης και

πλοήγησής. Άλλοι σχεδιάζονται για αναλυτικούς σκοπούς, πού περιλαμβάνουν με-

τρήσεις και υπολογισμούς. άλλοι χάρτες, πάλι, χρησιμοποιούνται για τη σύνοψη

μεγάλου όγκου στατιστικών δεδομένων και, κατά συνέπεια, είναι χρήσιμοι για την

πρόβλεψη χωρικών φαινόμενων και τον εντοπισμό τάσεων. Ορισμένες φορές οι

χάρτες χρησιμοποιούνται για να οπτικοποιήσουν κάτι που διαφορετικά θα ήταν αόρα-

το ενώ, τέλος, οι χάρτες μπορεί να αποσκοπούν στην ανάπτυξη της χωρικής σκέψης.

Οι περισσότεροι χάρτες, φυσικά, σχεδιάζονται ώστε να εξυπηρετούν

ταυτόχρονα αρκετούς από τους παραπάνω στόχους.

1.1.6 Ταξινόμηση χαρτών

Για να εκτιμήσουμε τις ομοιότητες και τις διαφορές ανάμεσα στους χάρτες θα

εξετάσουμε τους χάρτες από δυο απόψεις: (1) την κλίμακά τους, και (2) τη λειτουργία

τους,

1.1.7 Ταξινόμηση με βάση την κλίμακα

Κάθε χαρτογράφος πρέπει να αλλάξει τις διαστάσεις της πραγματικότητας για

να εξυπηρετήσει τη λειτουργία του χάρτη. Ο λόγος ανάμεσα στις διαστάσεις του

χάρτη και σε αυτές της πραγματικότητας ονομάζεται κλίμακα του χάρτη.

'Όταν χρησιμοποιούμε ένα μικρό φύλλο για να δείξουμε μια μεγάλη περιοχή

(όπως ένας χάρτης της Ελλάδας ή ακόμη κι ένας παγκόσμιος χάρτης σ' ένα φύλλο

στο μέγεθος της παρούσας σελίδας), τότε ο χάρτης αυτός χαρακτηρίζεται ως χάρτης


[7]

μικρής κλίμακας. Αν ένας χάρτης στο μέγεθος αυτής της σελίδας έδειχνε μόνο ένα

μικρό μέρος της πραγματικότητας (για παράδειγμα, ένα λιμάνι), Θα χαρακτηριζόταν

ως χάρτης μεγάλης κλίμακας.

Οι όροι «μεγάλη» και «μικρή», όταν συνδυάζονται με τη λέξη «κλίμακα»,

αναφέρονται στα σχετικά μεγέθη με τα οποία αναπαρίστανται τα αντικείμενα, όχι στο

μέγεθος της σμίκρυνσης που έγινε.

1.1.8 Ταξινόμηση με βάση τη λειτουργία τους

Με βάση τη λειτουργία τους μπορούμε να διακρίνουμε τρεις κύριες κατηγορίες

χαρτών: χάρτες γενικής αναφοράς, θεματικούς χάρτες, και διαγράμματα. Ας ρίξουμε

από μια ματιά στην καθεμιά.

1.1.9 Χάρτες γενικής αναφοράς

Σε ορισμένους χάρτες ο στόχος είναι να δείξουμε τις τοποθεσίες πολλών

στοιχείων, όπως είναι οι υδάτινοι όγκοι, οι ακτογραμμές και οι δρόμοι. Αυτοί

ονομάζονται χάρτες γενικής αναφοράς.

Οι μεγάλης κλίμακας χάρτες γενικής αναφοράς που απεικονίζουν περιοχές της

ξηράς ονομάτονται τοπογραφικοί χάρτες . Συνήθως κατασκευάζονται από δημόσιες

υπηρεσίες με χρήση φωτογραμμετριών μεθόδων και εκδίδονται με τη μορφή μιας

σειράς ανεξάρτητων φύλλων.

1.1.10 Θεματικοί χάρτες

Μία δεύτερη κατηγορία χαρτών, πού αποκαλούνται θεματικοί ή χάρτες ειδικού

σκοπού, επικεντρώνονται στην κατανομή ενός μόνο φαινόμενου ή στη σχέση

ανάμεσα σε περισσότερα. Οι θεματικοί χάρτες ποικίλλουν, από δορυφορικές εικόνες

νεφοκάλυψης μέχρι χάρτες πού αποδίδουν τα αποτελέσματα των εκλογών.

Εικόνα 1.1 Θεματικός Χάρτης


[8]

Τυπικοί τέτοιοι χάρτες είναι οι χάρτες υετού, θερμοκρασίας, πληθυσμού,

ατμοσφαιρικής πίεσης και μέσου ετήσιου εισοδήματος (Εικόνα 1.1).

1.1.11 Διαγράμματα

Οι χάρτες που σχεδιάζονται ειδικά για να εξυπηρετούν κυρίως τις ανάγκες των

πλοηγών, ναυτικών και αεροπόρων, ονομάζονται διαγράμματα. Αν και αποτελεί

υπεραπλούστευση, μια διάκριση είναι ότι οι χάρτες είναι σχεδιασμένοι για να τους

κοιτάζει κανείς, ενώ τα διαγράμματα για να εργάζεται πάνω σε αυτά. Στα διαγράμματα,

οι πλοηγοί σχεδιάζουν τις πορείες τους, προσδιορίζoυv τη θέση τους, σημειώνουν

γωνίες διευθύνσεως, κ.ο.κ. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι πλοηγοί χρησιμοποιούν

επίσης και χάρτες γενικής αναφοράς. Ο ναυτικός χάρτης που αντιστοιχεί στον

τοπογραφικό είναι ο βαθυμετρικός χάρτης.

Στα ναυτικά διαγράμματα περιλαμβάνονται τα ιστιοπλοϊκά διαγράμματα για

πλοήγηση σε ανοιχτές θάλασσες τα γενικά διαγράμματα για οπτική πλοήγηση και

πλοήγηση μέσω ραντάρ σε παράκτια πορεία με χρήση σταθερών σημείων στην ξηρά

τα διαγράμματα ακτών για πλοήγηση κοντά στην ακτή τα διαγράμματα λιμένων για

τον ελλιμενισμό και για χρήση μέσα στα λιμάνια .

'Όλα αυτά δείχνουν στοιχεία όπως βυθομετρικά σημεία, ακτογραμμές, ρηχά

ύδατα, φάρους, σημαδούρες και ραδιοβοηθήματα (Εικόνα 1.2).

Εικόνα 1.2 Διάγραμμα ( Ναυτικός Χάρτης Λιμένα)

Οι κλίμακές τους διαφέρουν ανάλογα με το βαθμό λεπτομέρειας που απαιτείται

αντίθετα από τους τοπογραφικούς χάρτες, οι σειρές διαγραμμάτων δεν κατα-

σκευάzονται σε ομοιόμορφη κλίμακα. Τα διαγράμματα σχεδιάζονται έτσι ώστε να


[9]

δείχνουν ακριβείς θέσεις και να είναι εύκολα να διαβαστούν και να κρατηθούν πάνω

τους σημειώσεις.

1.2 Βασική Γεωδαισία

1.2.1 Σχέσεις Γης - Χάρτη

Η χαρτογράφηση συμπεριλαμβάνει τον προσδιορισμό των γεωγραφικών

θέσεων των στοιχείων πάνω στη γη, το μετασχηματισμό τους σε θέσεις πάνω σε

έναν επίπεδο χάρτη με τη χρήση μιας χαρτογραφικής προβολής και το γραφικό

συμβολισμό αυτών των στοιχείων. Οι γεωγραφικές θέσεις προσδιορίζονται από

γεωγραφικές συντεταγμένες που ονομάζονται γεωγραφικό μήκος και πλάτος. Για να

δημιουργήσουμε ένα σύστημα γεωγραφικών συντεταγμένων για τη γη, πρέπει πρώτα

να γνωρίζουμε το σχήμα και το μέγεθός της.

Η γη έχει ένα πολύ ομαλό γεωμετρικό σχήμα. 'Ένα μεγάλο μέρος της

επιφάνειάς της μας φαίνεται τραχύ και ανώμαλο, όμως ακόμα και οι υψηλότερες

κορυφές και τα βαθύτερα ρήγματα των ωκεανών αποτελούν ανωμαλίες που μόλις

διακρίνονται πάνω στην ομαλά καμπύλη επιφάνεια. Για να γίνει κατανοητό αυτό,

φανταστείτε τη γη στο μέγεθος μιας μπάλας, που να αντιστοιχεί στο επίπεδο της

Θάλασσας, διαμέτρου 10 ιντσών (25,4 εκατοστών). Το όρος 'Έβερεστ θα ήταν ένα

εξόγκωμα μόλις 0,007 ιντσών (0,176 χιλιοστών) και το ρήγμα Μαριάννα μία αμυχή

βάθους μόλις 0,0085 ιντσών (0,218 χιλιοστών) πάνω στη μπάλα

Θα ξεκινήσουμε εξετάζοντας τρεις ακριβέστερες προσεγγίσεις στο θέμα του

σχήματος της γης, τη σφαίρα, το ελλειψοειδές και το γεωειδές

1.2.2 Σφαιρική Γη

'Όπως θα δούμε όμως η γη δεν είναι μια τέλεια σφαίρα, αλλά έχει σχήμα ελαφρώς

ελλειψοειδές. Ωστόσο, οι χαρτογράφοι χρησιμοποιούν ακόμη ως βασικό σχήμα για τη

χαρτογράφηση μία σφαίρα, που έχει επιφάνεια ίση με το ελλειψοειδές και ονομάζεται

ισοδύναμη σφαίρα.

Οι διαστάσεις της πιο πρόσφατα προσδιορισμένης

ισοδύναμης σφαίρας δίνονται στην (Εικόνα 1.1).

Η ακτίνα μήκους 6.731 km είναι αξιόλογης

σημασίας, αφού αποτελεί μία θεμελιώδη σταθερά

στις χαρτογραφικές προβολές και χρησιμοποιείται

συχνά σε εξισώσεις.


[10]

1.2.3 Ελλειψοειδής Γη

Με γεωμετρικούς όρους (Εικόνα 1.2), αν τέμναμε τη γη από τον ένα πόλο στον άλλο

περνώντας από το κέντρο της, θα βλέπαμε μία ελαφρώς ελλειπτική εγκάρσια τομή.

1.2.4 Γεωειδής Γη

Το γεωειδές είναι το τρισδιάστατο σχήμα, που προσεγγίζεται από το μέσο επίπεδο της

θάλασσας στους ωκεανούς και την επιφάνεια μιας σειράς υποθετικών καναλιών, που

διασχίζον τις ηπείρους στο επίπεδο της θάλασσας. Με πιο τεχνικούς όρους είναι μία

ισοδυναμική επιφάνεια - η επιφάνεια πάνω στην οποία η βαρύτητα παντού έχει ίση

ένταση με την έντασή της στο μέσο επίπεδο της θάλασσας. Εάν η γη είχε ομοιόμορφη

γεωλογική σύνθεση και δεν υπήρχαν οι οροσειρές, οι λεκάνες των ωκεανών και οι

άλλες κατακόρυφες ανωμαλίες, η γεωειδής επιφάνεια θα συνέπεπτε ακριβώς με το

ελλειψοειδές. 'Όμως, κυρίως λόγω των μεταβολών στην πυκνότητα του πετρώματος

και του τοπογραφικού ανάγλυφου, η γεωειδής επιφάνεια αποκλίνει από το

ελλειψοειδές έως και 300 πόδια (100 μέτρα) σε μερικές τοποθεσίες. 1.2.5 Χαρτογραφική χρήση της σφαίρας του ελλειψοειδούς και του γεωειδούς

Οι χαρτογράφοι χρησιμοποιούν αυτές τις τρεις προσεγγίσεις στο πραγματικό σχήμα

της γης με διαφορετικούς τρόπους. Η ισοδύναμη σφαίρα αποτελεί την επιφάνεια

αναφοράς για μικρής κλίμακας χάρτες χωρών, ηπείρων και μεγαλύτερων περιοχών.

Τα πράγματα όμως είναι διαφορετικά όσον αφορά στους χάρτες μεγάλης κλίμακας.

Στους λεπτομερείς, μεγάλης κλίμακας, χάρτες μικρών περιοχών, όπως οι

τοπογραφικοί χάρτες και τα ναυτικά διαγράμματα οι διαφορές στις θέσεις ανάμεσα

στις σφαιρικές και ελλειψοειδείς προσεγγίσεις μπορεί να είναι σημαντικές και πρέπει

να λάβουμε υπόψη την επιπλάτυνση της γης. Οι αποστάσεις, οι διευθύνσεις και τα

εμβαδά που μετρώνται σε αυτούς τους λεπτομερείς χάρτες θα ήταν λάθος σε

συγκεκριμένες τοποθεσίες, αν χρησιμοποιούνταν η ισοδύναμη σφαίρα. Έτσι οι χαρ-

Περιστρέφοντας αυτή την

έλλειψη γύρω από τον πολικό

άξονα έχουμε την τρισδιάστατη

απεικόνιση της γης που

ονομάζεται πεπλατυσμένο

ελλειψοειδές (ή κάποιες φορές

πεπλατυσμένο σφαιροειδές).

Εικόνα 1.2


[11]

τογράφοι χρησιμοποιούν το ελλειψοειδές ως επιφάνεια αναφοράς για τους μεγάλης

κλίμακας χάρτες: 1.2.6 Βασικοί ορισμοί στη Γη

Η γη είναι ένα ακανόνιστο, και πεπλατυσμένο στους πόλους μεμονωμένο ουράνιο

σώμα. Οι μετρήσεις των διαστάσεών της καθώς και το μέγεθος του πεπλατυσμένου

τμήματος της είναι θέματα της γεωδαισίας. Εντούτοις για τις εφαρμογές της

ναυτιλίας , υποθέτουμε ότι είναι ένα σφαιρικό σώμα με ασήμαντες αποκλίσεις.

Μέγιστος κύκλος ονομάζεται ο κύκλος του οποίου το επίπεδο διέρχεται

υποχρεωτικά από το κέντρο της γης, και είναι ο μεγαλύτερος κύκλος που μπορεί να

διαγραφεί επάνω στην επιφάνεια της γης. Η μικρότερη γραμμή μεταξύ δύο σημείων

στη επιφάνεια της γης είναι τμήμα του μέγιστου κύκλου, η οποία ονομάζεται και

γεωδαιτική.

Οι μέγιστοι κύκλοι που διέρχονται από το κέντρο της γης και περιέχουν τον άξονά

της ονομάζονται Μεσημβρινοί (Εικόνα 1.5) .Τα επίπεδα των μεσημβρινών

τέμνονται κατά την γραμμή του άξονα της γης. Από κάθε σημείο/ τόπο διέρχεται και

ένας μεσημβρινός. Άπειροι είναι επομένως οι μεσημβρινοί της Γης.

Ο άξονας περιστροφής της γης

(Εικόνα 1.3) είναι η νοητή γραμμή

που συνδέει τον βόρειο με τον νότιο

πόλο1 .Ο πόλος που βρίσκεται προς το

μέρος του πολικού αστέρα ονομάζεται

βόρειος πόλος, και ο πόλος που

βρίσκεται προς το μέρος του

αστερισμού του νότιου σταυρού

ονομάζεται νότιος πόλος.

Εικόνα 1.3 ‘Άξονας περιστροφής της Γης της ης

Ο μέγιστος κύκλος του οποίου το επίπεδο

είναι κάθετο προς τον άξονα της γης καλείται

Ισημερινός3 της γης (Earth Equator)(Εικόνα

1.4) . Ο Ισημερινός χωρίζει την γη σε δύο

ημισφαίρια, το βόρειο και το νότιο που

βρίσκονται προς την πλευρά των αντίστοιχων

πόλων

Εικόνα 1.4 Ο Ισημερινός της Γης


[12]

Ο μεσημβρινός ο οποίος διέρχεται πάνω από το αστεροσκοπείο του Greenwich4

ονομάζεται πρώτος μεσημβρινός η μεσημβρινός του Greenwich Ο πρώτος

μεσημβρινός χωρίζει τη γη σε δύο ημισφαίρια στο ανατολικό και στο δυτικό (Εικ.1,5)

Οι μικροί κύκλοι που τα επίπεδά τους είναι παράλληλα προς το επίπεδο του

ισημερινού και επομένως κάθετα προς τον άξονα της γης ονομάζονται παράλληλοι

πλάτους. (Εικόνα 1.6) Από κάθε τόπο διέρχεται ένας και μοναδικός παράλληλος

πλάτους. Άπειροι λοιπόν είναι και οι παράλληλοι πλάτους που διέρχονται στην

επιφάνεια της γης. 1.3 Γεωγραφικές Συντεταγμένες

Το γεωγραφικό σύστημα συντεταγμένων είναι το βασικό σύστημα αναφοράς

εντοπισμού θέσης στη γη και εντοπίζεται για πρώτη φορά στον 'Ίππαρχο το Ρόδιο,

αστρονόμο και γεωγράφο του 2°υ αιώνα π.Χ. Χρησιμοποιούταν πάντοτε στη

χαρτογραφία και για όλους τους βασικούς υπολογισμούς προσδιορισμού θέσεων,

όπως η πλοήγηση και η τοπογράφηση.

Τα σημεία εκκίνησης πάνω στα οποία βασίζεται το σύστημα. αποτελούν ο βόρειος

και ο νότιος πόλος, όπου ο άξονας περιστροφής τέμνει την επιφάνεια της γης, Για

τον προσδιορισμό μίας θέσης επάνω στην επιφάνεια της γης απαιτείται ο υπολο-

γισμός του γεωγραφικού πλάτους, δηλαδή της γωνιακής απόστασης από τον

Οι πόλοι της γης χωρίζουν κάθε

μεσημβρινό σε δύο τμήματα από τα

οποία εκείνο που περιέχει το

συγκεκριμένο σημείο/τόπο ονομάζεται

άνω ημιμεσημβρινός και το άλλο κάτω

ημιμεσημβρινός. (Εικόνα 1.5)

Μικρός κύκλος είναι ο κύκλος

του οποίου το επίπεδο δεν

διέρχεται από το κέντρο της γης.

Το τμήμα του μικρού κύκλου που

ενώνει δύο σημεία στην

επιφάνεια της γης δεν αποτελεί

την συντομότερη διαδρομή

μεταξύ των δύο αυτών σημείων.

Εικόνα 1.5 Οι Μεσημβρινοί της Γης

Εικόνα 1.6 Παράλληλοι πλάτους


[13]

ισημερινό, στην κατεύθυνση βορρά-νότου και του γεωγραφικού μήκους, δηλαδή

της γωνιακής αποστάτης από έναν πρώτο μεσημβρινό στην κατεύθυνση ανατολής-

δύσης. Τα σημεία της γης που έχουν το ίδιο Γεωγραφικό πλάτος σχηματίζουν έναν

παράλληλο, και τα σημεία ίδιου γεωγραφικού μήκους σχηματίζουν ένα μεσημβρινό.

Έτσι σχηματίζεται ένα νοητό δίκτυο παραλλήλων και μεσημβρινών πάνω στην

επιφάνεια της γης που ονομάζεται πλέγμα όπως και η προβολή τους επάνω σε ένα

επίπεδο χάρτη. 1.3.1 Γεωγραφικό πλάτος

Το σύστημα γεωγραφικού πλάτους για την εύρεση της θέσης μας στην κατεύθυνση

βορρά-νότου εξαρτάται από την κανονική καμπυλότητα της γης. Ο ισημερινός, η

γραμμή πάνω στη γη που αποτελείται από σημεία σε ίση απόσταση από τους δυο

πόλους, είναι το φυσικό σημείο εκκίνησης για το πλάτος.

Κυμαίνεται, από 90°Β ως 90°Ν ή από +90° ως -90° από πόλο σε πόλο και δίδεται

συνήθως σε μοίρες, λεπτά και δευτερόλεπτα, χρησιμοποιώντας το εξηκονταδικό

σύστημα αρίθμησης (βάση 60) που αναπτύχθηκε από τους αρχαίους Βαβυλώνιους

μαθηματικούς.

1.3.2 Γεωγραφικό μήκος

Το γεωγραφικό μήκος μπορεί να θεωρηθεί ως η γωνία που σχηματίζεται από μία

γραμμή που ενώνει το σημείο τομής του πρώτου μεσημβρινού με τον ισημερινό, με

το κέντρο της γης, και μια δεύτερη γραμμή που ενώνει το κέντρο της γης και το

σημείο τομής του ισημερινού με τον «τοπικό»

μεσημβρινό του σημείου

Το Γεωγραφικό πλάτος μπορεί να

οριστεί ως η γωνία που σχηματίζεται

από δύο ευθείες που εκτείνονται η μία

από τον ισημερινό ως το κέντρο της

γης και η άλλη από το κέντρο της γης

έως στη Θέση που βρισκόμαστε

(Εικόνα 1.7).

Το μήκος κυμαίνεται από 180° Δ

σε 180° Α από τον πρώτο

μεσημβρινό (-180° ως +180° για

ψηφιακές βάσεις δεδομένων και

υπολογισμούς χαρτογραφικών

προβολών). (Εικόνα 1.8)

Εικόνα 1.7 Γεωγραφικό πλάτος.

Εικόνα 1.8 Γεωγραφικό μήκος


[14]

Η παγκόσμια επιλογή του Γκρήνουιτς ως πρώτου μεσημβρινού καθόρισε ως «σημείο

αρχής», (0°,0°) του συστήματος γεωγραφικών συντεταγμένων ένα σημείο στον κόλπο

της Γουινέας. Το ίδιο σημείο έγινε και σημείο εκκίνησης για το διεθνές σύστημα των

χρονικών ζωνών (ζωνών ώρας). Η Θέση του μεσημβρινού των 180°, στον Ειρηνικό

Ωκεανό, συνιστά τον κατάλληλο τόπο για τη Διεθνή Γραμμή Ημερομηνίας. Οι

ημέρες στη γη πρέπει να αρχίζουν και να τελειώνουν κάπου, και η γραμμή στις 180°

κατορθώνει, με ελάχιστες παρεκκλίσεις, να μην χωρίζει τις αραιοκατοικημένες

περιοχές σε χρονικές ζώνες που αντιστοιχούν σε διαφορετικές ημερομηνίες.

1.3.3 Διαφορά πλάτους Δφ

Διαφορά πλάτους Δφ δύο τόπων ονομάζεται το τόξο μεσημβρινού που

περιλαμβάνεται μεταξύ των δύο παραλλήλων πλάτους των τόπων .

1.3.4 Διαφορά μήκους Δλ , δύο τόπων ονομάζουμε το μικρότερο από 180

τόξο του ισημερινού πού περιλαμβάνεται μεταξύ των μεσημβρινών των τόπων αυτών.

Στήν (Εικόνα 1.9) οι τόποι Α και Γ έχουν

ομώνυμα πλάτη και η διαφορά πλάτους

ισούται με την αριθμητική διαφορά των

πλατών των δύο τόπων.

Για τους τόπους όμως Α και Β η Β και Γ που

έχουν ετερώνυμο πλάτος, η διαφορά πλάτους

ισούται με το αριθμητικό άθροισμα των δυο

πλατών.

Στήν (Εικόνα 1.10) οι τόποι Α και Β έχουν

ομώνυμα μήκη και η διαφορά μήκους ισούται

με τη αριθμητική διαφορά των μηλών των δύο

τόπων

Για τους τόπους όμως Α και Β η Β και Γ που

έχουν ετερώνυμα μήκη , η διαφορά μήκους

ισούται με το αριθμητικό άθροισμα των δύο

μηκών. Η Δλ θα πρέπει να αφαιρεθεί από 360º

όταν το άθροισμα (λ+λ’) υπερβαίνει τις 180º

Εικόνα 1.10 Διαφορά Μήκους

Εικόνα 1.9 Διαφορά πλάτους


[15]

1.3.5 Απόσταση στη Ναυτιλία

Ως απόσταση η δίαρμα d (distance , dist) στην ναυσιπλοΐα χαρακτηρίζουμε το

μήκος της νοητής γραμμής που συνδέει δύο σημεία πάνω στην επιφάνεια της γης .

Στην επιφάνεια της θάλασσας η απόσταση μετράτε σε ναυτικά μίλια.5 Η μέτρηση

αποστάσεων στην ναυτιλία γίνεται επάνω στον ναυτικό χάρτη . Προσδιορίζουμε δε

την απόσταση που διανύει το πλοίο είτε απευθείας με το δρομόμετρο είτε

πολλαπλασιάζοντας την ταχύτητα του πλοίου επί την διάρκεια του πλου 1.3.6 Διεύθυνση

Οι διευθύνσεις πάνω στη γη είναι εντελώς αυθαίρετες, αφού μια σφαιρική

επιφάνεια δεν έχει ακμές, αρχή ή τέλος. Συμβατικά, η διεύθυνση κατά μήκος

οποιουδήποτε μεσημβρινού ορίζεται ως βορράς-νότος και αυτή κατά μήκος

οποιουδήποτε παραλλήλου ως ανατολή-δύση. Εξαιτίας της διάταξης του χάρτη, αυτές

οι δύο διευθύνσεις είναι παντού κάθετες, εκτός φυσικά από τους πόλους. Οι

διευθύνσεις που ορίζονται από τον προσανατολισμό του χάρτη ονομάζονται

γεωγραφικές ή αληθείς διευθύνσεις διακρινόμενες από δύο άλλα είδη, τη μαγνητική

διεύθυνση και τη διεύθυνση της πυξίδας που ονομάζεται και βορράς πυξίδας

Η βελόνα της μαγνητικής πυξίδας ευθυγραμμίζεται με το μαγνητικό πεδίο

της γης, το οποίο στα περισσότερα μέρη δεν είναι παράλληλο με τον τοπικό

μεσημβρινό. διότι οι πόλοι του μαγνητικού πεδίου δεν συμπίπτουν με τους πόλους

της περιστροφής της γης (90°Β και Ν).(Εικόνα 1.11)

Εικόνα 1.11 Ο μαγνητικός πόλος της Γης

1.3.7 Ανεμολόγιο

Μια από τις βασικές ανάγκες του ανθρώπου για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης

ήταν η εύρεση της διεύθυνσης του ανέμου, με άλλα λόγια της γωνίας που σχηματίζει

η διεύθυνση του ανέμου με τον αληθή βορρά. Από την ανάγκη αυτή προέκυψε και η

επινόηση του ανεμολογίου, του τρόπου δηλαδή παράστασης και μέτρησης της

διεύθυνσης του ανέμου.


[16]

Έτσι το ανεμολόγιο αποτελεί ένα κύκλο που παριστάνει τον ορίζοντα ενός τόπου στο

κέντρο του οποίου θεωρείται ότι βρίσκεται ο παρατηρητής. Κατά συνέπεια και ο

ναυτιλλόμενος θεωρεί ότι το πλοίο κατέχει το κέντρο του ανεμολογίου. Στο

ανεμολόγιο η κατεύθυνση των ανέμων η καιρών σημειώνεται από τους

ανεμόρρομβους η κάρτες . Την ονομασία του ο ανεμόρρομβος παίρνει από το

γεγονός ότι στα ανεμολόγια η γωνία κάθε ρόμβου έδειχνε την κατεύθυνση του

ανέμου.

Ανεμολόγια συναντάμε στις πυξίδες και στους ναυτικούς χάρτες Τα σύγχρονα

ανεμολόγια υποδιαιρούνται σε μοίρες , κατά την ολική περιφερειακή έννοια , από

000 - 360 και από Βορρά και προς τα δεξιά πάντοτε. Το ανεμολόγιο υποδιαιρείται

επίσης σε τέσσερα τεταρτοκύκλια το πρώτο από 0º-90º το δεύτερο από 90º-180º το

τρίτο από 180º-270º και το τέταρτο από 270º-έως 360º

Η υποδιαίρεση του ανεμολογίου σήμερα σε ανεμόρρομβους χρησιμεύει μόνο για

τον προσδιορισμό της κατευθύνσεως από την οποία πνέουν οι άνεμοι

1.3.8 Μαγνητική απόκλιση

Οι μαγνητικοί πόλοι αλλάζουν σιγά-σιγά θέση με την πάροδο τον χρόνου, έτσι

ώστε ο βόρειος μαγνητικός πόλος να βρίσκεται αυτή τη στιγμή περίπου στις (78°Β,

103°Δ), περίπου 800 μίλια ( 1300 km) νότια του γεωγραφικού πόλου.(Εικόνα 1.13)

Συνεπώς, υπάρχει συνήθως μία διαφορά ανάμεσα στον αληθινό και το μαγνητικό

βορρά.

Ολόκληρος ο κύκλος του ανεμολογίου έχει

32 ανεμόρρομβους πού σημαίνει ότι η

γωνιακή απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών

ανεμόρρομβων είναι 360/32= 11 15΄. Στην

(Εικόνα 2.8) παρατηρούμε στο εσωτερικό

μαύρο πλαίσιο τους 32 ρόμβους με λευκό

χρώμα που ο καθένας τους απέχει από τον

επόμενο 11º 15΄ Εικόνα 1.12 Ανεμολόγιο


[17]

Αυτή η διαφορά ονομάζεται μαγνητική απόκλιση πυξίδας στους Υδρογραφικούς

χάρτες και μαγνητική απόκλιση στους τοπογραφικούς χάρτες.

Έτσι πάντοτε στους Υδρογραφικούς χάρτες , περιέχεται και ένας υπολογισμός του

ετήσιου ρυθμού αλλαγής της απόκλισης.

(ολική μεταβολή) Απ = έτη Χ ετήσια μεταβολή

Απ (σύγχρονη) = Απ (χάρτη) ±ολική μεταβολή (+ αυξ - έλατ.)

Οι σχετικές με την απόκλιση πληροφορίες παρέχονται:

- Από τα ανεμολόγια (Compass roses) των συνηθισμένων ναυτικών χαρτών

- Από τις ειδικές καμπύλες ίσης μαγνητικής απόκλισης (isogonic lines) των

γενικών ναυτικών χαρτών που καλύπτουν μεγάλη απόσταση

- Από ειδικούς χάρτες αποκλίσεως (variation charts) στους οποίους είναι τους

χαραγμένες καμπύλες με ίση μαγνητική απόκλιση με την ετήσια μεταβολή

Εικόνα 1.13 . Η μετατόπιση του μαγνητικού πόλου της Γης

Οι χαρτογράφοι συνήθως

απεικονίζουν τη γωνιακή διαφορά

ανάμεσα στον αληθή και το μαγνητικό,

βορρά σχεδιάζοντας ένα διάγραμμα

απόκλισης (Εικόνα 1.14 ). Οι αργές

αλλά προβλέψιμες αλλαγές στο

μαγνητικό πεδίο της γης καθιστούν την

απόκλιση σωστή μόνο για την ημερο-

μηνία έκδοσης του χάρτη Εικόνα 1.14

Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοΐας Ο Υδρογραφικός Χάρτης

[18]

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ

2. Ο ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ

2.1 Γενικά

Ο υδρογραφικός χάρτης (ναυτικός χάρτης) αναπαριστάνει το πλεύσιμο τμήμα της

επιφάνειας της γης πάνω σε φύλλο μερκατορικής προβολής , με όλες τις χρήσιμες

ναυτιλιακές πληροφορίες και περιλαμβάνει το τμήμα της θάλασσας πού ενώνει τα

δύο σημεία της γης , αλλά και το αναγκαίο τμήμα της ξηράς πού βρίσκεται κοντά στις

ακτές.

2.1.1 Υδρογραφικές Υπηρεσίες και εκδόσεις

Η έκδοση του υδρογραφικού χάρτη και των άλλων ναυτικών εκδόσεων (nautical

publications) καθώς και η διαρκείς ενημέρωσή τους έχει πολύ μεγάλη σημασία , μιας

και αντανακλά απευθείας , τόσο την ακρίβεια των διαφόρων επιστημονικών ερευνών,

όσο και την ασφάλεια της ανθρώπινης ζωής στην θάλασσα κατά την ναυτιλιακή του

χρήση.

Η έκδοση των ναυτιλιακών βοηθημάτων έχει δύο σκέλη. Το ένα είναι η συλλογή

πληροφοριών, και το άλλο είναι η τεχνική τους επεξεργασία και εμφάνισή τους στο

χάρτη και τις άλλες ναυτιλιακές εκδόσεις. Η συλλογή των πληροφοριών αναφέρεται

σε ένα ολόκληρο σύστημα λειτουργιών που προϋποθέτει :

- Tην ύπαρξη και την λειτουργία υδρογραφικών σκαφών κατάλληλα

εξοπλισμένων, για την εκτέλεση χαρτογραφήσεων, βαθυμετρήσεων σε μια

θαλάσσια περιοχή, υπολογισμού των ρευμάτων κ.τ.λ.

- Την επιστημονική επεξεργασία και την απεικόνιση των στοιχείων αυτών επάνω

στον υδρογραφικό χάρτη.

Σήμερα οι χώρες διαθέτουν κατά κανόνα τις δικές τους εθνικές υδρογραφικές

υπηρεσίες εκδόσεων. Στην Ελλάδα η αρμόδια υπηρεσία για της ναυτικές εκδόσεις

είναι η Υδρογραφική Υπηρεσία του Πολεμικού Ναυτικού. Οι χάρτες που εκδίδονται

ονομάζονται χάρτες ελληνικής εκδόσεως (ΧΕΕ) και καλύπτουν τις ελλαδικές ακτές

και θάλασσες. Εκτός όμως από τις εθνικές υδρογραφικές υπηρεσίες κάθε χώρας ,εδώ

και πολλά χρόνια η Βρετανία έχει χαρτογραφήσει όλο τον γνωστό κόσμο της

Υδρογείου.


[19]

Αρμόδια κρατική υπηρεσία για τις ναυτικές εκδόσεις του Ηνωμένου Βασιλείου είναι

το Υδρογραφικό Γραφείο (Hydrographic Office) του Βρετανικού Ναυαρχείου

(British Admiralty)

Εκτός όμως από τις Βρετανικές εκδόσεις έχουμε και τις αντίστοιχες Αμερικανικές με

παγκόσμια κάλυψη εκδόσεις οι οποίες εκδίδονται από το National Hydrographic

Department. To 1967 o Διεθνής Υδρογραφικός Οργανισμός (International

Hydrographic Organization, IHO) παρουσίασε τον πρώτο διεθνή χάρτη. Το 1974

εκδόθηκαν 21 τέτοιοι χάρτες από 12 χώρες μέλη του Οργανισμού και σήμερα

ασφαλών κυκλοφορούν περισσότεροι. Οι διεθνής χάρτες για την αναγνώρισή τους

προτάσσουν στον αύξοντα αριθμό του χάρτη τα τρία γράμματα <ΙΝΤ> από τα πρώτα

γράμματα της λέξης International 2.2 ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΡΟΒΟΛΕΣ 2.2.1 Γενικά

Η γη είναι ουσιαστικά σφαιρική, ιδίως όταν σμικρύνετε σε κλίμακα ώστε να

μπορούμε να τη χρησιμοποιήσουμε ως αναφορά. 'Ένας απλός τρόπος χαρτογράφησης

της γης χωρίς παραμόρφωση είναι να την απεικονίσουμε ως υδρόγειο ή (αν

απαιτείται μία πολύ μεγαλύτερη κλίμακα) ως ένα σφαιρικό τμήμα της υδρογείου.

'Όλα αυτά τα μειονεκτήματα εξαλείφονται όταν δημιουργείται ένας χάρτης σε μία

επίπεδη επιφάνεια.(Εικόνα 2.1) Ωστόσο, η κατασκευή ενός χάρτη σε επίπεδη

επιφάνεια απαιτεί σημαντική διεργασία, πέραν της αλλαγής κλίμακας διότι σφαιρική

επιφάνεια πρέπει να μετασχηματιστεί σε επίπεδη επιφάνεια. Αυτός ο συνδυασμός

αλλαγής κλίμακας και συστήματος μετασχηματισμού αποτελεί τη χαρτογραφική

προβολή.

Μια σφαιρική επιφάνεια δεν μπορεί να μετασχηματίσει ένα επίπεδο χωρίς να

τροποποιηθεί η γεωμετρία της επιφάνειας. Ευτυχώς, υπάρχουν πολλοί

Ενώ όμως οι υδρόγειοι είναι

αναντικατάστατες ως προς τη βοήθεια

που μας δίνουν για να εκτιμήσουμε την

παγκόσμια στρατηγική και τους

γεωπολιτικούς συσχετισμούς, έχουν

πολλά πρακτικά μειονεκτήματα. διότι

είναι δαπανηρές στην κατασκευή,

δύσκολες στην αναπαραγωγή και

δύσχρηστες ως προς τις μετρήσεις ή τη

σχεδίαση πάνω τους.

Εικόνα 2.1 Χαρτογραφική Προβολή


[20]

μετασχηματισμοί που διατηρούν ένα, ή ακόμα και κάποια, από τα γεωμετρικά

χαρακτηριστικά της υδρογείου.

Κάποιοι μετασχηματισμοί μπορεί να κάνουν ακόμη και τη γεωμετρία του χάρτη πιο

χρήσιμη από την υδρόγειο, για συγκεκριμένους σκοπούς. 'Ένα καλό παράδειγμα είναι

η προβολή πού παρουσίασε για πρώτη φορά το 1569 ο Gerardus Mercator, ένας

Φλαμανδός χαρτογράφος και μαθηματικός. Η προβολή αυτή που ονομάστηκε

Μερκατορική προβολή συνέβαλε σημαντικά στην πλοήγηση των πλοίων. 2.2.2 Ο συντελεστής της κλίμακας.

Ο καλύτερος τρόπος για να κατανοήσουμε πώς δημιουργείται μια προβολή χάρτη

είναι να τη θεωρήσουμε ως μία διαδικασία σε δύο στάδια. Πρώτα, υποθέτουμε ότι η

γη έχει απεικονιστεί πάνω σε μία σφαίρα πού έχει σμικρυνθεί στο μέγεθος (την

κλίμακα) που έχει επιλεγεί για τον επίπεδο χάρτη. Την υποθετική αυτή σφαίρα θα την

ονομάσουμε υδρόγειο αναφοράς. Δεύτερον, υποθέτουμε ότι η επιφάνεια της

υδρογείου μετασχηματίζεται μαθηματικά, σημείο προς σημείο, πάνω σε μία επίπεδη

επιφάνεια. Οι τρισδιάστατες πληροφορίες πάνω στην επιφάνεια της υδρογείου

απεικονίζονται τώρα πάνω σε μία δισδιάστατη επίπεδη επιφάνεια.

Η υδρόγειος αναφοράς θα έχει ένα δεδομένο αντιπροσωπευτικό κλάσμα (ΑΚ),

που ονομάzεται κύρια κλίμακα. Για να βρούμε την κύρια κλίμακα, διαιρούμε την

ακτίνα της γης με την ακτίνα της υδρογείου.

Σ' αυτήν την υδρόγειο αναφοράς, η πραγματική κλίμακα οπουδήποτε θα είναι

ίση με την κύρια κλίμακα. Ο συντελεστής κλίμακας (ΣΚ) είναι η πραγματική κλίμακα

διαιρουμένη διά της κύριας κλίμακας. Έτσι, εξ ορισμού ο συντελεστής κλίμακας θα

είναι 1,0 παντού πάνω σαν υδρόγειο. Ωστόσο, όταν ολόκληρη η υδρόγειος ή ένα

μέρος της επιφάνειάς της μετασχηματίζεται σε έναν επίπεδο χάρτη, η πραγματική

κλίμακα σε διάφορα μέρη του χάρτη θα είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από την κύρια

κλίμακα. Αυτό συμβαίνει γιατί η υδρόγειος και το επίπεδο δεν εφαρμόζουν. Δηλαδή

δεν μπορεί κανείς να μετασχηματίσει το ένα στο άλλο χωρίς να τεντώσει, να

σμικρύνει ή να τεμαχίσει. Συνεπώς, ο συντελεστής κλίμακας θα διαφέρει πάντα από

σημείο σε σημείο πάνω σε έναν επίπεδο χάρτη.

2.2.3 Επιλέγοντας μια προβολή

Κάθε προβολή έχει σταθερά προτιμητέα χαρακτηριστικά. Εντούτοις όσο μικραίνουν

οι περιοχές που αναπαρίστανται , τόσο οι διαφορές των χαρτών που έχουν παραχθεί

με βάση διαφορές προβολές γίνονται λιγότερο αισθητές. Οι διαφορές αυτές

περιορίζονται στο ελάχιστο και εξαφανίζονται πρακτικά στους χάρτες που

παριστάνουν μικρές εκτάσεις όπως π.χ στους λιμενοδείκτες.


[21]

Τα βασικά χαρακτηριστικά, που πρέπει να πληρούν οι προβολές ώστε να

θεωρηθούν ότι εξυπηρετούν τους σκοπούς της ναυσιπλοΐας , είναι τα ακόλουθα :

-Διατήρηση του σχήματος των φυσικών χαρακτηριστικών.

- Διατήρηση των εμβαδών (υπό κλίμακα).

- Κατάλληλη κλίμακα μετρήσεων και αποστάσεων.

- Αναπαράσταση της ορθοδρομίας ως ευθείας γραμμής.- Αναπαράσταση της

λοξοδρομίας ως ευθείας γραμμής.

- Δυνατότητα τηρήσεως σταθερής πορείας μεταξύ δύο σημείων πάνω στη γη

Οι διάφορες προβολές που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι ενδεχόμενο να πληρούν

μια η περισσότερες από αυτές τις συνθήκες. Έτσι δεν υπάρχει μια π.χ προβολή που να

παριστάνει την ορθοδρομία και την λοξοδρομία ως ευθείες γραμμές , πράγμα θα να

ενδιέφερε τον ναυτιλλόμενο , ούτε είναι δυνατόν να διατηρεί τα σχήματα και το

εμβαδόν (υπό κλίμακα) ταυτόχρονα.

Υπάρχουν ειδικές χαρτογραφικές απεικονίσεις, δηλαδή σχέσεις αμφιμονοσήμαντης

αντιστοιχίας μεταξύ σφαίρας και επιπέδου, οι οποίες έχουν την ιδιότητα να διατηρούν

αναλλοίωτα κατά την απεικόνιση τα παραπάνω γεωμετρικά στοιχεία. Οι απεικονίσεις

που διατηρούν αναλλοίωτες τις γωνίες και τις μορφές, λέγονται σύμμορφες απεικονί-

σεις, εκείνες που διατηρούν αναλλοίωτα τα εμβαδά λέγονται ισοδύναμες, και εκείνες

που διατηρούν τα μήκη των αποστάσεων λέγονται ισαπέχουσες

Οι σύμμορφες απεικονίσεις χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή χαρτών με

γεωμετρικές δυνατότητες, ενώ οι ισοδύναμες για την κατασκευή χαρτών με θεματικές

δυνατότητες, κυρίως όταν ενδιαφέρει η σχέση εμβαδών. Από τον τρόπο κατασκευής

τους και από την ανάλυση των παραμορφώσεων, προκύπτει ποιοι χάρτες είναι

κατάλληλοι (και σε ποιο βαθμό) για την απεικόνιση, π.χ., ολόκληρης της Γης ή

τμήματός της, ακόμη και για ποια χρήση.

2.2.4 Συνήθη Μοτίβα παραμόρφωσης σε χαρτογραφικές

προβολές

Τα συνήθη μοτίβα παραμόρφωσης που χρησιμοποιούνται στις χαρτογραφικές

προβολές είναι, ο κώνος το επίπεδο και ο κύλινδρος . Οι αντίστοιχες προβολές θα

λέγονται κωνικές, επίπεδες και κυλινδρικές .


[22]

2.2.5 Κωνική προβολή

Στην κωνική προβολή (conic projection) τα σημεία της επιφάνειας που πρέπει να

απεικονιστούν προβάλλονται επάνω σε κώνο ή κώνους από το κέντρο της σφαίρας,

από το οποίο προβάλουμε τα προς αναπαράσταση σημεία της επιφάνειάς της στην

εσωτερική επιφάνεια κώνου ή κώνων.

Οι κωνικοί χάρτες που χρησιμοποιούνται στην ναυσιπλοΐα είναι ορθής

προβολής δηλαδή ο άξονας του κώνου συμπίπτει με τον άξονα της γης Η κωνική

προβολή χαρακτηρίζεται ως απλή κωνική προβολή (simple conic projection), όταν

προκύπτει από έναν κώνο που εφάπτεται στη σφαίρα κατά μήκος ενός παραλλήλου

πλάτους (Εικόνα 2.2 )

Ο παράλληλος αυτός ονομάζεται βασικός παράλληλος (Standard parallel ) .Στην

περίπτωση αυτή οι μεσημβρινοί απεικονίζονται στον κώνο ως γενέτειρες.

Αν τμήσουμε τον κώνο κατά μια γενέτειρα του και τον αναπτύξουμε στο επίπεδό

τότε έχουμε τον κωνικό χάρτη (conic chart of map). .Όταν ο κώνος αναπτυχθεί στο

επίπεδο, οι μεσημβρινοί θα απεικονιστούν σε ευθείες γραμμές, οι οποίες περνούν από

την κορυφή.

Οι παράλληλοι πλάτους είναι ομόκεντροι κύκλοι με τον βασικό παράλληλο. . Όπως

γίνεται φανερό στη προβολή αυτή ο πόλος δεν απεικονίζεται σαν σημείο, αλλά σαν

τμήμα περιφέρειας κύκλου. Οι αποστάσεις των ομόκεντρων αυτών κύκλων είναι

ανάλογες με τις αντίστοιχες αποστάσεις των παραλλήλων πλάτους πάνω στη γη . Χαρακτηριστικά Κωνικής προβολής

• Σύμμορφη προβολή

– Οι γωνιακές σχέσεις διατηρούνται – Υπάρχει ακρίβεια στα σχήματα – Έχουμε παραμόρφωση στα μεγέθη

Εικόνα 2.2 Κωνική προβολή.


[23]

• Ο κώνος τοποθετείτε επάνω από την σφαίρα συνήθως στις πολικές περιοχές • Οι γραμμές πλάτους είναι καμπύλες • Οι γραμμές μήκους συγκλίνουν στους πόλους • Απεικονίζει καλύτερα περιοχές της Γης κοντά σε έναν παράλληλο.

2.2.6 Αζιμουθιακη προβολή.

Στο επίπεδο (Αζιμουθιακό) μοτίβο παραμόρφωσης το επίπεδο εφάπτεται στη σφαίρα

σε ένα σημείο. (Εικόνα 2.3). Καθώς η προβολή είναι προοπτική , μπορεί να

επιδειχθεί εάν τοποθετήσουμε ένα φως στο κέντρο μιας διάφανης σφαίρας και

κρατώντας μια επίπεδη επιφάνεια εφαπτόμενη επάνω στη σφαίρα

Στη πλάγια αζιμουθιακή προβολή οι μεσημβρινοί παρουσιάζονται σαν ευθείες

γραμμές , που συγκλίνουν προς τον πλησιέστερα πόλο.

Οι παράλληλοι πλάτους εκτός από τον ισημερινό εμφανίζονται σαν καμπύλες.

Επίσης όλες οι διοπτεύσεις από το σημείο επαφής παριστάνονται κανονικά. Τέλος η

κλίμακα των αποστάσεων μεταβάλλεται απότομα.

Χαρακτηριστικά Αζιμουθιακής προβολής

• Σύμμορφη προβολή

– Οι γωνιακές σχέσεις διατηρούνται

– Υπάρχει ακρίβεια στα σχήματα

– Έχουμε παραμόρφωση στα μεγέθη των φυσικών περιοχών

– Απεικονίζει καλύτερα περιοχές γύρω από ένα σημείο της Γης.

Εικόνα 2.3 Αζιμουθιακή προβολή.


[24]

2.2.7 Κυλινδρική προβολή

Στο κυλινδρικό μοτίβο παραμόρφωσης ό κύλινδρος εφάπτεται σε ένα μέγιστο κύκλο.

Έτσι αν περιβάλουμε την γήινη σφαίρα με κύλινδρο, πού έχει ύψος ίσο με τον άξονά

της και προβάλουμε στην εσωτερική του επιφάνεια κάθε σημείο της σφαίρας , θα

έχουμε ένα σύστημα απεικονίσεως πάνω σε κυλινδρικό ανάπτυγμα. Η προβολή του

είδους αυτού ονομάζεται κυλινδρική προβολή. (Εικόνα 2.4 )

Εάν ο άξονας του κυλίνδρου ή του κώνου που εφάπτονται στη σφαίρα, είναι

παράλληλος με τον άξονα περιστροφής της Γης οι προβολές λέγονται ορθές

προβολές, εάν είναι κάθετος λέγονται εγκάρσιες προβολές και εάν είναι πλάγιος

λέγονται πλάγιες (ή λοξές) προβολές.

. Απεικονίσεις που δεν διατηρούν καμιά ιδιότητα των παραπάνω τύπων, λέγονται

αφυλακτικές. Είναι προφανές ότι ενώ στις σύμμορφες απεικονίσεις οι γωνίες της

σφαίρας απεικονίζονται με την ίδια ακριβώς τιμή, τα εμβαδά στις ισοδύναμες

απεικονίσεις όπως και τα μήκη στις ισαπέχουσες, έχουν σχέση αναλογίας συναρτήσει

της κλίμακας του χάρτη. Είναι επίσης σημαντικό να υπoγραμμιστεί ότι μια σύμμορφη

απεικόνιση δεν μπορεί να είναι συγχρόνως και ισοδύναμη και αντίστροφα, ενώ η

ιδιότητα της ισαποχής μπορεί να συμβαδίζει με εκείνες της συμμορφίας και της

ισοδυναμίας.

'Έτσι, σε γενικές γραμμές ένας ορθός κυλινδρικός χάρτης απεικονίζει καλύτερα

περιοχές της Γης σχετικά κοντά στον Ισημερινό, ένας εγκάρσιος κυλινδρικός

περιοχές κατά μεσημβρινό, ενώ ένας ορθός κωνικός χάρτης περιοχές κοντά σε έναν

Εικόνα 2.4 Κυλινδρική προβολή.

Χαρακτηριστικά Κυλινδρικής

προβολής

Σύμμορφη προβολή

-Οι γωνιακές σχέσεις διατηρούνται

-Υπάρχει ακρίβεια στα σχήματα

-Έχουμε παραμόρφωση στα μεγέθη

-Ο ισημερινός είναι η γραμμή επαφής

-Η παραμόρφωση αυξάνει όσο

απομακρυνόμαστε

-Οι γραμμές πλάτους είναι παράλληλες

-Η απόσταση μεταξύ τους αυξάνει όσο

απομακρύνονται από τον ισημερινό

-Οι γραμμές μήκους είναι παράλληλες

-Οι παράλληλοι πλάτους και οι

μεσημβρινοί τέμνονται σε ορθές γωνίες


[25]

παράλληλο εκτός του Ισημερινού, ένας αζιμουθιακός περιοχές γύρω από ένα σημείο

της Γης κλπ. 2.2.8 Μερκατορική προβολή

Η Μερκατορική προβολή ανήκει στις κυλινδρικές προβολές και είναι πιθανώς η

διασημότερη προβολή που επινοήθηκε ποτέ. Την παρουσίασε , για πρώτη φορά το

1569 ο Gerardus Mercator, ένας Φλαμανδός χαρτογράφος και μαθηματικός.

Η μερκατορική προβολή συνέβαλε στην επίλυση ενός μεγάλου προβλήματος των

πρώτων πλοηγών. Αυτοί οι θαλασσοπόροι του l6ου αιώνα είχαν μια γενική ιδέα για

τη θέση των διάφορων περιοχών και χρησιμοποιούσαν την πυξίδα ως βοήθημα. Δεν

είχαν όμως ακριβή τρόπο προσδιορισμού της διεύθυνσης της πορείας που θα τους

οδηγούσε στους προορισμούς τους. Έπρεπε να πλεύσουν κατά μήκος μίας γραμμής

σταθερής γωνίας διεύθυνσης, καθώς αυτή ήταν η μόνη πορεία που μπορούσαν να

διατηρήσουν.

2.2.9 Η σκέψη του Μερκάτορα.

Σύμφωνα με τα όσα αναφέραμε στην ορθή κυλινδρική προβολή αν περιβάλουμε την

γήινη σφαίρα με κύλινδρο, με σημείο τομής τον Ισημερινό πού έχει ύψος ίσο με τον

άξονά της και προβάλουμε στην εσωτερική του επιφάνεια κάθε σημείο της σφαίρας ,

θα έχουμε ένα σύστημα απεικονίσεως πάνω σε κυλινδρικό ανάπτυγμα. (Εικόνα 2.5)

Στην κυλινδρική προβολή παρατηρούμε τα εξής:

- Ολόκληρη η επιφάνεια της γης απεικονίζεται σε επίπεδο σχήματος ορθογωνίου.

- Οι μεσημβρινοί απεικονίζονται σε κάθετες γραμμές παράλληλες και ίσες

μεταξύ τους, έχοντας το μήκος του άξονα της γης.

- Οι παράλληλοι πλάτους απεικονίζονται σε οριζόντιες γραμμές κάθετες προς

τους μεσημβρινούς και παράλληλες μεταξύ τους, έχοντας το μήκος της

περιφέρειας του ισημερινού.

Εικόνα 2.5 Κυλινδρική προβολή


[26]

- Οι πόλοι από τα σημεία πάνω στην γη απεικονίζονται με ευθείες γραμμές ίσες

με τον ισημερινό.

- Εφόσον οι μεσημβρινοί σμικρύνθηκαν και οι παράλληλοι επιμηκύνθηκαν

έπεται ότι δεν διατηρήθηκε η ομοιότητα των σχημάτων στο κυλινδρικό

ανάπτυγμα. (Εικόνα 2.6)

Εικόνα 2.6

Η σκέψη του Μερκάτορα ήταν να μετασχηματίσει την σφαιρική επιφάνεια σε

επίπεδο έτσι ώστε μια ευθεία γραμμή στον παραγόμενο χάρτη, σε οποιοδήποτε

σημείο και οποιοδήποτε διεύθυνση να είναι μια γραμμή σταθερής γωνίας διεύθυνσης..

Έτσι για να χρησιμοποιήσουν αυτούς του χάρτες οι ναυτικοί χρειάζονταν απλώς να

τραβήξουν μια ευθεία γραμμή από το σημείο εκκίνησης προς τον προορισμό τους.

Με άλλα λόγια o Μερκατορικός χάρτης πρέπει να εκπληρώνει τις παρακάτω

βασικές προϋποθέσεις:

- Οι μεσημβρινοί ο Ισημερινός και οι παράλληλοι πλάτους να αναπαρίστανται σαν ένα

δίκτυο παραλλήλων και κάθετων γραμμών μεταξύ τους .

- Τυχούσα λοξοδρομική καμπύλη επί της επιφάνειας της Γης να αναπαρίσταται ως

ευθεία γραμμή.

- Να διατηρείται η ομοιότητα των σχημάτων η οποία επιβάλει την διατήρηση της

ισότητας των γωνιών διότι τότε μόνο η λοξοδρομία θα τέμνει τους παραλλήλους υπό

σταθερή γωνία και θα είναι ευθεία γραμμή.

Επειδή καμία από τις γνωστές προβολές εκπληρώνει τις ανωτέρω βασικές

προϋποθέσεις ο Μερκατορας εφάρμοσε μερικές μετατροπές επί του κυλινδρικού

αναπτύγματος της Γης . Όπως αναφέραμε παραπάνω στο κυλινδρικό ανάπτυγμα οι

μεσημβρινοί σμικρύνθηκαν και οι παράλληλοι επιμηκύνθηκαν και έτσι δεν

διατηρήθηκε η ομοιότητα των σχημάτων επί της Γης και επομένως η λοξοδρομία επί


[27]

της επιφάνειας της Γης δεν θα είναι ίση με την αντίστοιχη επί του κυλινδρικού

αναπτύγματος.

Είναι γνωστό ότι το τόξο ισημερινού = τόξο παραλλήλου Χ τεμφ2εφόσον έχουν την

ίδια Δλ. Αυτό σημαίνει ότι το γραμμικό μήκος κάθε παραλλήλου πολλαπλασιάστηκε

επί την τέμνουσα του πλάτους του. Έτσι διατηρήθηκε η ομοιότητα των σχημάτων (3η

βασική προϋπόθεση) επομένως και η αναπαράσταση της λοξοδρομίας ως ευθείας

γραμμής (2η βασική προϋπόθεση )

Ο Μερκάτορας πολλαπλασίασε και το μεταξύ των παραλλήλων γραμμικό μήκος των

μεσημβρινών επί την τεμ φ. Έτσι η παραμόρφωση σε κάθε σημείο του χάρτη είναι ή

ίδια προς κάθε διεύθυνση .Άρα διατηρείται ή μορφή στοιχειωδών σχημάτων αφού ή

προβολή έγινε σύμμορφη

Ο ρυθμός μεταβολής των τιμών Σ.Κ είναι σχετικά μικρός για τα μικρότερα πλάτη,

πράγμα που σημαίνει ότι η ζώνη κατά μήκος του ισημερινού αναπαρίσταται καλά.

Για παράδειγμα, ακόμα και σε πλάτος 10° ο Σ.Κ θα είναι μόνο περίπου 1,016.

Εντούτοις, όπως είναι εμφανές στην η μερκατορική προβολή μεγεθύνει περιοχές με

γρήγορα αυξανόμενους ρυθμούς προς τα μεγαλύτερα πλάτη, οπότε έχει μικρή

χρησιμότητα για σκοπούς άλλους πέραν της ναυσιπλοΐας.

2.2.10 Ιδιότητες Μερκατορικού Χάρτη Από τα παραπάνω συνάγονται οι ιδιότητες που έχει ο Μερκατορικός Χάρτης :

-Δίκτυο μεσημβρινών-παραλλήλων. Οι μεσημβρινοί (κάθετοι) και οι παράλληλοι

(οριζόντιοι) στον υδρογραφικό χάρτη σχηματίζουν ένα δίκτυο παραλλήλων και

καθέτων γραμμών μεταξύ τους. Τα όρια του μήκους του χάρτη προσδιορίζονται από

τους δύο ακραίους μεσημβρινούς αριστερά και δεξιά.

Η μερκατορική προβολή έχει την

ιδιότητα όλες οι λοξοδρομίες να

εμφανίζονται σαν ευθείες γραμμές .

Εκτός από τους μεσημβρινούς και τον

ισημερινό τα τόξα των άλλων μέγιστων

κύκλων δεν εμφανίζονται ως ευθείες

γραμμές.

Στην κανονική μορφή της μερκατορικής

προβολής, η βασική γραμμή είναι ο

ισημερινός, κατά μήκος του οποίου ο

Συντελεστής Κλίμακας είναι 1,0.

Εικόνα 2.7


[28]

- Κλίμακα μήκους. Το γεωγραφικό μήκος στην γήινη σφαίρα μετράτε στον

ισημερινό, εφόσον ο ισημερινός παριστάνεται στον μερκατορικό χάρτη σαν ευθεία

γραμμή. Το γεωγραφικό μήκος μπορεί επίσης να μετράτε και επί τω παραλλήλων, οι

οποίοι είναι ευθείες γραμμές παράλληλες προς την ισημερινό και οι οποίοι κατά την

ανάπτυξη αφού, αφού πολλαπλασιαστούν επί την τέμνουσα του πλάτους , έγιναν ίση

σε γραμμικό μήκος με τον ισημερινό ανεξάρτητα από το πλάτος.. Η κλίμακα του

γεωγραφικού μήκους είναι ισομερώς διηρημένοι σε όλη την οριζόντια γραμμή του

χάρτη. Μεσημβρινοί με διαφορά μήκους 1º θα περιλαμβάνουν 60 ισομερείς

υποδιαιρέσεις (60’) κάθε μια από τις οποίες θα έχει γραμμικό μήκος ίσο προς την

μονάδα του χάρτη και θα αντιπροσωπεύει Δλ=1’. Η κλίμακα μήκους χρησιμεύει μόνο

για την υποτύπωση η λήψη του στίγματος και ποτέ για τη μέτρηση αποστάσεων.

- Κλίμακα μήκους και αποστάσεων. Το γεωγραφικό πλάτος στη γήινη σφαίρα

μετράτε πάνω στο μεσημβρινό. Εφόσον οι μεσημβρινοί στο μερκατορικό χάρτη

παριστάνονται ως ευθείες γραμμές παράλληλες μεταξύ τους, σημαίνει ότι οι

μεσημβρινοί αυτοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως κλίμακα μετρήσεως του

γεωγραφικού πλάτους. Λόγω της χρησιμοποιήσεως των αυξομερών πλατών , οι

γραμμικές αποστάσεις των παραλλήλων με την ίδια διαφορά πλάτους δεν είναι ίσες,

αλλά συνεχώς αυξάνονται με την αύξηση του πλάτους . Κατά συνέπεια η κλίμακα

του πλάτους παρουσιάζει ανισομερείς υποδιαιρέσεις στο χάρτη , με συνεχή αύξηση

των γραμμικών αποστάσεων μεταξύ των παραλλήλων της ίδιας διαφορά πλάτους

καθώς απομακρυνόμαστε από τον ισημερινό. Επομένως άνισο γραμμικό μήκος θα

παρουσιάζει στον χάρτη όσο αυξάνεται το πλάτος και η διαφορά πλάτους 1΄δηλαδή

το ένα ναυτικό μίλι., που θα είναι ίσο προς μ επί την τέμνουσα του πλάτους ,

φθάνοντας το άπειρο στους πόλους. Η κλίμακα πλάτους χρησιμοποιείται επίσης και

για την μέτρηση των αποστάσεων (distance scale) στους μερκατορικούς χάρτες.

2.3 Κλίμακα χάρτη

Οι χάρτες, για να είναι χρήσιμοι, είναι απαραιτήτως μικρότεροι από τις περιοχές που

χαρτογραφούνται. Κατά συνέπεια, κάθε χάρτης πρέπει να δηλώνει το λόγο (την

αναλογία) ανάμεσα στις μετρήσεις που γίνονται πάνω στο χάρτη και σε αυτές που

γίνονται πάνω στη γη. Ο λόγος αυτός ονομάζεται κλίμακα τον χάρτη και είναι το

πρώτο πράγμα που πρέπει να προσέχει ο χρήστης του χάρτη. Η κλίμακα αυτή είναι

κάτι το απατηλό, διότι, ο μετασχηματισμός από υδρόγειο σε χάρτη συμπίπτει ότι η

κλίμακα θα διαφέρει από θέση σε θέση. Μπορεί ακόμα να διαφέρει σε διαφορετικές

διευθύνσεις στο ίδιο σημείο.

Η κλίμακα ενός χάρτη μπορεί να απεικονιστεί με πολλούς τρόπους. Μπορεί να δοθεί

ρητά με κάποια δήλωση ή με γραφικό τρόπο, ή να δειχθεί, έμμεσα, από τις

αποστάσεις των παραλλήλων και των μεσημβρινών ή, ακόμη πιο έμμεσα, από το


[29]

μέγεθος και το χαρακτήρα των σημείων πάνω στο χάρτη. Πάντως, κάποια ένδειξη της

κλίμακας πρέπει να περιλαμβάνεται στις πληροφορίες που παρουσιάζονται σε

οποιονδήποτε χάρτη.

2.4 Εκφράσεις κλίμακας

Η κλίμακα του χάρτη είναι ο λόγος ανάμεσα σε μια απόσταση πάνω στο χάρτη και

την αντίστοιχη απόσταση πάνω στη γη, με την απόσταση πάνω στο χάρτη πάντα να

εκφράζεται ως μονάδα. Η κλίμακα του χάρτη μπορεί να εκφράζεται με τους

ακόλουθους τρόπους.

- Αντιπροσωπευτικό κλάσμα Το αντιπροσωπευτικό κλάσμα (ή για συντομία ΑΚ)

είναι ένα απλό κλάσμα ή λόγος. Μπορεί να δίνεται είτε ως 1:1.000.000 είτε

1/1.000.000 το πρώτο προτιμάται. Αυτό σημαίνει ότι (κατά μήκος συγκεκριμένων

γραμμών) ένα χιλιοστό, ένα εκατοστό, ή μία ίντσα στο χάρτη (αριθμητής) αντι-

προσωπεύει 1.000.000 χιλιοστά, εκατοστά, ή ίντσες στην επιφάνεια της γης

(παρονομαστής). Η μονάδα απόστασης στον αριθμητή και στον παρονομαστή του

κλάσματος πρέπει να είναι η ίδια.

- Γραφική κλίμακα Η γραφική κλίμακα είναι ένα γραμμικό σύμβολο (μία ράβδος),

υποδιαιρούμενο έτσι ώστε να δείχνει τα μήκη του χάρτη σε μονάδες πραγματικών

αποστάσεων πάνω στη γη. Η μία άκρη της ράβδου συνήθως υποδιαιρείται περαιτέρω,

επιτρέποντας τη μέτρηση των αποστάσεων με μεγαλύτερη ακρίβεια .

2.5 Κατηγορίες Υδρογραφικών Χαρτών

Ανάλογα με την επιφάνεια της γης που απεικονίζουν και την συγκεκριμένη

χρησιμότητα τους , διακρίνουμε τους χάρτες ως εξής

- Γενικοί χάρτες (general sailing charts). Είναι χάρτες μικρής κλίμακας που

κυμαίνεται από 1/500.000 μέχρι 1/600.000 η και μικρότερης και απεικονίζουν

εκτεταμένες θαλάσσιες επιφάνειες της γης . Τέτοιοι χάρτες είναι ο χάρτης του

Ατλαντικού με τις ακτές της Β.Αμερικής και ΒΑ Ευρώπης , ο χάρτης του

Γιβραλτάρ μέχρι τη Βόρειο θάλασσα, κ.τ.λ.

- Χάρτες ακτοπλοϊκοί (coastal charts) η χάρτες ναυσιπλοΐας. Η κλίμακά

τους είναι μεγαλύτερη , κυμαίνεται από 1/50.000 ως 1/150.000 και

απεικονίζουν μικρότερες επιφάνειες της γης σε σύγκριση με τους γενικούς

χάρτες και παρουσιάζουν γραμμικό μήκος ναυτικού μιλίου αρκετά μεγάλο.

- Λιμενοδείκτες η πορτολάνες (harbor plans) . Οι χάρτες αυτοί , που

ονομάζονται και χάρτες λιμανιών , απεικονίζουν περιορισμένη επιφάνεια της

γης , όπως είναι το λιμάνι με την είσοδο του , μικροί κολπίσκοι και όρμοι


[30]

αγκυροβολίας , δίαυλοι διώρυγες και είσοδοι ποταμών. Η κλίμακα τους είναι

μικρότερη από 1/50.000.

2.6 Ανάγνωση Υδρογραφικού Χάρτη.

Ο υδρογραφικός χάρτης αποτελεί το σπουδαιότερο βοήθημα του ναυτιλλόμενου για

την εκτέλεση του ταξιδιού, διότι περιέχει όλα τα αναγκαία πληροφοριακά στοιχεία

πού αφορούν τη θαλάσσια επιφάνεια (βάθη, υφάλους νησίδες κ.τ.λ.) αλλά και τα

πληροφοριακά στοιχεία πού αφορούν και την ακτή (βράχοι, αβαθή , κοντά στην

ακτή, φάροι ,καταφανή σημεία αναγνωρίσεως στην ακτή )..

- Σχήμα. Το σχήμα του χάρτη είναι ορθογώνιο παραλληλόγραμμο. Η κάθετη

διάσταση του ύψους είναι προσανατολισμένη στην κατεύθυνση βορρά νότου ,

ενώ ή οριζόντια διάσταση του πλάτους είναι προσανατολισμένη στην κατεύθυνση

Ανατολής-Δύσης (Απηλιώτη- Ζέφυρου).

- Διαστάσεις. Οι διαστάσεις του χάρτη δίνονται σε εκατοστόμετρα και

αναγράφονται στην κάτω δεξιά γωνία του περιθωρίου.

- Τίτλος χάρτη. Ο τίτλος του χάρτη προσδιορίζει την περιοχή την οποία

απεικονίζει ο χάρτης. Αν ο τίτλος του χάρτη π.χ. αναγράφει (νήσος Κρήτη) ο

χάρτης αυτός απεικονίζει ολόκληρη την Κρήτη με τις ακτές και μια ζώνη

θάλασσας πού τις περιβάλλει. Βέβαια όταν λέμε τίτλος χάρτη εννοούμε

περισσότερο το ευδιάκριτο πλαίσιο , μέσα στον χάρτη, στο οποίο εντάσσονται:

- Το έμβλημα και ή επωνυμία της κρατικής συνήθως υπηρεσίας πού

εξέδωσε τον χάρτη.

- Η ευρύτερη περιοχή μέσα στην οποία εντάσσεται ο χάρτης .

- Η φυσική κλίμακα της μερκατορικής προβολής του χάρτη δίνεται για

συγκεκριμένο πλάτος πού είναι συνήθως το μέσο πλάτος του χάρτη π.χ

natural scale 1/125 000 (at Lat 51 00’N), πού σημαίνει ότι ή φυσική

κλίμακα είναι 1/125 000 (στον παράλληλο 51 00’ Ν).

- Τα βάθη μετρούνται σε οργιές ή μέτρα από το επίπεδο του χάρτη (chart

datum.).

- Τα ύψη , των φάρων βράχων, βουνών κ.τ.λ., αναφέρονται από το μέσο

επίπεδο της πλήμμης συζυγιών , ή την μέση στάθμη της θάλασσας. - Η προβολή του χάρτη πού είναι μερκατορικη προβολή.(Mercator projection)

- Δίκτυο μεσημβρινών-παραλλήλων. Οι μεσημβρινοί (κάθετοι) και οι

παράλληλοι (οριζόντιοι) στον υδρογραφικό χάρτη σχηματίζουν ένα δίκτυο

παραλλήλων και καθέτων γραμμών μεταξύ τους. Τα όρια του μήκους του χάρτη

προσδιορίζονται από τους δύο ακραίους μεσημβρινούς αριστερά και δεξιά.


[31]

- Κλίμακα μήκους. Το γεωγραφικό μήκος στην γήινη σφαίρα μετράτε στον

ισημερινό, εφόσον ο ισημερινός παριστάνεται στον μερκατορικό χάρτη σαν

ευθεία γραμμή. Το γεωγραφικό μήκος μπορεί επίσης να μετράτε και επί τω

παραλλήλων, οι οποίοι είναι ευθείες γραμμές παράλληλες προς την ισημερινό και

οι οποίοι κατά την ανάπτυξη αφού, αφού πολλαπλασιαστούν επί την τέμνουσα

του πλάτους , έγιναν ίση σε γραμμικό μήκος με τον ισημερινό ανεξάρτητα από το

πλάτος.. Η κλίμακα του γεωγραφικού μήκους είναι ισομερώς διηρημένοι σε όλη

την οριζόντια γραμμή του χάρτη. Μεσημβρινοί με διαφορά μήκους 1º θα

περιλαμβάνουν 60 ισομερείς υποδιαιρέσεις (60’) κάθε μια από τις οποίες θα έχει

γραμμικό μήκος ίσο προς την μονάδα του χάρτη και θα αντιπροσωπεύει Δλ=1’. Η

κλίμακα μήκους χρησιμεύει μόνο για την υποτύπωση η λήψη του στίγματος και

ποτέ για τη μέτρηση αποστάσεων.

- Κλίμακα μήκους και αποστάσεων. Το γεωγραφικό πλάτος στη γήινη σφαίρα

μετράτε πάνω στο μεσημβρινό. Εφόσον οι μεσημβρινοί στο μερκατορικό χάρτη

παριστάνονται ως ευθείες γραμμές παράλληλες μεταξύ τους, σημαίνει ότι οι

μεσημβρινοί αυτοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως κλίμακα μετρήσεως του

γεωγραφικού πλάτους. Λόγω της χρησιμοποιήσεως των αυξομερών πλατών , οι

γραμμικές αποστάσεις των παραλλήλων με την ίδια διαφορά πλάτους δεν είναι

ίσες, αλλά συνεχώς αυξάνονται με την αύξηση του πλάτους . Κατά συνέπεια η

κλίμακα του πλάτους παρουσιάζει ανισομερείς υποδιαιρέσεις στο χάρτη , με

συνεχή αύξηση των γραμμικών αποστάσεων μεταξύ των παραλλήλων της ίδιας

διαφορά πλάτους καθώς απομακρυνόμαστε από τον ισημερινό. Επομένως άνισο

γραμμικό μήκος θα παρουσιάζει στον χάρτη όσο αυξάνεται το πλάτος και η

διαφορά πλάτους 1΄δηλαδή το ένα ναυτικό μίλι., που θα είναι ίσο προς μ επί την

τέμνουσα του πλάτους , φθάνοντας το άπειρο στους πόλους. Η κλίμακα πλάτους

χρησιμοποιείται επίσης και για την μέτρηση των αποστάσεων (distance scale)

στους μερκατορικούς χάρτες.

2.6.1 Σύμβολα και συντμήσεις.

Για να ανταποκριθεί πληρέστερα στον προορισμό του ο υδρογραφικός χάρτης ,

πρέπει να περιέχει και να απεικονίζει κατά τρόπο εμφανή όλες τις πληροφορίες που

επισημαίνουν τους κινδύνους αλλά και διευκολύνουν την ναυσιπλοΐα. Επειδή οι

πληροφορίες αυτές και πολλές είναι αλλά και παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία

αποδίδονται στο χάρτη με ορισμένους συμβολισμούς και συντμήσεις (symbols and

abbreviations), μια και οι λεπτομερείς περιγραφές θα κάλυπταν όλη την επιφάνεια

του χάρτη.


[32]

- Ακτή/Coast line . Η ακτογραμμή στο ναυτικό χάρτη δείχνει τα όρια μεταξύ ξηράς

και θάλασσας κατά την πλήμμη. Τα όρια αυτά απεικονίζονται στο χάρτη με μαύρη

γραμμή.

- Μορφές της ακτής/Coastal features. Ο χαρακτηρισμός της μορφολογίας των

ακτών (ακρωτήρια κόλποι λιμάνια κ.λ.π) γίνετε με συντμήσεις, που αναφέρονται με

λεπτομέρεια στην ομάδα χαρακτηριστικών του γράμματος <Β> των χαρτών

συμβόλων και συντμήσεων. Έτσι π.χ.:

- Η σύντμηση Στν/ Str σημαίνει στενό /Strait

- H σύντμηση Βρ/Rk σημαίνει <Βράχος/ Rock>

- Η σύντμηση αγκυροβόλιο Αγκ./ Anch. σημαίνει <Αγκυροβόλιο/ Anchorage

- Φυσικά χαρακτηριστικά / Natural feature. Πρόκειται για την απεικόνιση και τον

συμβολισμό στο χάρτη του τμήματος της ξηράς που είναι ορατό από την θάλασσα και

κατά συνέπεια μπορεί να βοηθήσει το ναυτιλλόμενο για την αναγνώριση των ακτών που

ταξιδεύει.

- Μονάδες /Units . Πολλές πληροφορίες του χάρτη αφορούν μεγέθη που ο

προσδιορισμός τους είναι απόλυτα αναγκαίος για την σωστή χρήση του υδρογραφικού

χάρτη. Μετά την καθιέρωση του μετρικού συστήματος και στις αγγλοσαξονικές χώρες ,

οι αρμόδιες υδρογραφικές υπηρεσίες έχουν προγραμματίσει την σταδιακή επανέκδοση

των χαρτών που κυκλοφορούν. - Όρμοι και λιμάνια / Ports and harbors. Οι λιμενικές εγκαταστάσεις απεικονίζουν κυρίως περιοχές αγκυροβολίας που συμβολίζονται με μια άγκυρα.

- Τεχνικά χαρακτηριστικά / Artificial features . Πρόκειται για την απεικόνιση

στο χάρτη με συμβολικές παραστάσεις τεχνικών κατασκευών στη ξηρά, όπως

δρόμοι , γέφυρες , κολώνες ηλεκτρικών δικτύων , υποβρύχιες σημειώσεις

- Κτίσματα/Buildings. Tα κτίσματα αναφέρονται και στη συμβολική απεικόνιση

αλλά και στη συντμημένη αναγραφή κατασκευαστικών στοιχείων που είναι ορατά

από την θάλασσα. Τέτοια χαρακτηριστικά στίγματα είναι :

- To σύμβολο μιας πόλης η ενός χωριού

- Το σύμβολο και η σύντμηση ενός φρουρίου.

- Το σύμβολο και η σύντμηση ενός πύργου, η μιας εκκλησίας.

- Η όψη ενός μνημείου ορατό από μεγάλη απόσταση κ.λ.π

- .Κίνδυνοι/ Dangers . Η σήμανση των κινδύνων στο χάρτη αποτελεί το

εξουσιαστικό στοιχείο που καθορίζει και την ποιότητα του χάρτη από πλευράς

ασφάλειας ναυσιπλοΐας. Τέτοιες κατηγορίες κίνδύνων είναι τα ναυάγια, βράχια,

καλυπτόμενα και αποκαλυπτόμενα βράχια, βράχια κάτω από το νερό κ.τ.λ.

- Τα ναυάγια / Wrecks διακρίνονται :

- Στα ναυάγια που δεν καλύπτονται από την επιφάνεια της θάλασσας

- Στα ναυάγια που φαίνονται μόνο οι ιστοί

- Στα ναυάγια που θεωρούνται επικίνδυνα για την ναυσιπλοΐα


[33]

- Στα ναυάγια που έχουν βάθος γνωστό από βαθυμέτρηση.

- Στα ναυάγια που είναι ακίνδυνα για την ναυσιπλοΐα

- Οι κίνδυνοι της φυσικής τοπογραφίας είναι

- Νησίδες η βράχοι πού έχουν ορισμένο ύψος από την θάλασσα

- Σκόπελοι η ξέρες που καλύπτονται και αποκαλύπτονται από την από

την επιφάνεια της θάλασσας.

- Σκόπελοι ακριβώς στην επιφάνεια της θάλασσας (Rock awash)

- Ύφαλοι (underwater rocks)

- Επικίνδυνα εμπόδια άγνωστης φύσης (Obstructions)

- Βυθός ακάθαρτος (foul)

- Δίνες (Eddies)

- Φύκια (kelps)

- Συναντώμενα παλιρροιακά κύματα (Overfills and tide-ripe)

- Διάφορα όρια / various limits . Οι οριοθετήσεις αποτελούν βασικό κεφάλαιο στην

πληροφοριακή πληρότητα του υδρογραφικού χάρτη. Οι πιο γνωστές και συνήθης

περιπτώσεις οριοθετήσεων είναι οι ακόλουθες:

Όρια τομέων και φάρων (Limits of sectors)

Ευθυγραμμίσεις (leading lines)

Απαγορευμένες περιοχές (Prohibited areas)

Όρια αγκυροβολίας (Anchorage area)

Επισήμανση υποβρύχιων αγωγών , καλωδίων κ.λ.π

Συστήματα διαχωρισμού της κυκλοφορίας.(Separation schemes) 2.6.2 Ισοβαθείς καμπύλες

Κύριο χαρακτηριστικό του υδρογραφικού χάρτη είναι οι βαθυμετρικές πληροφορίες

που περιέχει, δηλαδή η απεικόνιση του ανάγλυφου του βυθού. Τα διάφορα βάθη

μετρούνται από μια επιφάνεια αναφοράς που θεωρείται σαν επιφάνεια μηδενικού

υψομέτρου. Σαν τέτοια επιφάνεια θεωρείται το επίπεδο χάρτη (chart datum) δηλαδή

στην κατώτατη ρηχία της θάλασσας

Η μορφή του ανάγλυφου του πυθμένα

αποτελεί και σημαντική πληροφορία για την

κατανόηση φυσικών, χημικών και

βιολογικών διεργασιών.Κύρια μέθοδος για

την αναπαράσταση του ανάγλυφου του

πυθμένα είναι οι λεγόμενες ισοβαθείς

καμπύλες (depth contours) .

Εικόνα 2.8


[34]

Είναι μια επινόηση παράστασης με μια συνεχή γραμμή όλων των σημείων του

πυθμένα που έχουν το ίδιο βάθος από την επιφάνεια της θάλασσας , δηλαδή ο

γεωμετρικός τόπος σημείων του θαλάσσιου πυθμένα με το ίδιο βάθος.

Η γεωμετρική κατασκευή των ισοβαθών καμπύλων στηρίζεται στην ιδέα της

γραφικής απόδοσης της φανταστικής τομής του πυθμένα με παράλληλα μεταξύ τους

και προς την επιφάνεια της θάλασσας , επίπεδα. Οι γραμμές τομής των παραλλήλων

επιπέδων με τον πυθμένα προβάλλονται στο επίπεδο της στάθμης της

θάλασσας(chart datum) αναπαριστώντας έτσι γραφικά την μορφή του

ανάγλυφου.(Εικόνα 2.8)

2.6.3 Σχεδίαση των ισοβαθών καμπύλων

Η πυκνότητα των ισοβαθών προσδιορίζει την πιστότητα αναπαραγωγής του

ανάγλυφου, που εξαρτάται όμως και από την επιμέρους κλίμακα του χάρτη.

Η αποτελεσματική χρήση των ισοβαθών καμπύλων για την καλύτερη απεικόνιση του

πυθμένα , ακολουθεί ορισμένους κανόνες αλλά εξαρτάται πολύ από την πείρα του

σχεδιαστή που γνωρίζει να αποφεύγει άχρηστες λεπτομέρειες που πολλές φορές

δίνουν μια λιγότερη ρεαλιστική εικόνα της πραγματικότητας.

- Ισοδιάσταση. Ένας βασικός κανόνας στην σχεδίαση των ισοβαθών είναι η

σωστή ισοδιάσταση των καμπύλων, δηλαδή ανά πια βαθυμετρική στάθμη χαράζονται.

Η γνώση της καταλληλότερης ισοδιάστασης είναι και ένα βασικό στοιχείο της

απαιτούμενης πυκνότητας των σημείων με γνωστό βάθος που πρέπει να

χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή των ισοβαθών. Η ισοδιάσταση δ των ισοβαθών

είναι συνδεδεμένη με την κλίμακα του χάρτη και θα πρέπει , τουλάχιστον θεωρητικά

να έχει τιμή ίση με την τιμή που έχει ένα μήκος στο έδαφος που αντιστοιχεί σε 1 mm

στον χάρτη κλίμακας 1/μ . Δηλαδή να ικανοποιεί την σχέση Δ(σε m) = 10-3 *μ.

Έτσι σύμφωνα με τα παραπάνω στον χάρτη με κλίμακα 1: 5000 η ισοδιάσταση των

καμπύλων πρέπει να είναι 5 μ , στο χάρτη με κλίμακα 1:5000, 50m κ.λ.π. Μερικές

φορές όμως στην πράξη είναι αναγκαία μια πιο λεπτομερής απόδοση του ανάγλυφου

οπότε η υψομετρική ισοδιάσταση συνήθως , π.χ στα 40 μ., 30 μ , μέχρι και στο μισό ,

25 μέτρα στον χάρτη 1:50000

2.6.4 Κανόνες χάραξης ισοβαθών καμπύλων

Σημαντικό στοιχείο στην σχεδίαση των ισοβαθών και γενικά στην αναπαράσταση

του ανάγλυφου του θαλάσσιου πυθμένα, είναι η κλίση του βυθού . Εάν η κλίση του

βυθού είναι μικρότερη του 5% , που σημαίνει σε μια υψομετρική διαφορά 5 μονάδων


[35]

μήκους σε απόσταση 100 αντίστοιχων μονάδων μήκους, τότε δεν είναι απαραίτητη η

χρήση των ισοβαθών καμπύλων. Εάν η κλίση του πυθμένα είναι μεγαλύτερη του 45%

που σημαίνει στην πραγματικότητα μια πολύ απότομη κλίση , σχεδόν κρημνώδη οι

ισοβαθείς αντικαθίστανται από κατάλληλο συμβολισμό για κρημνώδες ανάγλυφο ,

που συνήθως είναι η έντονη τονική απόχρωση. Βασικός κανόνας για την ισοδιάσταση

των ισοβαθών καμπύλων είναι ότι δεν πρέπει να μεταβάλλεται ποτέ στον χάρτη μια

συγκεκριμένης κλίμακας. Κατά την χάραξη των ισοβαθών θα πρέπει να προσέξουμε

τα εξής:

- Οι ισοβαθείς καμπύλες ενώνουν σημεία του βυθού που έχουν το ίδιο βάθος

- Μια ισοβαθής να αφήνει από την μια μικρότερα βάθη και από την άλλη

μεγαλύτερα. Για να προσδιορίσουμε ποια κατεύθυνση του χάρτη είναι βαθύτερη και

ποια ρηχότερη , σε σχέση με την ισοβαθή που πρόκειται να σχεδιάσουμε , πρέπει να

ελέγξουμε τα γειτνιάζοντα βάθη

- Οι ισοβαθείς θεωρούνται κλειστές γραμμές, αλλά όταν έχουμε μικρός χάρτες την

χαράζουμε αρχίζοντας από την μια έως την άλλη άκρη του χάρτη

- Το υψόμετρο μεταξύ δύο γειτονικών ισοβαθών στον χάρτη ονομάζεται

ισοδιάσταση., και κάθε πέμπτη ισοβαθής σχεδιάζεται με εντονότερο

χρωματισμό .Αυτές οι πιο έντονες στον σχεδιασμό ισοβαθείς καμπύλες ονομάζονται

και δείκτες ισοβαθών γατί συνήθως έχουν σχεδιασμένο κατά μήκος τους το ύψος

τους

- Οι ισοβαθείς δεν τέμνονται μεταξύ τους

- Οι ίσης απόστασης ισοβαθείς αναπαριστούν μια σταθερή και αμετάβλητη κλίση.

Η μεγάλη πυκνότητα των ισοβαθών (δηλαδή όταν σχεδιάζονται η μια κοντά στην

άλλη) αναπαριστάνει μια απότομη κλίση (step slope)του βυθού, ενώ στην αντίθετη

περίπτωση η μεγάλη απόσταση των ισοβαθών αναπαριστά μια ελαφρά κλίση (gentle

slope)

- Η ομόκεντρη σειρά των κλειστών ισοβαθών καμπύλων αναπαριστά ένα λόφο

- Σε εισόδους κόλπων ή μεταξύ στεριά και νησίδας που δεν αναγράφονται βάθη δεν

διακινδυνεύουμε να περάσουμε μια ισοβαθή.

- Σε περίπτωση που ο προσανατολισμός των κλίσεων μεταβάλλεται , οι ισοβαθείς

του ίδιου υψομέτρου επαναλαμβάνονται.

Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοΐας Εφαρμογές Παράκτιας Ναυσιπλοΐας

[36]

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ 3. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΑΡΑΚΤΙΑΣ ΝΑΥΣΙΠΛΟΙΑΣ 3.1 Η τέχνη και η επιστήμη της Ναυσιπλοΐας

Η ναυσιπλοΐα συνδυάζει την τέχνη και την επιστήμη. Ο ναυτίλος συγκεντρώνει

πληροφορίες από κάθε διαθέσιμη πηγή και αξιολογώντας αυτές τις πληροφορίες

προσδιορίζει την ακριβή θέση του πλοίου αντιμετωπίζοντας κάθε πιθανό κίνδυνο

πριν αυτός ανακύψει με απώτερο στόχο να καθοδηγήσει το πλοίο του με ασφάλεια

και από τον συντομότερο δρόμο από το ένα λιμάνι στο άλλο .

Οι μέθοδοι και οι τεχνικές της ναυσιπλοΐας ποικίλουν ανάλογα με τον τύπο του

πλοίου τις συνθήκες πλεύσης και την εμπειρία του ναυτίλου.

Κάποια όμως σημαντικά στοιχεία για την επίτευξη του ασφαλούς πλου δεν

αναγράφονται στα βιβλία. Ναυσιπλοΐας. Η επιστήμη της ναυσιπλοΐας μπορεί να

διδαχθεί αλλά η τέχνη της ναυσιπλοΐας εξελίσσεται μόνο από την εμπειρία.

3.2 ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΠΥΞΙΔΑ

3.2.1 Γενικά

Το σημαντικότερο όργανο για την Ναυσιπλοΐα είναι η μαγνητική πυξίδα. Η πυξίδα

(compass) (από την αρχαία ελληνική λέξη πυξίς - ίδος) ή κοινώς μπούσουλας (από

την ιταλική λέξη bussola) είναι όργανο με το οποίο επιτυγχάνεται ο προσανατολισμός

του χρήστη, δείχνοντας του την κατεύθυνση του Βορρά.

Η μαγνητική πυξίδα είναι από τα παλαιότερα όργανα στη ναυσιπλοΐα που όμως η

καταγωγή της δεν είναι απόλυτα ακριβής. Το 203 π.Χ. ο Αννίβας όταν αναχώρησε

από την Ιταλία λέγεται ότι πλοηγός του ήταν κάποιος ονόματι "Pelorus". Ίσως η

πυξίδα να ήταν ήδη σε χρήση τότε. Κανένας όμως δεν μπορεί να υποστηρίξει αυτό με

βεβαιότητα. Λέγεται επίσης πως έλκει τη καταγωγή της από την Κίνα, από όπου και

την εισήγαγε ο Μάρκο Πόλο στην Ιταλία κατά τον 13ο αιώνα.

Η μαγνητική πυξίδα (magnetic compass) στο πλοίο αποτελεί το βασικότερο όργανο

ναυσιπλοΐας, που συνδυάζεται απόλυτα με την ασφάλεια του πλου. Με την πυξίδα

τηρείται η πορεία του πλοίου και με αυτή μετρούνται οι αντιστοιχίες (διοπτεύσεις).

3.2.2 Βασική αρχή λειτουργίας της μαγνητικής πυξίδας

Η μαγνητική πυξίδα (magnetic compass) αποτελεί βασικά μια μαγνητική βελόνα που

είναι αναρτημένη ελευθέρα σε ένα οριζόντιο επίπεδο, επηρεάζεται από τον γήινο

μαγνητισμό και προσανατολίζεται κατά την κατεύθυνση του μαγνητικού βορρά όταν

βρίσκεται στην ξηρά. Στα σιδερένια πλοία η μαγνητική βελόνα της πυξίδας δείχνει


[37]

την κατεύθυνση του βορρά πυξίδας (Βπ) λόγω της συνδυασμένης επιδράσεως του

γήινου μαγνητισμού και εκείνου του πλοίου. Οι ενδείξεις της επομένως για να

αναχθούν σε αληθείς πρέπει να διορθωθούν κατά την παραλλαγή, δηλαδή για την

μαγνητική απόκλιση και την παρεκτροπή.

3.2.3 Μαγνήτες

Είναι γνωστό ότι ορισμένα μέταλλα έχουν την ιδιότητα να έλκουν ή ν' απωθούν

μικρά κομμάτια (ρινίσματα) σιδήρου. Τα μέταλλα αυτά ονομάζονται φυσικοί

μαγνήτες Υπάρχουν όμως και μέταλλα, που μπορούν ν' αποκτήσουν μαγνητικές

ιδιότητες με την τριβή σε φυσικό μαγνήτη, με τη σφυρηλάτηση μέσα σε μαγνητικό

πεδίο και τέλος με τη διοχέτευση ηλεκτρικού ρεύματος σε περιέλιξη σύρματος. Τα

μέταλλα αυτά που αποκτούν μαγνητικές ιδιότητες με τη διαδικασία αυτή ονομάζονται

τεχνητοί μαγνήτες.

Η βελόνα της μαγνητικής πυξίδας αποτελείται από ένα τεχνητό μαγνήτη. Σε μια

μαγνητισμένη ράβδο η μαγνητική δύναμη ( της έλξης και της άπωσης)

συγκεντρώνεται κοντά στις άκρες της. Οι άκρες του μαγνήτη ονομάζονται μαγνητικοί

πόλοι. Συμβατικά οι πόλοι χαρακτηρίζονται ο μεν βόρειος (Β) και χρωματίζεται

κόκκινος, ο δε άλλος νότιος (Ν) και χρωματίζεται κυανούς. Όταν οι δύο μαγνήτες

τοποθετηθούν ο ένας κοντά στον άλλο, παρατηρούμε ότι ο κυανούς πόλος του ενός

έλκεται από τον κόκκινο πόλο του άλλου, ή ο κόκκινος πόλος του ενός απωθεί τον

κόκκινο του άλλου.

Έτσι προκύπτει ο θεμελιώδης νόμος του

μαγνητισμού σύμφωνα με τον οποίο, οι

ετερώνυμοι πόλοι των μαγνητών έλκονται και

οι ομώνυμοι απωθούνται. Η περιοχή γύρω από

ένα μαγνήτη, μέσα στην οποία γίνονται αισθητές

οι δυνάμεις έλξεως και απώσεως ονομάζεται

μαγνητικό πεδίο.(Εικόνα 3.1)

Εικόνα 3.2

Το μαγνητικό πεδίο διαρρέεται από τις

μαγνητικές γραμμές οι οποίες βγαίνουν

από τον βόρειο-κόκκινο πόλο και

καταλήγουν στον νότιο-κυανού πόλο.

Εικόνα 3.1


[38]

Έτσι αν αναρτήσουμε ελεύθερα μια μαγνητική βελόνη μέσα στο μαγνητικό πεδίο

ενός μεγάλου μαγνήτη, θα ταχθεί κατά μήκος των δυναμικών γραμμών του

μαγνητικού πεδίου , με τον κόκκινο αστραμμένο προς τον κυανού του μαγνήτη και

αντίστροφα. (Εικόνα 3.2)

3.2.4 Γήινος Μαγνητισμός

Θεωρήστε ότι η γη είναι ένας τεράστιος φυσικός μαγνήτης περιτριγυρισμένος από τις

γραμμές του μαγνητικού της πεδίου οι οποίες ενώνουν τους μαγνητικούς πόλους. Οι

μαγνητικοί πόλοι είναι κοντά με τους γεωγραφικούς αλλά δεν συμπίπτουν ποτέ με

αυτούς. Επίσης οι μαγνητικοί πόλοι δεν παραμένουν σταθεροί αλλά μεταβάλλουν την

θέση τους με την πάροδο του χρόνου.

Το μαγνητικό πεδίο γενικά θεωρείται ότι έχει δύο συνιστώσες, την οριζόντια Η και

την κατακόρυφη Ζ. Οι συνιστώσες αυτές μεταβάλλονται καθώς μεταβάλλεται και η

γωνία θ, καθώς η Η είναι μέγιστη στο μαγνητικό Ισημερινό και μειώνεται προς την

κατεύθυνση του κάθε μαγνητικού πόλου, ενώ η Ζ είναι μηδενική στον μαγνητικό

Ισημερινό και αυξάνει προς την κατεύθυνση του κάθε πόλου.

Έτσι καθώς οι μαγνητικοί πόλοι της γης δεν συμπίπτουν με τους γεωγραφικούς

πόλους, αλλά υπόκεινται σε μια μακροχρόνια περιοδική μεταβολή, καθώς και μια

ετήσια και ημερήσια μεταβολή, λόγω της ανομοιομορφίας του μαγνητικού πεδίου της

γης, μια μαγνητική βελόνα που βρίσκεται σε ευθυγράμμιση με το μαγνητικό πεδίο

της γης δεν θα δείχνει τον αληθή αλλά τον μαγνητικό βορρά. Η γωνιακή διαφορά

μεταξύ του αληθούς μεσημβρινού (μέγιστος κύκλος που ενώνεται με τους πόλους)

και του μαγνητικού μεσημβρινού ( η κατεύθυνση την δυναμικών γραμμών)

ονομάζεται απόκλιση. (magnetic variation), Η μαγνητική απόκλιση έχει διαφορετικές

τιμές επάνω στην επιφάνεια της γης, οι οποίες και αναγράφονται στα ανεμολόγια

των υδρογραφικών χαρτών.

Στην Εικόνα 3.3 βλέπουμε το μαγνητικό πεδίο

που περιβάλει την γη. Οι μαγνητικές γραμμές

διαρρέουν την γη με διαφορετική γωνία σε

σχέση με το οριζόντιο επίπεδο και σε διάφορα

μαγνητικά πλάτη. Η γωνία αυτή ονομάζεται

μαγνητική έγκλιση θ (angle of magnetic dip) θ,

και αυξάνει από 0° στον μαγνητικό Ισημερινό,

έως τις 90° στους μαγνητικούς πόλους.

Εικόνα 3.3


[39]

3.2.5 Μαγνητισμός πλοίου

Η μαγνητική βελόνα τάσσεται επάνω στο μαγνητικό μεσημβρινό, της γης όταν καμιά

άλλη δύναμη δεν επιδρά σε αυτή. Όταν όμως η πυξίδα βρίσκεται επάνω σε ένα

σιδερένιο πλοίο λόγω του υλικού κατασκευής του πλοίου και των ηλεκτρολογικών

του εγκαταστάσεων διαταράσσεται η θέση της βελόνας.

Η παρεκτροπή της μαγνητικής βελόνας προέρχεται από την επίδραση των παρακάτω

μαγνητικών πεδίων του πλοίου.

Του μόνιμου μαγνητισμού του πλοίου που προέρχεται από τον σκληρό σίδηρο, ο

οποίος αποκτά μόνιμο μαγνητισμό από τις δυναμικές γραμμές της γης και που

αυξάνεται ακόμη περισσότερο από την σφυρήλατη και άλλες τριβές

Η ένταση και η φύση του μαγνητισμού αυτού εξαρτάται από την διεύθυνση της

πλώρης κατά τον χρόνο παραμονής του πλοίου στο ναυπηγείο καθώς και από τις

γεωγραφικές συντεταγμένες του ναυπηγείου.

3.2.6 Περιγραφή Μαγνητικής πυξίδας

Η μαγνητική πυξίδα περιλαμβάνει, το ανεμολόγιο (compass card) (Εικόνα 3.5) Το

ανεμολόγιο μαζί με τους μαγνήτες στηρίζονται στην ακίδα λεπτότατου κατακόρυφου

άξονα από πολύτιμο μέταλλο (ιρίδιο) ο οποίος ακουμπάει εσωτερικά σε σφαιρικό η

κωνικό θολίσκο ( από ζαφείρι ) του ανεμολογίου

Στην Εικόνα 3.4 οι H και F είναι οι συνιστώσες του

μαγνητικού πεδίου της γης και του πλοίου

αντίστοιχα.. Η βελόνα της μαγνητικής πυξίδας υπό

την επίδραση των δύο συνιστωσών θα ταχθεί κατά

την συνισταμένη Βπ σχηματίζοντας έτσι με τον Βμ

μια γωνία που ονομάζεται παρεκτροπή.

Εικόνα 3.4

Του πρόσκαιρου μαγνητισμού που προέρχεται

από τον μαλακό σίδηρο του πλοίου ο οποίος

αποκτά μαγνητισμό εξ επαγωγής των δυναμικών

γραμμών του γήινου μαγνητικού πεδίου που

περνούν από αυτόν, ανάλογα με το γεωγραφικό

πλάτος στο οποίο βρίσκεται κάθε φορά το πλοίο

καθώς επίσης και με την μεταβολή της πορείας

του πλοίου. Εικόνα 3.5


[40]

Η λεκάνη της πυξίδας (Εικ. 3.6) κατασκευάζεται από μη μαγνητισμένο υλικό

(ορείχαλκο), και γεμίζει με υγρό ειδικής σύνθεσης για να ελαττώνει το βάρος του

ανεμολογίου-μαγνητών που βρίσκονται μέσα στην λεκάνη.

.

3.2.7 Τύποι μαγνητικών πυξίδων

Όλες οι πυξίδες βασίζονται στις ίδιες αρχές και διακρίνονται σε δύο τύπους τις υγρές

στις οποίες η λεκάνη πληρώνεται με υγρό ειδικής πυκνότητας προκειμένου να

ελαττώνεται το βάρος του ανεμολογίου, και της ξηρές στις οποίες η λεκάνη είναι

χωρίς υγρό και χρησιμοποιούνται κυρίως για παρατηρήσεις στην ξηρά.

3.2.8 Είδη μαγνητικών πυξίδων

Στα πλοία έχουμε κυρίως δύο είδη πυξίδων. Τις ιθυντήριες πυξίδες που

τοποθετούνται μέσα στο δωμάτιο της πηδαλιουχίας και χρησιμεύουν στην τήρηση

της πορείας από τον πηδαλιούχο και τις διοπτηρίες πυξίδες οι οποίες μπορεί να είναι

και φορητές, και χρησιμεύουν στην λήψη των διοπτεύσεων (αντιστοιχίες).

που κατασκευάζεται από μη μαγνητισμένο υλικό και

φέρεται μέσα στη λεκάνη και είναι βαθμονομημένο

περιφερειακά σε 360. Στην κάτω επιφάνεια του

υπάρχει μια δέσμη μαγνητών, σε παράλληλη θέση

μεταξύ τους και προς την κατεύθυνση 0-180 του

ανεμολογίου.

Εικόνα 3.5

Στην κυκλική στεφάνη της λεκάνης

βρίσκεται η γραμμή πλώρης με την οποία

διαβάζεται η πορεία του πλοίου, που

αντιστοιχεί στην ακριβώς απέναντι ένδειξη

του ανεμολογίου.. Η λεκάνη με τα

εξαρτήματα της στηρίζεται σε δύο

στεφάνες –δακτυλίους του συστήματος

καρδάνιας ανάρτησης Εικόνα 3.6


[41]

3.3 ΓΡΑΜΜΕΣ ΘΕΣΕΩΣ ΣΤΗ ΝΑΥΤΙΛΙΑ

Το περισσότερο ενδιαφέρον στοιχείο σε όλες τις φάσεις ακτοπλοΐας είναι η γραμμή

θέσης , δηλαδή την γραμμή σε κάποιο σημείο της οποίας πρέπει να βρίσκεται το

πλοίο σε μια ορισμένη χρονική στιγμή. Η γραμμή θέσης αποτελεί τον γεωμετρικό

τόπο του στίγματος του πλοίου .

Οι κυριότερες γραμμές θέσης που χρησιμοποιούνται στην ακτοπλοΐα είναι η πορεία η

διόπτευση η ευθυγράμμιση η απόσταση και η ισοβαθής καμπύλη.

3.3.1 Πορεία

Ως πορεία η πλεύση του πλοίου χαρακτηρίζουμε τη γωνία πού σχηματίζεται μεταξύ

της κατευθύνσεως του βορρά και της προεκτάσεως του διαμήκη άξονα του πλοίου.

(Εικόνα 3.7)

3.3.2 Η Διόπτευση

Η διόπτευση (Εικόνα 3.8) αποτελεί την απλούστερη και την πιο συνηθισμένη

γραμμή θέσης και της μετράμε με την μαγνητική πυξίδα.

Οι διοπτεύσεις ή αντιστοιχίες χρησιμεύουν στον προσδιορισμό της θέσης του

πλοίου ή του σταθμού δειγματοληψίας, και λαμβάνονται από σταθερά και καταφανή

σημεία της ξηράς

Ανάλογα με την κατεύθυνση του βορρά

(Βλ-Βμ-Βπ), πού είναι η αρχή μετρήσεως

των πορειών , διακρίνονται οι πορείες σε

τρία είδη

- Αληθής πορεία ζλ είναι η γωνία

μεταξύ αληθούς βορρά και διαμήκους

του πλοίου.

- Μαγνητική πορεία ζμ είναι η γωνία

μεταξύ του μαγνητικού βορρά και του

διαμήκους του πλοίου.

- Πορεία πυξίδας ζπ, είναι ή γωνία

μεταξύ του βορρά πυξίδας και του

διαμήκους του πλοίου.

Οι πορείες μετρούνται αποκλειστικά σε

μοίρες ,από 000 - 360.

Εικόνα 3.7


[42]

Ως σχετική διόπτευση Σχ χαρακτηρίζουμε την γωνία πού σχηματίζεται μεταξύ της

κατευθύνσεως της πλώρης του πλοίου και της νοητής γραμμής παρατηρητή-

αντικειμένου

Ανάλογα με την κατεύθυνση του βορρά (Βλ-Βμ-Βπ) πού είναι αρχή μετρήσεως των

απολύτων διοπτεύσεων , διακρίνονται αυτές , όπως και οι πορείες, σε τρία είδη .

(Εικόνα 3.7)

- Αληθής απόλυτη διόπτευση Αζλ.

- Μαγνητική απόλυτη διόπτευση Αζμ

- Πυξίδας απόλυτη διόπτευση Αζπ.

Οι απόλυτες διοπτεύσεις μετρούνται σε μοίρες από 000-360,ολοκυκλικά

Τέλος η διόπτευση ενός αντικειμένου από το πλοίο μπορεί να χαραχθεί στον χάρτη.

Για να χαραχθεί στον χάρτη πρέπει να υπάρχουν δύο στοιχεία . Το πρώτο είναι να

βρούμε στον χάρτη το σημείο πού διοπτεύουμε, και το δεύτερο είναι ο αριθμός της

διόπτευσης.

Tank

Γραμμή θέσης

1000

Οι διοπτεύσεις διακρίνονται σε απόλυτες

και σχετικές . Ως απόλυτη διόπτευση η

αντιστοιχία Αζ ενός αντικειμένου ,

χαρακτηρίζουμε την γωνία πού

σχηματίζεται μεταξύ της κατευθύνσεως

του βορρά και της νοητής γραμμής

παρατηρητού αντικειμένου)

Εικόνα 3.8

Στο πλησιέστερο ανεμολόγιο της περιοχής

του πλου ενώνουμε το κέντρο του

ανεμολογίου με τον αριθμό που διοπτεύουμε

στην περιφέρεια. Την γραμμή αυτή την

μεταφέρουμε παράλληλα μέχρι να περάσει

από το αντικείμενο που διοπτεύσαμε. Την

γραμμή αυτή την χαράσσομε προς την

πλευρά που βρίσκεται το πλοίο, δηλαδή από

την πλευρά της θάλασσας.


[43]

3.3.3 Μέτρηση πορειών-διοπτεύσεων .

Οι πορείες και οι διοπτεύσεις είναι λοξοδρομίες γραμμές δηλαδή στην επιφάνεια

της γης , που σχηματίζουν την ίδια γωνία με όλους τους μεσημβρινούς Στο

μερκατορικό χάρτη παριστάνονται σαν ευθείες γραμμές και μετρούνται πάνω σε

αυτόν με το διπαράλληλο κανόνα.

Με τον διπαράλληλο κανόνα μεταφέρεται παράλληλα η προς μέτρηση γραμμή στο

κέντρο του ανεμολογίου πού φέρει ο χάρτης και διαβάζουμε στην περιφέρεια του τον

αριθμό των μοιρών (Εικόνα 3.9)

Η κατεύθυνση στην ναυσιπλοΐα μετράται με τη γωνία μεταξύ της ευθείας γραμμής

πού χαράσσεται στον ναυτικό χάρτη και ενός μεσημβρινού , από 000 στον αληθή

βορρά και προς τα δεξιά μέχρι 360.

Ως αληθής βορράς υπολογίζεται η ένδειξη 000 η 360, ανάλογα με τον υπολογισμό.

Στην Εικόνα 3.9 ή αληθής κατεύθυνση από το σημείο Α στο σημείο Β είναι 165,

ενώ η αληθής κατεύθυνση από το σημείο Β το Α είναι 345.Είναι δηλαδή ακριβώς

αντίθετες οι δύο αυτές κατευθύνσεις και διαφέρουν κατά 180.

3.3.4 Διόρθωση πορειών -διοπτεύσεων για την Μαγνητική

Απόκλιση

Προκειμένου να πλεύσουμε από ένα τόπο σε άλλο, μετρούμε την πορεία στο αληθές

ανεμολόγιο του Υδρογραφικού χάρτη. Για να τηρηθεί η πορεία αυτή από τον

πηδαλιούχο θα πρέπει να διορθωθεί σε πορεία μαγνητικής πυξίδας. Αντίθετα θα

πρέπει να γνωρίζουμε σε ποια αληθή πορεία αντίστοιχη η ακολουθούμενη πορεία

πυξίδας. Κατά τον ίδιο τρόπο παίρνοντας μια διόπετυση ενός ναυτιλιακού

αντικειμένου , χρησιμοποιώντας την μαγνητική πυξίδα (Αζμ) είναι απαραίτητο να την

διορθώσουμε σε αληθή προκειμένου να την χαράξουμε στον Υδρογραφικό χάρτη

(Αζλ). Επίσης μια αληθή διόπτευση (Αζλ) θέλουμε πολλές φορές να την αναγάγουμε

σε διόπτευση πυξίδας (Αζμ).

Για να προβούμε στις ανωτέρω διορθώσεις χρησιμοποιούμε τους παρακάτω τύπους3

επιθέτοντας την διορθωμένη για την ημερομηνία απόκλιση από το ανεμολόγιο της

περιοχής που βρισκόμαστε.

- Από αληθή πορεία/διόπτευση σε μαγνητική

Πορεία ζλ - Απ = ζμ (Αλγεβρικά)

Διόπτευση Αζλ- Απ = Αζμ (Αλγεβρικά)

- Από μαγνητική πορεία/διόπτευση σε αληθή

Πορεία ζμ + Απ = ζλ (Αλγεβρικά)

Διόπτευση Αζμ + Απ = Αζλ (Αλγεβρικά)


[44]

3.3.5 Παράδειγμα διόρθωσης πορείας

Το παρακάτω ανεμολόγιο (Εικόνα 3.10) δείχνει την διαφορά μεταξύ του Αληθούς και

Μαγνητικού βορρά όταν η Μαγνητική απόκλιση είναι 10° Δ.

Από τα προηγούμενα γνωρίζουμε ότι

Ζμ= Ζλ- Απ (Αλγεβρικά) (1)

Στο συγκεκριμένο παράδειγμα η Απόκλιση είναι Δυτική (-). Ο Εσωτερικός Κύκλος

περιστρέφεται 10º αντίθετα από την κίνηση των δεικτών του ρολογιού.(δηλαδή -10º)

Έτσι τώρα η εξίσωση (1) γράφεται ως :

Ζμ =Ζλ -(-Απ) (2)

αν αντικαταστήσουμε στην εξίσωση (2) τις τιμές που δίνονται στο ανωτέρω

ανεμολόγιο (Απ 10º Δ και Ζλ = 225º ) τότε έχουμε :

235º= 225º- (-10º)

Έτσι προκειμένου να πλεύσουμε αληθή πορεία 225º θα πρέπει να τηρήσουμε επί της

μαγνητικής πυξίδας πορεία 235º

Προκειμένου τώρα να μετατρέψουμε μια Μαγνητική πορεία σε αληθής που θα

υποτυπώσουμε στο Χάρτη και έχουμε Απ 3º Α (Ανατολική) και Ζμ (Μαγνητική

πορεία) 200º προκειμένου να βρούμε την Αληθή πορεία χρησιμοποιούμε την

εξίσωση (1) ως εξής :

Ζλ= Ζμ+Απ

- αντικαθιστώντας στην εξίσωση τις ανωτέρω τιμές έχουμε

203º = 200º + 3º

Έτσι προκειμένου όταν πλέουμε με την μαγνητικής πυξίδας πορεία 200º στον

Υδρογραφικό Χάρτη η αντίστοιχη πορεία θα υποτυπώνετε στις 203º . 3.3.6 Απόσταση

Με την μέτρηση της αποστάσεως (Εικόνα 3.11) του πλοίου από καταφανές σημείο

σχηματίζεται μια γραμμή θέσεως η οποία αποτελεί τόξο περιφέρειας κύκλου με

Για να μετατρέψουμε μια αληθή πορεία

σε πορεία πυξίδας (μαγνητική) θα

πρέπει πρώτα να προσδιορίσουμε εάν η

Απόκλιση είναι Δυτική (-) η

Ανατολική (+). Εικόνα 3.10


[45]

κέντρο το καταφανές σημείο και ακτίνα τη απόσταση του πλοίου . Η γραμμή θέσεως

στην περίπτωση αυτή σημαίνεται με την απόσταση που μετρήθηκε σε μίλια και

δέκατα και την ώρα λήψεως αυτής

3.3.7 Ισοβαθής καμπύλη.

Προσεγγίζουσα γραμμή θέσεως μπορούμε να έχομε με την μέτρηση του βάθους της

θάλασσας, που αντιστοιχεί σε ορισμένη ισοβαθή καμπύλη, σημειωμένη στο χάρτη.

(Εικόνα 3.12)

Αυτή η γραμμή Θέσεως είναι ακριβέστερη όσο το βάθος μεταβάλλεται ταχύτερα και

η περιοχή έχει καλύτερα χαρτογραφηθεί Τέλος όσο πυκνότερες είναι οι ισοβαθείς

τόσο ακριβέστερες θεωρούνται οι γραμμές θέσεως με την μέθοδο αυτή .

Η μέθοδος με radar έχει γενικευθεί

σήμερα στα πλοία που διαθέτουν

τέτοια συσκευή. Ο στόχος πρέπει να

εξέχει από την επιφάνεια της

θάλασσας . Πραγματοποιείται δε

ανεξάρτητα από το χρόνο (μέρα -

νύκτα), την ορατότητα και τις

καιρικές συνθήκες που επικρατούν

στην περιοχή. Η μέτρηση αυτή

θεωρείται η πιο ακριβής (ακρίβεια

20-30 m) και υπερκαλύπτει τις

ανάγκες της ναυσιπλοΐας και στις πιο

δυσμενείς περιπτώσεις της

περιορισμένης ορατότητας

TR

Απόσταση

1200

Πράγματι, σε θαλάσσιες περιοχές με

σύγχρονες χαρτογραφήσεις και επαρκή

κάλυψη πυκνότητας των

βυθομετρήσεων, μπορούμε να έχομε

μια γραμμή θέσεως, όταν μετρήσομε το

βάθος της θάλασσας και το συγκρίνομε

με το αντίστοιχο βάθος της ισοβαθούς

που αναγράφεται στο χάρτη. Εικόνα 3.12

Εικόνα 3.11


[46]

3.4 Στίγματα.

Το στίγμα του πλοίου είναι η γεωγραφική του θέση στη θάλασσα Ο προσδιορισμός

του ακτοπλοϊκού στίγματος γίνετε με οπτικές παρατηρήσεις η με παρατηρήσεις radar

καταφανών από το πλοίο σημείων ξηρός . Εντούτοις αν μπορούμε να έχομε στο

πλοίο την ίδια ώρα δυο η περισσότερες γραμμές θέσεως, που να τέμνονται, τότε η

μοναδική θέση πάνω στη γη και στο χάρτη που να πλήρη όλες τις απαιτήσεις ( δηλ.

να βρισκόμαστε συγχρόνως πάνω και στις δυο ή περισσότερες αυτές γραμμές θέσεως)

είναι η τομή των δυο ή περισσοτέρων γραμμών θέσεως που παρατηρήσαμε από τη

γέφυρα του πλοίου μας. Αυτό το σημείο τομής αποτελεί το ακτοπλοϊκό στίγμα

ακριβείας . Επιτυγχάνεται δε αυτό συνδυάζοντας δυο ή και περισσότερες γραμμές

θέσεως διαφόρων ειδών, όπως:

- Σύγχρονες διοπτεύσεις.

- Σύγχρονες ευθυγραμμίσεις.

- Σύγχρονες αποστάσεις.

3.4.1 Στίγμα συγχρόνων διοπτεύσεων.

Το ακτοπλοϊκό στίγμα με δυο ή περισσότερες διοπτεύσεις (Εικόνα 3.12) ισαρίθμων

καταφανών αντικειμένων είναι η τομή τους, γι' αυτό και λέγεται στίγμα τομής

-Υποτύπωση . Με βάση τα στοιχεία της αναμετρήσεως υποτυπώνομε στο χάρτη το

εξ αναμετρήσεως στίγμα κατά την ώρα που επιθυμούμε να βρούμε το στίγμα

ακρίβειας. Αν δηλαδή η ώρα είναι 14.00 και επιθυμούμε να βρούμε το στίγμα

ακρίβειας την 15.00 υποτυπώνομε το στίγμα αναμετρήσεως για την 15.00 ώρα.

- Αναγνώριση - επιλογή αντικειμένων. Με βάση το στίγμα αναμετρήσεως με

λετούμε την περιοχή της ακτής και προσδιορίζομε από το στίγμα αυτό τα καταφανή

Δύο σύγχρονες διοπτεύσεις Το στίγμα

με δύο σύγχρονες διοπτεύσεις

καταφανών σημείων αποτελεί την πιο

συνήθη και απλή μέθοδο

προσδιορισμού στίγματος στην

ακτοπλοΐα Στο χάρτη είναι η τομή των

δυο αντιστοιχιών. Η σειρά εργασιών

για τον προσδιορισμό ενός τέτοιου

στίγματος είναι:

Light

Στίγμα δυο διοπτεύσεων

9

9

9 9

9

9

99

9 9 95 5

5

5

1111

11

11

11

11

1111

6pa

FL 6s 58ft 9M

Tank

Lon

g

Point

20

20 20

20

2020 21

20

20 20

2121

21 2121

21

23 23 23 2323 23

1515

1515

17

17

1717

19

1919 19

1000


[47]

σημεία, την κατεύθυνσή τους κατά προσέγγιση και την όψη που θα έχουν από τη

γέφυρα την πλοίου

- Μέτρηση διοπτεύσεων. Στη συνέχεια διοπτεύομε με τη διόπτρα το καθένα από τα

καταφανή σημεία που αναγνωρίσαμε και σημειώνομε τη διόπτευση της πυξίδας και

την ώρα λήψεως κάθε διοπτεύσεως, χρησιμοποιώντας πρόχειρο σημειωματάριο

αντικείμενο (Αζπ και ώρα λήψεως).

-Διόρθωση διοπτεύσεων . Τις διοπτεύσεις που μετρήσαμε τις διορθώνομε.σε Αζλ.

Αν οι διοπτεύσεις είναι σχετικές, τις μετατρέπομε προηγουμένως σε απόλυτες.

Σημειώνεται ότι δεν έχει σημασία αν οι Αζλ είναι οπτικές ή radar.

- Υποτύπωση. Το σημείο τομής των δυο διοπτεύσεων αποτελεί το στίγμα ακριβείας

(Fix) και σημειώνεται με τελεία (.) μέσα σε μικρό κύκλο. Χαρακτηρίζεται δε με την

κοινή ώρα λήψεως των διοπτεύσεων.

- Χάραξη πορείας Από το στίγμα ακρίβειας χαράσσομε τη συνέχεια της αληθούς

πορείας του ταξιδιού.

3.4.2 Στίγμα συγχρόνων ευθυγραμμίσεων.

Όπως αναφέρθηκε στα περί ευθυγραμμίσεων, η γραμμή θέσεως με ευθυγράμμιση

(Εικόνα 3.13)είναι η πιο ακριβής γραμμή Θέσεως που μπορούμε να επιτύχομε στην

ακτοπλόία. Και τούτο γιατί η ευθυγράμμιση-διόπτευση είναι απαλλαγμένη από

σφάλματα λήψεως, διορθώσεως και χαράξεως στο χάρτη. 'Έτσι, αν επιτευχθεί στίγμα

του πλοίου με δυο σύγχρονες ευθυγραμμίσεις, πρόκειται για ιδανική περίπτωση

ακριβείας.

3.4.3 Στίγμα συγχρόνων αποστάσεων.

'Όπως είδαμε η απόσταση του πλοίου από ένα καταφανές σημείο δίνει γραμμή

θέσεως που είναι περιφέρεια κύκλου και γράφεται με κέντρο το σημείο και ακτίνα

Η περίπτωση αυτή απαντάται

περισσότερο μέσα σε στενούς

διαύλους, στους οποίους συνήθως

το πλοίο προχωρεί ακολουθώντας

στην πλώρη την ευθυγράμμιση δυο

καταφανών σημείων και απαιτείται

να μεταβάλλει πορεία σε απόλυτα

ακριβές σημείο, προκειμένου να

ακολουθήσει νέα πορεία που Θα

περάσει πολύ κοντά από κινδύνους.

TWR

SPIRE

TANK

901036

Στίγμα δυο ευθυγραμμίσεων

TWR

Εικόνα 3.13


[48]

την απόσταση του πλοίου απ' αυτό. Σύμφωνα μ' αυτά, μετρώντας από το πλοίο

συγχρόνως τις αποστάσεις δυο ή τριών καταφανών σημείων της ακτής βρίσκομε

ισάριθμες ΓΘ.. Το σημείο τομής των περιφερειών δίνει το στίγμα του πλοίου, στον

κοινό χρόνο μετρήσεως των αποστάσεων των σημείων (Εικόνα 3.12) σημειώνεται ότι

στην πραγματικότητα οι περιφέρειες τέμνονται σε δυο σημεία.

3.4.4 Παράλλαξη

Ως παράλλαξη (Εικόνα 3.13 )στην ακτοπλοΐα ονομάζουμε τη θέση ενός αντικειμένου

κατά την οποία η σχετική διόπτευση του είναι 90º δεξιά η αριστερά . Το

αντικείμενο δηλαδή κατά την παράλλαξη βρίσκετε στο εγκάρσιο του πλοίου και ο

παρατηρητής στη γέφυρα το διοπτεύει σε αντιστοιχία κάθετη προς την πορεία.

Το στίγμα του πλοίου είναι η τομή που

βρίσκεται πλησιέστερα προς το στίγμα

αναμετρήσεως. Ως προς τη γωνία

τομής των περιφερειών, που είναι

ασφαλώς ίση με τη γωνία που

σχηματίζουν οι εφαπτόμενες των

περιφερειών στο κοινό σημείο τομής

τους, θεωρείται ότι είναι ικανοποιητική

όταν είναι στα όρια μεταξύ 30° και

150°.

Light

Στίγμα δυο αποστάσεων

9

9

9 9

9

9

99

9 9 95 5

5

5

1111

11

11

11

11

1111

6pa

FL 6s 58ft 9M

Tank

Long

Point

20

20 20

20

2020 21

20

20 20

2121

21 2121

21

23 23 23 2323 23

1515

1515

17

17

1717

19

1919 19

1015

Απόσταση

Απόσταση

Στην πράξη είναι συνήθης ο όρος

«παραλλάσσω» ένα φανάρι ή

τσαμαδούρα ή ακρωτήρι, σημαίνει

ότι σε συγκεκριμένη χρονική

στιγμή το αντικείμενο αυτό

βρίσκεται ακριβώς στην πλευρά

του πλοίου, δεξιά ή αριστερά. Στο

ναυτικό χάρτη η παράλλαξη

χαράσσεται από το ναυτιλιακό

σημείο με γραμμή κάθετη προς την

πορεία του πλοίου.

Light

Παράλλαξη

9

9

9 9

9

9

99

9 9 95 5

5

5

1111

11

11

11

11

1111

6pa

FL 6s 58ft 9M

Tank

Lon

g

Point

20

20 20

20

2020 21

20

20 20

2121

21 2121

21

23 23 23 2323 23

1515

1515

17

17

1717

19

1919 19

1500

90

Εικόνα 3.13

Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοΐας Ηλεκτρονικές Συσκευές Ναυσιπλοΐας

[49]

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ 4 . ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΝΑΥΣΙΠΛΟΙΑΣ 4.1 Γενικά

Η γνώση των παραδοσιακών μεθόδων πλεύσης και εύρεσης της θέσης στη θάλασσα

είναι απαραίτητη πριν ανοιχτούμε για αναψυχή η για εργασία.

Πολλές φορές όμως κατά την διάρκεια των εργασιών δειγματοληψίας η ακρίβεια της

εργασίας σε συνδυασμό με την εξορθολογισμό του κόστους του πλου (οικονομία

καυσίμου κ.τ.λ), απαιτούν τόσο τον άμεσο και ακριβή εντοπισμό των σταθμών όσο

και τον προσεκτικό σχεδιασμό των συντομότερων και ασφαλέστερων πλεύσεων

προκειμένου να πάμε από τον ένα σταθμό στον άλλο.

Μεγάλη βοήθεια σε αυτή την περίπτωση μας δίνουν οι Ηλεκτρονικές συσκευές

Ναυτιλίας που περιγράφονται παρακάτω. Θα πρέπει όμως πάντοτε να έχουμε στον

νού μας ότι η χρήση τους είναι συμβουλευτική και θα πρέπει πάντοτε να υπάρχει η

δυνατότητα επαλήθευσης των στοιχείων πλεύσης που λαμβάνουμε από αυτές με την

χρήση των παραδοσιακών μεθόδων πλεύσης πού περιγράψαμε στο προηγούμενο

κεφάλαιο . 4.2 ΗΧΟΒΟΛΙΣΤΕΣ 4.2.1 Βαθυμετρία

Η μελέτη της βαθυμετρίας , μορφολογίας και γεωλογίας του θαλάσσιου πυθμένα

είναι απαραίτητη για την μελέτη του θαλάσσιου οικοσυστήματος και γίνεται με τις

ηχοβολιστικές συσκευές. Οι ηχοβολιστικές συσκευές αποτελούνται από μια πηγή

ενέργειας (power source), έναν πομπό ακουστικών κυμάτων (transmitter), έναν δέκτη

(receiver) για την πρόσληψη των ανακλώμενων κυμάτων και έναν καταγραφέα

(recorder).

Το ηχητικό κύμα ασκεί μία πίεση στον περιβάλλοντα χώρο. Όταν έρθει π.χ. σε

επαφή με τα αυτιά μας, πιέζει τα ακουστικά μας τύμπανα διεγείροντας το αισθητήριο

της ακοής. Ο ήχος μεταδίδεται μέσα από όλα τα υλικά στερεά, υγρά και αέρια.

H πιο απλή ηχοβολιστική συσκευή είναι το ηχοβολιστικό (echo sounder) ή

βυθόμετρο που χρησιμοποιείται για βαθυμετρικές έρευνες, ενώ για μορφολογικές

και γεωλογικές έρευνες χρησιμοποιούνται άλλες πιο πολύπλοκες ηχοβολιστικές

συσκευές, όπως ο ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης (Side scan sonar) και ο

τομογράφος υποδομής πυθμένα (Sub-bottom profiler).


[50]

Ο ήχος απορροφάτε από το υλικό μέσω του οποίου μεταδίδεται έτσι π.χ. αν κάποιος

απομακρύνεται από τη θέση μας είμαστε υποχρεωμένοι να φωνάζουμε όλο και

δυνατότερα για να μας ακούσει. Όταν φωνάζουμε αυξάνουμε την ένταση του ήχου

για να εξισορροπήσουμε την απώλεια λόγω απορρόφησης.

Η απορρόφηση του ήχου από τα διάφορα μέσα είναι διαφορετική. Θα δούμε την

συμπεριφορά των ήχων στο θαλασσινό νερό αφού αυτό μας ενδιαφέρει περισσότερο.

Η απόσταση ανάμεσα σε δύο διαδοχικές αραιώσεις ονομάζεται μήκος κύματος και ο

χρόνος που κάνει για να διανύσει αυτή την απόσταση ονομάζετε περίοδος.Ο αριθμός

των περιόδων που πραγματοποιούνται σε ένα δευτερόλεπτο ονομάζεται συχνότητα.

Το μήκος κύματος το μετράμε σε μέτρα, την περίοδο σε δευτερόλεπτα (sec) και την

συχνότητα σε Χερτζ (Hz). Συχνότητα 10 Hz π.χ σημαίνει ότι ο ήχος κάνει 10

διαδοχικές συμπιέσεις και αραιώσεις το δευτερόλεπτο. Ό ήχος που ακούει το

ανθρώπινο αυτί περιέχει συχνότητες που ανήκουν σε μία περιοχή που κυμαίνεται

μεταξύ 16Hz και 16.000Hz ή l6KHz (Κιλοχέρτζ). Ήχος βέβαια υπάρχει και πάνω από

τα 20KHz, δεν μπορούμε όμως να τον ακούσουμε. Ο ήχος που ανήκει στην περιοχή

συχνοτήτων μεταξύ 20KHz και 120KHz, ονομάζεται υπέρηχος. Τα ηχοβολιστικά

όργανα λειτουργούν με υπερήχους.

Η ταχύτητα του ήχου μέσα στο θαλασσινό νερό λέμε ότι είναι περίπου 1500 μέτρα

το δευτερόλεπτο επειδή επηρεάζεται από ορισμένους παράγοντες: Η ταχύτητα

διάδοσης ποικίλη κατά ένα μικρό ποσοστό ανάλογα με τον τόπο, την εποχή, και

φυσικά με το βάθος του νερού. Αν και οι αποκλίσεις από την διάδοση του ήχου δεν

είναι μεγάλες , έχουν όμως σημαντική επίδραση στην διάδοση του ήχου στα βαθιά

νερά των ωκεανών.

Η ταχύτητα του ήχου επίσης επηρεάζεται από τις ωκεανογραφικές μεταβλητές, της

θερμοκρασίας της αλατότητας και της πίεσης του νερού.

Εικόνα 4.1 Ηχητικό κύμα

Η ταχύτητά του είμαι διαφορετική

στα διάφορα υλικά. Όσο πιο

ελαστικό είναι το υλικό τόσο πιο

μικρή είναι η ταχύτητα του ήχου σ'

αυτό. Στον αέρα η ταχύτητα του ήχου

είναι 330 μέτρα το δευτερόλεπτο

περίπου ενώ στο νερό είναι γύρω στα

1500 μέτρα το δευτερόλεπτο.


[51]

.

Από την άλλη πλευρά η μεταβολή της αλατότητας είναι μικρή (κυμαίνεται από 35-35

P.S.U.),ενώ η μεταβολή της πίεσης κυμαίνεται από 0 στην επιφάνεια έως 500

ατμόσφαιρες στον βυθό.

Με την αύξηση όμως του βάθους η τιμή της θερμοκρασίας αρχίζει να μειώνεται

σταδιακά, μέχρι να φθάσει σε μια περίπου σταθερή τιμή. Ενώ η θερμοκρασία

παραμένει σταθερή, η πίεση του νερού έχει τώρα την μεγαλύτερη επίδραση στην

ταχύτητα του ήχου, η οποία αρχίζει να αυξάνει σταδιακά λόγω της αύξησης της

πίεσης (αύξηση βάθους). Η επίδραση της αλατότητας στην ταχύτητα του ήχου είναι

μικρή στους ωκεανούς λόγω της μικρής μεταβολής της με την αύξηση του βάθους.

Αυτό όμως δεν συμβαίνει κοντά στην παράκτια ζώνη και στις εκβολές, όπου η

επίδραση της αλατότητας είναι μεγαλύτερη στην ταχύτητα του ήχου, λόγω της

μεγάλης διακύμανσης της τιμής της.

Εδώ παρατηρούμε ότι η ταχύτητα του ήχου στην επιφάνεια είναι μεγάλη λόγω της

θέρμανσης του επιφανειακού στρώματος από τον ήλιο.

Αν παρατηρήσουμε το προφίλ της

στήλης του θαλασσινού νερού σε μέσο

γεωγραφικό πλάτος θα δούμε το πώς

διαμορφώνονται οι μεταβολές της

διάδοσης του ήχου από την επιφάνεια

προς τον πυθμένα Από τα προφίλ της

(Εικ.4.2) μπορούμε να δούμε ότι σε

μέσο γεωγραφικό πλάτος (45°) και με

την αύξηση του βάθους η μεταβολή της

θερμοκρασίας είναι μεγάλη.

Εικόνα 4.2

Η ταχύτητα του ήχου στο νερό αυξάνεται με

την αύξηση της θερμοκρασίας, της

αλατότητας, και της πίεσης (βάθος).

Έτσι σύμφωνα με τα ανωτέρω ένα τυπικό

προφίλ της διάδοσης του ήχου στο νερό σε

μέσο γεωγραφικό πλάτος θα διαμορφωνόταν

όπως στην (Εικ.4.3)

Εδώ παρατηρούμε ότι η ταχύτητα του ήχου

στην επιφάνεια είναι μεγάλη λόγω της

θέρμανσης του επιφανειακού στρώματος από

τον ήλιο.

Εικόνα 4.3


[52]

Με την αύξηση όμως του βάθους η τιμή της θερμοκρασίας αρχίζει να μειώνεται

σταδιακά, μέχρι να φθάσει σε μια περίπου σταθερή τιμή. Ενώ η θερμοκρασία

παραμένει σταθερή, η πίεση του νερού έχει τώρα την μεγαλύτερη επίδραση στην

ταχύτητα του ήχου, η οποία αρχίζει να αυξάνει σταδιακά λόγω της αύξησης της

πίεσης (αύξηση βάθους). Η επίδραση της αλατότητας στην ταχύτητα του ήχου είναι

μικρή στους ωκεανούς λόγω της μικρής μεταβολής της με την αύξηση του βάθους.

Αυτό όμως δεν συμβαίνει κοντά στην παράκτια ζώνη και στις εκβολές, όπου η

επίδραση της αλατότητας είναι μεγαλύτερη στην ταχύτητα του ήχου, λόγω της

μεγάλης διακύμανσης της τιμής της.

Όταν κατευθύνουμε μία ηχητική δέσμη μέσα στο νερό διαπιστώνουμε ότι εξασθενεί

σταδιακά όπως και στον αέρα. Η εξασθένιση αυτή οφείλεται στην απορρόφηση.

.

Η απώλεια αυτή εξαρτάται από την συχνότητα. Στον παρακάτω πίνακα φαίνεται το

ποσοστό της ενέργειας που χάνεται σε μερικές ακουστικές συχνότητες. 4.2.2 Ηχητικές πηγές.

Οι πηγές που μπορούν να παράγουν ήχο της συχνότητας που επιθυμούμε

ονομάζονται μεταλλάκτες (transducers) επειδή κάνουν μία μεταλλαγή στην ενέργεια

και από ηλεκτρική την μετατρέπουν σε ηχητική. Γενικά μπορούμε να πούμε ότι για

να δημιουργήσουμε ήχο, πρέπει να εξαναγκάσουμε κάποιο υλικό να ταλαντωθεί

Αυτή η ταλάντωση είναι μηχανική και μεταδίδεται στα υλικά που περιβάλλουν την

ηχητική πηγή επειδή ταλαντώνονται τα μόριά τους στον ίδιο ρυθμό. Στην

υδροακουστική έχουν δοκιμαστεί διάφορα υλικά σαν ταλαντωτές για την παροχή

ήχου.

Συχνότητα (KHz)

Απώλεια λόγω απορρόφησης (%)

0 50% 40 90 %

200 99,9999 %

Όταν ο ήχος μεταδίδεται μέσα στο νερό

αναγκάζει τα μόρια του νερού να

ταλαντωθούν μηχανικά. Αυτή η μετακίνηση

των μορίων δημιουργεί ορισμένες απώλειες

λόγω τριβών. Ένα μέρος της ηχητικής

ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα και

χάνεται

Το υλικό με τις καλύτερες

μαγνητοδιασταλτικές ιδιότητες είναι το

νικέλιο και χρησιμοποιείται για την

κατασκευή ταλαντωτών. Σήμερα

χρησιμοποιούνται κυρίως οι ταλαντωτές

κεραμικών υλικών..

Εικόνα 4.5 .Πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο

Εικόνα 4.4 .Απώλεια συχνότητας


[53]

Οι κεραμικοί ταλαντωτές βασίζουν την λειτουργία τους στο πιεζοηλεκτρικό

φαινόμενο. Όταν ορισμένα κρυσταλλικά υλικά τοποθετηθούν σε ένα ηλεκτρικό πεδίο,

τα μόριά τους σχηματίζουν ηλεκτρικά δίπολα προκαλώντας μια πόλωση τον υλικού.

Σε ορισμένα υλικά αυτή ή πόλωση παρατηρείται ακόμη και όταν τα υλικά

αναγκαστούν με μηχανικό τρόπο να αλλάξουν διαστάσεις. Αν βάλουμε π.χ. ένα

τέτοιο υλικό ανάμεσα σε δύο μεταλλικές πλάκες και στα άκρα τους συνδέσουμε ένα

μικροβολτόμετρο, κάθε φορά που συμπιέζουμε τις πλάκες θα παρατηρούμε κάποια

τάση στο βολτόμετρο. Αν αντίθετα τραβήξουμε τις πλάκες θα παρατηρήσουμε και

πάλι μία τάση αντίθετη με την προηγούμενη.

4.2.3 Αρχή λειτουργίας των ηχοβολιστικών

Τα ηχοβολιστικά μηχανήματα στηρίζονται σε μία πολύ απλή αρχή. Με την βοήθεια

μίας ηχητικής πηγής παράγουμε ήχο που τον κατευθύνουμε μέσα στο νερό. Ο ήχος

εισχωρεί στο νερό και στην συνέχεια ανακλάται ανάλογα με την επιφάνεια που

συνάντησε στο δρόμο του. Οι ανακλάσεις συλλαμβάνονται στο σημείο εκπομπής

όταν με κατάλληλη επεξεργασία αποκωδικοποιείται η πληροφορία που μεταφέρουν.

Αυτή η πληροφορία αποτυπώνεται σε ένα θερμοευαίσθητο χαρτί ή σε μία οθόνη. Οι

εικόνες αυτές ονομάζονται ηχογράμματα.

Ας δούμε τώρα αυτή την διαδικασία πιο αναλυτικά. Η ηχητική πηγή είναι ένα

μεταλλάκτης. Παλιότερα χρησιμοποιούσαν τους μεταλλάκτες μόνο για εκπομπή ενώ

για τη λήψη χρησιμοποιούσαν υδρόφωνα. Οι σύγχρονοι όμως μεταλλάκτες μπορούν

να κάνουν και τις δύο δουλειές. Στη μεν εκπομπή παίρνουν κάποιο ρεύμα και το

μετατρέπουν σε ήχο στη δε λήψη δέχονται κάποια ταλάντωση από τις διαδοχικές

πιέσεις των ηχητικών κυμάτων και την μετατρέπουν σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Τα ανακλώμενα ηχητικά κύματα επιστρέφουν στον μεταλλάκτη και μετατρέπονται

σε ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό ρεύμα, το ηλεκτρικό σήμα. Το σήμα είναι τόσο

ισχυρότερο όσο ισχυρότερη είναι η ανάκλαση που πήραμε.

Η δέσμη στην πορεία της προς το βυθό

προσκρούει σε διάφορες επιφάνειες και

ανακλάται σε άλλες απ' αυτές περισσότερο

σε άλλες λιγότερο. Ισχυρή ανάκλαση

παίρνουμε από τον πυθμένα αλλά και από

την νηκτική κύστη των ψαριών που θα

βρεθούν μέσα στη δέσμη.

Εικόνα 4.6. Σχηματική παράσταση


[54]

Για να αξιοποιηθεί παραπέρα υφίσταται κάποια επεξεργασία προκειμένου να

αφαιρεθή ο θόρυβος και να διορθωθούν κάποιες ατέλειες και στη συνέχεια

διοχετεύεται σε μία ηλεκτρική γραφίδα που καίει τοπικά ένα θερμοευαίσθητο χαρτί

αφήνοντας κάποιο ίχνος. Το μέγεθος του ίχνους και η ζωηρότητά του είναι ανάλογα

με την ένταση της ανάκλασης που πήραμε. Αυτό το αποτύπωμα ονομάζεται

ηχόγραμμα. . 4.2.4 Ενισχυτής εκπομπής

Ο ενισχυτής εκπομπής φροντίζει ώστε να διαχέεται μέσα στο νερό αρκετή ηχητική

ισχύς για να αντισταθμίζονται οι απώλειες όπως αναφέραμε και στα προηγούμενα

για τις συχνότητες που λειτουργούν τα ηχοβολιστικά (γύρω στα 40KHz) ένα μεγάλο

μέρος της ισχύος (90°/ο) απορροφάτε από το νερό. Για να έχουμε καλή απόδοση

πρέπει το υπόλοιπο 10°/ο που είναι η χρήσιμη ισχύς για μας να είναι αρκετά μεγάλη

για να πάρουμε μία αξιόλογη ανάκλαση.

Τα ηχοβολιστικά δεν διοχετεύουν συνέχεια αυτή την ισχύ στο νερό, αλλά στιγμιαία

υπό μορφή παλμών (Εικ.4.7).Στέλνουν δηλαδή ηχητικούς παλμούς μεγάλης ισχύος

αλλά μικρής διάρκειας.

Ο ενισχυτής εκπομπής φροντίζει ώστε

το ακουστικό σήμα που στέλνουμε στο

νερό να είναι αρκετά μεγάλο. Η ισχύς,

στα περισσότερα βυθόμετρα αλιείας

αρχίζει από μερικές εκατοντάδες Βατ

και φθάνει τα 3-5 Κιλοβάτ.

Οι τιμές αυτές όσο και αν φαίνονται

μεγάλες δεν πρέπει να μας

παραξενεύουν

Η διάρκεια των ακουστικών παλμών

μπορεί να είναι, ανάλογα με τον τύπο του

βυθομέτρου, από μισό μέχρι 10 χιλιοστά

του δευτερολέπτου. Όσο πιο μακρύς

είναι ο παλμός τόσο πιο βαθιά εισχωρεί

ο ήχος στο νερό. Απεναντίας, όσο πιο

σύντομος είναι ο παλμός, τόσο

μεγαλύτερη είναι η κάθετη

διακριτικότητα του ηχογράμματος.

Εικόνα 4.7. Σειρά ηχητικών παλμών

Εικόνα 4.8 Χρησιμοποιώντας διαφορετική διάρκεια παλμών


[55]

Κάθετη διακριτικότητα είναι η ελάχιστη απόσταση στην οποία πρέπει να βρίσκονται

δύο ψάρια (το ένα πάνω από το άλλο) για να μπορεί να τα δει το βυθόμετρο σαν δύο

ψάρια και όχι σαν ένα (Εικ.4.8 ).

Η διάρκεια τον παλμού μπορεί να υπολογισθεί ως εξής:

Διάρκεια παλμού = (Κάθετη διακριτικότητα Χ 2) / Ταχύτητα ήχου

Σε ορισμένα βυθόμετρα ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να αλλάξει το μήκος του

παλμού. Συνήθως ο διακόπτης που κάνει αυτή τη δουλειά έχει δύο θέσεις short

(σύντομος) και long (μακρύς). Σύντομος παλμός σημαίνει σύντομες ανακλάσεις, άρα

ασθενείς ανακλάσεις. Γι' αυτό χρησιμοποιούμε σύντομο παλμό στα ρηχά νερά ή για.

να αποφύγουμε παρεμβολές από άλλα βυθόμετρα. Για βαθύτερα νερά

χρησιμοποιούμε μακρύ παλμό.

4.2.5 Ενισχυτής λήψης

Στην επιστροφή του ήχου, το σήμα της ανάκλασης έρχεται φορτωμένο με

πληροφορίες αλλά φανερά εξασθενημένο. Ο ενισχυτής λήψης ξαναδίνει ζωντάνια στο

σήμα όπως είναι , δηλαδή μαζί με την πληροφορία που φέρει. Αν πάνω στο σήμα

έχει φορτωθεί και κάποιος ανεπιθύμητος θόρυβος θα ενισχυθεί και αυτός

ομοιόμορφα 4.2.6 Η γεωμετρία του ακουστικού κώνου.

Για την καλύτερη κατανόηση των ηχογραμμάτων είναι απαραίτητο πάντοτε να

έχουμε στο νου μας την περιοχή και τον χώρο που "βλέπει" το βυθόμετρο.

Το βυθόμετρο στέλνει ήχο, σε ένα χώρο που θεωρητικά θα μπορούσαμε να πούμε ότι

προσεγγίζει τον όγκο ενός κώνου που η κορυφή τον είναι στον μεταλλάκτη και η

βάση τον στο βυθό. Η γωνία ανοίγματος του κώνου καθορίζει κατά κύριο λόγο πόση

επιφάνεια του βυθού ηχοβολούμε. Επειδή το σκάφος μετακινείται και κατά συνέπεια

αλλάζει το βάθος, αλλάζει κάθε φορά και η διάμετρος της βάσης του κώνου.

Έτσι ηχοβολούμε άλλοτε περισσότερη

και άλλοτε λιγότερη επιφάνεια του

βυθού. Στο παράδειγμα της Εικόνας

4.9 (πρώτο σχήμα) έχουμε μια

συνολική αντίληψη του ακουστικού

κώνου.

Εικόνα 4.9


[56]

Το άνοιγμα των 50 μοιρών είναι πολύ μεγάλο. Παρατηρούμε ότι σε βάθος 30 μέτρων,

η διάμετρος της βάσης του κώνου είναι όσο περίπου και το βάθος.

Έτσι σύμφωνα με τα παραπάνω οι αισθητήρες με μεγάλο γωνιακό άνοιγμα θα

χρησιμοποιηθούν στα ρηχά νερά για πιο λεπτομερής παρατήρηση ενώ οι αισθητήρες

με μικρό άνοιγμα γωνίας εκπομπής δεν θα μας δώσουν πολλές πληροφορίες, αλλά θα

‘δουν’ μεγαλύτερο βάθος. 4.2.7 Αξιολόγηση του τύπου του βυθού.

Σε ένα ηχόγραμμα κατά μήκος του βυθού φαίνεται η έντονα γραμμοσκιασμένη

περιοχή. Αυτή η περιοχή δημιουργείται από την ανάκλαση του υποστρώματος του

βυθού. (Εικόνα 4.12)

Στο σχήμα της εικόνας 4.10

βλέπουμε πόσο χώρο

καταλαμβάνει ο ακουστικός

κώνος για ένα μεταλλάκτη με

άνοιγμα δέσμης 50 μοιρών και

συχνότητας 50 KHz.

Στο σχήμα της Εικόνας 4.11

βλέπουμε τον ακουστικό κώνο ενός

μεταλλάκτη 200 KHz και γωνία

ανοίγματος δέσμης 10 μοίρες. Ο

ακουστικός κώνος είναι πολύ πιο

οξύς και ο χώρος που ‘βλέπει’ το

βυθόμετρο πολύ λιγότερος.

Ένας αμμώδης βυθός μας δίνει πιο ισχυρή

επιστροφή ήχου από ότι ένας λασπώδης

βυθός οπότε η γκρίζα γραμμή είναι πιο

φαρδιά. Ένας ομαλός πετρώδης βυθός σας

δίνει ακόμη πιο ισχυρή επιστροφή ήχου

οπότε έχετε φαρδύτερη γκρίζα γραμμή. Εάν

η γραμμή του βυθού είναι πάρα πολύ λεπτή

και μαύρη τότε ο βυθός είναι βούρκος.

Εικόνα 4.10 . Σειρά ηχητικών παλμών

Εικόνα 4.11

Εικόνα 4.12. Ηχόγραμμα


[57]

Ο βούρκος απορροφά το ηχητικό σήμα οπότε έχετε πάρα πολύ αδύνατη επιστροφή

σήματος. Το ίδιο συμβαίνει εάν ο βυθός είναι σπαρμένος με ανώμαλες πέτρες .το

σήμα δεν επιστρέφει όλο προς τον αισθητήρα, αντανακλάτε προς άλλες

κατευθύνσεις, οπότε βλέπετε πολύ λεπτή μαύρη διακεκομμένη γραμμή.

Τα αντικείμενα που ευρίσκονται πάνω από τον βυθό (ψάρια, πέτρες

πεσμένες, ναυάγια κλπ) εμφανίζονται πάνω από την μαύρη γραμμή του βυθού. Οι

πέτρες έχουν χρώμα γκρι οι φυκιάδες έχουν χρώμα μαύρο. Εάν οι πέτρες είναι

καλυμμένες με φύκια, τότε βλέπετε ένα γκρι όγκο περιτριγυρισμένο με μαύρο χρώμα. 4.3 ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ ΘΕΣΕΩΣ – GLOBAL POSITIONING SYSTEM 4.3.1 Γενικά

Το σύστημα GPS αποτελείται από 24 δορυφόρους (Εικόνα 4.13) που βρίσκονται σε

τροχιά γύρω από την γη, σε απόσταση 11.000 περίπου ναυτικών μιλίων από την

επιφάνεια της και κινούνται σε 6 διαφορετικές τροχιές.

4.3.2 Πώς εργάζεται το Σύστημα G.P.S

Ο κάθε δορυφόρος μεταδίδει ουσιαστικά δύο ειδών σήματα α) σήματα Almanac και β)

σήματα Ephemeris. Το σήμα Almanac περιέχει στοιχεία για την τεχνική κατάσταση

του δορυφόρου και την κατά προσέγγιση Γεωγραφική του θέση.

Το σήμα Ephemeris περιέχει εξαιρετικά μεγάλης ακρίβειας πληροφορίες σχετικές με

την περιστροφή(τροχιά) του κάθε δορυφόρου, επιδράσεις βαρύτητας από την Σελήνη

Οι δορυφόροι αυτοί βρίσκονται

διαρκώς σε κίνηση, κάνοντας 2 πλήρεις

περιφορές γύρω από τη γη σε λιγότερο

από 24 ώρες. Η ταχύτητά τους φτάνει

τα 1,8 μίλια το δευτερόλεπτο!

Ο άξονας περιστροφής τους είναι

περίπου 55 μοίρες προς το επίπεδο του

Ισημερινού. Είναι τοποθετημένοι με

τέτοιο τρόπο ούτως ώστε να

εξασφαλίζεται η κάλυψη οποιουδήποτε

σημείου της Γης από τουλάχιστον

τέσσερις (4) δορυφόρους ανά πάσα

στιγμή.

Εικόνα 4.13


[58]

και τον Ήλιο, πιέσεις από την ηλιακή ακτινοβολία πάνω στον δορυφόρο και άλλων

σχετικών παραμέτρων.

Φυσικά ο πρώτος κώδικας χρησιμοποιείται μόνο από τον στρατό των ΗΠΑ και είναι

εξαιρετικής ακρίβειας (από 0 μέχρι 10 χιλιοστά!).

Το σύστημα GPS εκπέμπει επίσης σε δύο συχνότητες: Στην συχνότητα L1: 1575.42

ΜHz και στην L2: 1227.6 ΜHz. Το σύστημα χρησιμοποιεί τέτοια τεχνολογία έτσι

ώστε κατά την λειτουργία του, να μην επηρεάζεται σημαντικά από τις καιρικές

συνθήκες, την λειτουργία άλλων ηλεκτρονικών συσκευών ή πλοία που παραπλέουν,

ηλεκτρονικές εγκαταστάσεις ξηράς κ.λ.π. Οι στρατιωτικές συσκευές GPS

χρησιμοποιούν και τις δύο συχνότητες ενώ οι συσκευές που διατίθενται στο εμπόριο

εργάζονται συνήθως μόνο στην συχνότητα L1 (1575.42 ΜHz).

4.3.3 Πώς γίνεται ο προσδιορισμός της θέσης.

Η συσκευή GPS δουλεύει όπως το μυαλό του ναυτίλου που χρησιμοποιεί τον εξάντα

για την εύρεση θέσης στην Αστροναυτιλία. Αντί όμως των φυσικών ουρανίων

σωμάτων η συσκευή χρησιμοποιεί τους δορυφόρους του συστήματος.

Επιλύει δηλαδή εξισώσεις βασικής σφαιρικής τριγωνομετρίας π.χ (Σφαιρικό τρίγωνο

της Αστροναυτιλίας μεταξύ του πλησιέστερου Πόλου, τής γεωγραφικής θέσης του

άστρου ή αλλού ουρανίου σώματος και της κατά προσέγγιση θέσης που θέλουμε να

βρούμε με ακρίβεια) αντικαθιστώντας τα φυσικά ουράνια σώματα με δορυφόρους και

έχοντας την ευχέρεια ταυτόχρονης εργασίας υπολογισμών με τέσσερις ή

περισσότερους δορυφόρους.

Εικόνα 4.14 Σήματα Δορυφόρου

Οι Δορυφόροι μεταδίδουν σε δύο

κώδικες (Εικόνα 4.14):

Στον Μυστικό Κώδικα (Encrypted

code ή PPS=Precise

Positioning/Στατιωτικός κώδικας) και

στον "Κατά προσέγγιση κώδικα"

(Coarse Acquisition Code = C/A

Code ή SPS / Standard Positioning

Service/Πολιτική Υπηρεσία

συνήθους ακριβείας)


[59]

Έτσι χρησιμοποιώντας η συσκευή G.P.S τις πληροφορίες που δέχεται από το σήμα

"Almanac" ξέρει από το σημείο που βρίσκεται, ποιοι δορυφόροι είναι πιο "ορατοί"

(π.χ δορυφόροι των οποίων το σήμα είναι δυνατόν να φτάνει στην συσκευή) για να

τους παρακολουθήσει. Αυτοί οι δορυφόροι πρέπει να βρίσκονται τουλάχιστο 7,5

μοίρες πάνω από την γραμμή του ορίζοντα και φυσικά πάνω από διάφορα εμπόδια

(βουνά κτίρια κ.λ.π).από τους “ορατούς” δορυφόρους αρχίζει η συσκευή να

υπολογίζει την απόσταση. Έτσι εάν από ένα “ορατό” δορυφόρο η απόσταση είναι

11.000 ναυτικά μίλια τότε ο συγκεκριμένος δορυφόρος συγκεντρώνει όλες τις πιθανές

θέσεις που μπορεί να βρισκόμαστε σε όλο το σύμπαν, σε μια σφαίρα με κέντρο τον

δορυφόρο και ακτίνα 11.000 ναυτικά μίλια.

Εάν η απόσταση από ένα τρίτο “ορατό” δορυφόρο είναι 13.000 ναυτικά μίλια

προσδιορίζεται ακόμη περισσότερο η θέση μας στα δύο σημεία Α και Β που τέμνει η

τρίτη σφαίρα τον κύκλο που σχηματίζεται από την τομή των δύο πρώτων σφαιρών, εκ

των οποίων το ένα βρίσκεται κάπου στο συμπάν και απορρίπτεται αμέσως από την

συσκευή. Το δεύτερο σημείο προσδιορίζει με ακρίβεια την θέση μας στην επιφάνεια

της Γης.

4.3.4 Υπολογισμός της απόστασης μεταξύ του δέκτη και του δορυφόρου.

Ο κάθε δορυφόρος εκπέμπει συνεχώς και τοποθετεί στην εκπομπή, την ανάλογη

χρονομετρική ένδειξη τη στιγμή που το σήμα φεύγει από την κεραία εκπομπής του

δορυφόρου. Φτάνοντας στην κεραία λήψης της φορητής συσκευής G.P.S., το σήμα

διαβάζεται αμέσως και συγκρίνεται ο χρόνος που έφυγε από τον δορυφόρο με τον

χρόνο που έφθασε στην συσκευή G.P.S. Αφού βρεθεί η χρονική διαφορά, δηλαδή ο

χρόνος που μεσολάβησε για να ταξιδέψει το σήμα από τον δορυφόρο μέχρι την

συσκευή G.P.S, πολλαπλασιάζετε επί την ταχύτητα μετάδοσης του ραδιοσήματος

Στην συνέχεια γίνεται ο υπολογισμός της

απόστασης από ένα δεύτερο “ορατό”

δορυφόρο που απέχει 12.000 ναυτικά μίλια.

Αυτό μας λέει ότι δεν βρισκόμαστε μόνο

επάνω στην πρώτη σφαίρα αλλά επίσης και

στην σφαίρα που έχει ακτίνα 12.000 ναυτικά

μίλια από τον δεύτερο δορυφόρο και πιο

συγκεκριμένα κάπου στον κύκλο που

σχηματίζεται από την τομή μεταξύ των δυο

προηγούμενων σφαιρών. Εικόνα 4.15


[60]

δηλαδή με την ταχύτητα του φωτός (299.792.458 μέτρα/δευτερόλεπτο ή 161.788

ναυτικά μίλια το δευτερόλεπτο). Έτσι η συσκευή με το δικό της πρόγραμμα του

ηλεκτρονικού της εγκεφάλου βρίσκει την ακριβή απόσταση από τον δορυφόρο. Για

να γίνει όμως αυτή η μέτρηση θα πρέπει τόσο ο δορυφόρος όσο και ο δέκτης να

έχουν χρονόμετρα τα οποία θα συγχρονίζονται απόλυτα. Για να επιτευχθεί όμως ο

απόλυτος συγχρονισμός του συστήματος θα έπρεπε οι δορυφόροι αλλά και οι δέκτες

να διαθέτουν ατομικά ρολόγια. Φυσικά αυτό είναι αδύνατο διότι ένα ατομικό ρολόι

κοστίζει έως και 100.000 δολάρια Αμερικής πράγμα που καθιστά απαγορευτική την

τιμή αγοράς ενός δέκτη G.P.S.

Έτσι το σύστημα χρησιμοποιεί ένα έξυπνο και αποτελεσματικό τρόπο για την

επίλυση του παραπάνω προβλήματος. Κάθε δορυφόρος διαθέτει ένα πανάκριβο

ατομικό ρολόι. Οι δέκτες χρησιμοποιούν ένα απλό ρολόι χαλαζία (quartz) το οποίο

σταθερά μπορεί να μηδενιστεί. Έτσι ο δέκτης δέχεται τα σήματα από τέσσερεις ή

περισσότερους δορυφόρους και υπολογίζει την δική του χρονική ανακρίβεια.. Με

άλλα λόγια, υπάρχει μόνο μια τιμή για την «τρέχουσα ώρα» που μπορεί ο δέκτης να

χρησιμοποιήσει. Αυτή δηλαδή που έχουν όλοι οι δορυφόροι την ίδια χρονική

περίοδο. Έτσι ο δέκτης ρυθμίζει το ρολόι του σε αυτήν την τιμή της ώρας, και έτσι

με αυτόν τον τρόπο έχει την ίδια ώρα με όλους τους δορυφόρους. 4.3.5 Ακρίβεια του συστήματος G.P.S.

Ένας παράγοντας που επηρεάζει την ακρίβεια προσδιορισμού της θέσης από τη

συσκευή GPS είναι η “γεωμετρία” των δορυφόρων.

(που είναι αρκετοί για να δώσουν ένα ακριβές στίγμα) αλλά και οι τέσσερις είναι π.χ.

βορειοδυτικά σε σχέση με το G.P.S., η “γεωμετρία” των δορυφόρων είναι πολύ

κακή.(Εικόνα 4.16) και ο δέκτης G.P.S. μπορεί να μην είναι σε θέση να δώσει

ακριβές στίγμα.

Αυτό συμβαίνει γιατί όλες οι μετρήσεις της απόστασης από όλους τους δορυφόρους

προέρχονται από την ίδια διεύθυνση. Δηλαδή, τα τριγωνομετρικά δεδομένα που

λαμβάνει το G.P.S. όσον αφορά την περιοχή στην οποία βρίσκεται το στίγμα μας

Με άλλα λόγια, η γεωμετρική θέση

των δορυφόρων είναι το σημείο που

βρίσκεται ο καθένας σε σχέση με

τους άλλους δορυφόρους, όπως

φαίνεται από το GPS. Αν τώρα ένα

GPS έχει στην εμβέλειά του τέσσερις

δορυφόρους Εικόνα 4.16


[61]

είναι ασαφή, η περιοχή που ορίζεται από τις τομές των αποστάσεων είναι πολύ

μεγάλη, και έτσι ο ακριβής προσδιορισμός της θέσης του GPS είναι αδύνατος

Σε αυτή την περίπτωση το σφάλμα του στίγματος μπορεί να είναι της τάξης των 90

έως 150 μέτρων.

Στην αντίθετη περίπτωση, με τέσσερις δορυφόρους στην εμβέλεια του δέκτη G.P.S.

κατανεμημένους στα τέσσερα σημεία του ορίζοντα, η ακρίβεια του στίγματος είναι η

μέγιστη δυνατή. Η καλύτερη γεωμετρία των δορυφόρων είναι όταν αυτοί βρίσκονται

ανά 90 μοίρες σε σχέση με το GPS. Το στίγμα μας βρίσκεται στην περιοχή που

ορίζεται εκεί που τέμνονται οι διευθύνσεις της απόστασης από τους τέσσερις

δορυφόρους.(Εικόνα 5.16)

Η συσκευή είναι προγραμματισμένη να κάνει δύο βασικές διορθώσεις: - Διόρθωση σφάλματος Ιονόσφαιρας

Γύρω από την Γη σε ένα στρώμα από τα 80 μέχρι τα 120 μίλια περίπου πάνω από

την επιφάνεια της θάλασσας υπάρχει στρώμα αερίων ηλεκτρικά

φορτισμένο/ιονισμένο (μόρια υδρογόνου που υφίστανται την επίδραση της ηλιακής

ακτινοβολίας). Τα μόρια του ηλεκτρισμένου αυτού στρώματος επηρεάζουν την

ταχύτητα διάδοσης του φωτός και επομένως την ταχύτητα διάδοσης των

ραδιοσημάτων που εκπέμπουν οι δορυφόροι του συστήματος G.P.S.

Tο πρόγραμμα των συσκευών G.P.S. κάνει την ανάλογη διόρθωση στον χρόνο

λαμβάνοντας υπόψη την μέση ημερήσια επίδραση και την μέση Ιονοσφαιρική

δραστηριότητα. Όπως αντιλαμβάνεσθε δεν είναι κάθε ημέρα μία μέση ημέρα, έτσι

κάποιο ελάχιστο σφάλμα παραμένει και μετά την διόρθωση.

- Διόρθωση σφάλματος Τροπόσφαιρας

Aφού τα ραδιοσήματα που εκπέμπονται από τον δορυφόρο G.P.S, περάσουν την

Ιονόσφαιρα μπαίνουν στην Τροπόσφαιρα. Στο στρώμα δηλαδή της ατμόσφαιρας από

την επιφάνεια της Γης μέχρι την Ιονόσφαιρα όπου δημιουργούνται οι διάφορες

μετεωρολογικές μεταβολές και φαινόμενα. Έτσι οι υδρατμοί (σύννεφα, ομίχλη κ.λ.π.)

με τους οποίους είναι γεμάτη η Τροπόσφαιρα επηρεάζουν και αυτοί τα ραδιοσήματα

στον ίδιο περίπου βαθμό που τα επηρεάζει η Ιονόσφαιρα , η διόρθωση όμως αυτού

του σφάλματος είναι ευκολότερη από την διόρθωση της Ιονόσφαιρας..Έτσι με όλες

τις πιο πάνω διορθώσεις ο δέκτης G.P.S βρίσκει με σχετικά μεγάλη ακρίβεια την

θέση στην επιφάνεια της γης.

- Σφάλμα τοποθέτησης στίγματος G.P.S. στον Υδρογραφικό

χάρτη

Χρειάζεται μεγάλη προσοχή όταν θέλουμε να μεταφέρουμε ένα στίγμα που μας δίνει

η συσκευή G.P.S. στον χάρτη ή το αντίθετο, δηλαδή εάν έχουμε βγάλει ένα στίγμα

από τον χάρτη και θέλουμε να εισαγάγουμε τις συντεταγμένες του στην "αποθήκη"

των waypoints (στιγμάτων αναφοράς) μέσα στην συσκευή. Πολλές φορές εάν δεν

ληφθεί υπόψιν ο χάρτης και η χαρτογραφική του βάση και γίνει μία απλή


[62]

μεταφορά χωρίς διόρθωση τότε το συνολικό σφάλμα μπορεί να ξεπεράσει και το ένα

χιλιόμετρο. Οι διορθώσεις που πρέπει να γίνουν κατά την τοποθέτηση του στίγματος

αναγράφονται στον τίτλο του χάρτη. 4.3.6 Διαφορικό G.P.S. (Differential G.P.S./ D.G.P.S.)

Ο προσδιορισμός του στίγματος με την βοήθεια του GPS δεν είναι μόνο χρήσιμος

στην ναυτιλία αλλά και σε δεκάδες άλλες πολιτικές εφαρμογές. Για παράδειγμα η

θέση ενός αγωγού πετρελαίου ή νερού που βρίσκεται κάτω από το έδαφος, η θέση

των καλωδίων του τηλεφώνου, του ηλεκτρικού ρεύματος τα όρια των οικοπέδων

είναι μόνο μερικές από τις δεκάδες περιπτώσεις όπου θα μπορούσε να χρησιμοποιη-

θεί το GPS αν ήταν ακριβές.

Το διαφορικό GPS το επιτυγχάνει με την χρήση δύο δεκτών συγχρόνως.

Ο τρόπος λειτουργίας του διαφορικού GPS είναι ο εξής: Ο ένας δέκτης (δέκτης

αναφοράς) τοποθετείται σε ένα σημείο με γνωστές συντεταγμένες ενώ ο δεύτερος

δέκτης (κινητός δέκτης) τοποθετείται π.χ. στο σκάφος μας. Ο δέκτης αναφοράς

παίρνει κάθε στιγμή σήματα του στίγματός του μέσω των δορυφόρων. Επειδή

γνωρίζει την σωστή θέση υπολογίζει κάθε στιγμή το σφάλμα που είναι διαφορά

ανάμεσα στο σωστό και στο λάθος στίγμα. (για αυτό λέγετε διαφορικό G.P.S). Το

σφάλμα μεταδίδεται συνεχώς στον κινητό δέκτη. Ο κινητός δέκτης διορθώνει τις

μετρήσεις που παίρνει από το σύστημα και δίνει το σωστό στίγμα.

Για να υλοποιηθεί αυτό το σύστημα πρέπει να διαθέτουμε τον κατάλληλους δέκτες

(διαφορικά G.P.S.) και τα κατάλληλα συστήματα μετάδοσης ραδιοσημάτων. Με αυτό

τον τρόπο είναι δυνατόν ένας δέκτης αναφοράς να διορθώνει χιλιάδες κινητούς

δέκτες. Σε πολλές χώρες έχουν αναλάβει δημόσιοι φορείς όπως οι λιμενικές αρχές να

εγκαταστήσουν του δέκτες αναφοράς και να τροφοδοτούν τα σκάφη της περιοχής

τους με σωστό στίγμα.

Η ακρίβεια που χρειαζόμαστε σε αυτές

τις περιπτώσεις είναι πολλές φορές

μικρότερη από ένα μέτρο. Ακρίβεια

τέτοιου μεγέθους υπόσχεται να μας

δώσει το διαφορικό G.P.S. Επειδή το

σφάλμα τον απλού G.P.S είναι

διαφορετικό σε κάθε μέτρηση, είναι

απαραίτητο να γίνεται διόρθωση κάθε

φορά στο τρέχον σφάλμα.

Εικόνα 4.17


[63]

Επιπλέον έχει αναπτυχθεί ένα διεθνές επικοινωνιακό πρότυπο για μετάδοση σημάτων

διόρθωσης του στίγματος έτσι ώστε να μπορούν να αξιοποιηθούν από συσκευές

διαφορετικών κατασκευαστών. 4.3.7 Σύγχρονες συσκευές G.P.S.

Οι σύγχρονες συσκευές GPS είναι μικρού μεγέθους ψηφιακές συσκευές που μπορούν

να χωρέσουν ακόμη και στην παλάμη ενός χεριού. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά στις

περισσότερες συσκευές είναι τα εξής:

- Δυνατότητα ταυτόχρονης λήψης σήματος πολλών δορυφόρων.

- Δυνατότητα απεικόνισης στίγματος πορείας, διαδρομής.

- Δυνατότητα απομνημόνευσης πολλών στόχων (σημαδιών).

- Δυνατότητα μέτρησης της ταχύτητας του σκάφους.

Όλες οι συσκευές χρησιμοποιούν εξελιγμένης τεχνολογίας ηλεκτρονικά συστήματα

και οθόνες υγρών κρυστάλλων είτε ασπρόμαυρες είτε έγχρωμες τεχνολογίας TFT.

Επίσης έχουν την δυνατότητα στιγμιαίας απομνημόνευσης της θέσης του σκάφους

με το πάτημα ενός κουμπιού.

Τις θέσεις αυτές άλλοι κατασκευαστές τις ονομάζουν marks, άλλοι waypoints και

άλλοι landmarks. Οι θέσεις αυτές έχουν πολλαπλή χρησιμότητα είτε για την

ανεύρεση ενός αλιευτικού πεδίου είτε για την χάραξη μιας πορείας προς ένα στόχο με

διέλευση μέσω διαδοχικών προκαθορισμένων θέσεων. Στην τελευταία περίπτωση οι

περισσότεροι δέκτες δίδουν πρόσθετα στοιχεία που βοηθούν την ναυσιπλοΐα, όπως

την μέση ταχύτητα της απόστασης που διανύσαμε, τον χρόνο που απομένει για να

φτάσουμε στον στόχο αλλά και την απόσταση που χρειάζεται ακόμη να διανύσουμε.

Η δυνατότητα αυτή είναι αρκετά χρήσιμη αφού μας βοηθά να κατευθύνουμε το

σκάφος σε περιόδους χαμηλής ορατότητας όπως στην ομίχλη ή στην νύχτα .

Πρόσφατα εμφανίστηκαν στην αγορά νέες συσκευές οι οποίες ενσωματώνουν στην

ίδια συσκευή δύο ή τρία όργανα. Στην πρώτη περίπτωση βρίσκουμε το G.P.S.

ενσωματωμένο σε πορειογράφο (plotter). Στην δεύτερη περίπτωση βρίσκουμε το

G.P.S. ενσωματωμένο σε βυθομετρώ και πορειογράφο. Οι τελευταίες συσκευές

υπόσχονται να κυριεύσουν την αγορά επειδή προσφέρουν τα πλεονεκτήματα του

βυθομέτρου με την ευκολία του προσδιορισμού της θέσης με τη βοήθεια του

ενσωματωμένου ηλεκτρονικού χάρτη της περιοχής και του GPS.

Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοΐας Ασφάλεια στη Θάλασσα

[64]

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ 5.1 ΒΑΣΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑ

5.1.1 Πλοίο

Ο Κώδικας Ιδιωτικού Δικαίου (Κ.Ι.Ν.Δ) ορίζει στο άρθρο 1 ότι πλοίο είναι κάθε

σκάφος , χωρητικότητας καθαρής τουλάχιστον 10 κόρων προορισμένο να κινείται

αυτοδυνάμως στο νερό.

5.1.2 Χωρητικότητα

Αριθμός που εκφράζει το αποτέλεσμα της μετρήσεων του όγκου των στεγασμένων

χώρων του πλοίου σύμφωνα με ειδικούς κανονισμούς. Εκφράζεται σε κόρους. και

διακρίνεται σε ολική και καθαρή.

5.1.3 Ολικό ή μέγιστο μήκος

Είναι η μέγιστη απόσταση μεταξύ των καθέτων (προς τον ορίζοντα) από του ακραίου

σημείου της πλώρης μέχρι του αντίστοιχου της πρύμης. (Σχήμα 5.1)

Συμβολίζεται με το γράμμα L και με κάτω δείκτη ΟΑ,(ως LOA ή LOA -Length Οver

Αll).

5.1.4 Μήκος μεταξύ Καθέτων

Είναι η απόσταση μεταξύ της "πρωραίας" και της "πρυμναίας καθέτου".Συμβολίζεται

.με το L με δείκτη BP, (ως LBP ή LBP- Length Βetween Perpendiculars). (Σχήμα 5.1)

5.1.5 Βύθισμα

Είναι η απόσταση μεταξύ του βασικού επιπέδου αναφοράς και μιας ισάλου γραμμής

(η γραμμή όπου το πλοίο αγγίζει το νερό) . (Σχήμα 5.1)

Σχήμα 5.1 Βασικές διαστάσεις του σκαφους


[65]

5.2 Στοιχεία ευστάθειας πλοίου

5.2.1 Ευστάθεια πλοίου

Ευστάθεια ονομάζουμε την τάση που έχει το πλοίο να επανέρθει στην αρχική του

θέση όταν απομακρυνθεί από αυτή δηλαδή υποστεί κλίση εξαιτίας της επενέργειας

μιας εξωτερικής δύναμης (π.χ άνεμος , έλξη ρυμουλκού κ.τ.λ).

Την ευστάθεια στα σκάφη την διακρίνομε σε αρχική στατική η οποία προσδιορίζει

την κλίση του πλοίου σε σταθερής έντασης καιρικές συνθήκες (σταθερή δύναμη

ανέμου και κατάσταση θαλάσσης) και σε δυναμική η οποία προσδιορίζει την

κλίση του σκάφους σε μια αιφνίδια μεταβολή του ανέμου η σε ένα απότομο

κυματισμό.

5.2.2 Κύρια στοιχεία της ευστάθειας των πλοίων

Τα κύρια στοιχεία της ευστάθειας των πλοίων είναι το κέντρο βάρους πλοίου, το

κέντρο άνωσης πλοίου, που και τα δύο επενεργούν ως ζεύγος ευστάθειας, η ροπή

ευστάθειας (μοχλοβραχίονας ευστάθειας), το μετάκεντρο, και το μετακεντρικό ύψος

- Το Κέντρο άνωσης πλοίου (center of buoyancy - B) είναι η συνισταμένη των

υδροστατικών πιέσεων άντωσης που ασκούνται από το κάτω μέρος της γάστρας (του

πυθμένα) του πλοίου, η οποία αντιτίθεται στο βάρος του πλοίου και ισορροπεί με

αυτό. (Σχήμα 5.2)

- Η συνισταμένη όλων των βαρών ενός

πλοίου εφαρμόζεται ως σημείο G που

ονομάζεται κέντρο βάρους του πλοίου

(center of Gravity - G) και έχει

κατεύθυνση προς το κέντρο της Γης.

(Σχήμα 5.2) Σχήμα 5.2 Κύρια στοιχεία ευστάθειας ενός πλοόυ.

-Μετάκεντρο (metacenter) λέγεται το

θεωρητικό σημείο τομής της γραμμής επί της

οποίας ενεργεί η δύναμη της άνωσης, (η

διεύθυνση της άνωσης), με τον κατακόρυφο

άξονα ενός πλοίου. (Σχήμα 5.3)

Σχήμα 5.3 Κύρια στοιχεία ευστάθειας ενός πλοόυ.


[66]

Μετακεντρικό ύψος (metacentric height) ονομάζεται η απόσταση από το

μετάκεντρο μέχρι το κέντρο βάρους πλοίου (Σχήμα 5.3)

Ροπή ευστάθειας λέγεται το γινόμενο του μήκους του μοχλοβραχίονα επί την μία

των παραπάνω δυνάμεων, (συνήθως λαμβάνεται το εκτόπισμα). Αυτή καθορίζει

τελικά, το υφιστάμενο μέγεθος του "ζεύγους ευστάθειας", δηλαδή το μέγεθος της

αντίστασης στις δυνάμεις που προκαλούν την όποια κλίση του πλοίου. (Σχήμα 5.3)

5.2.3 Συνθήκες ισορροπίας πλοίου

Σε ένα πλοίο που έχει πάρει εγκάρσια κλίση οι δυνάμεις βάρους και ανώσεως μπορεί

να βρίσκονται σε μια από τις τρεις θέσεις που δείχνει το( Σχήμα 5.4) Για μικρές

γωνίες κλίσης στο σημείο το οποίο ο φορέας της ανώσεως τέμνει το επίπεδο

συμμετρίας του πλοίου ονομάζεται εγκάρσιο μετάκεντρο. Στο Σχήμα 5.4

συμβολίζουμε με Β το κέντρο εφαρμογής της άνωσης και με G `το κέντρο

εφαρμογής του κέντρου βάρους

Αν το μετάκεντρο βρίσκεται πάνω από το

κέντρο βάρους η ροπή που σχηματίζεται

είναι ροπή επαναφοράς δηλαδή έχουμε

ευσταθή ισορροπία πλοίου ( Σχήμα 5.4Α) .

Καθώς το πλοίο παίρνει κλίση ο

ανορθωτικός μοχλοβραχίονας GZ που

δημιουργείται τείνει να επαναφέρει το πλοίο

στην αρχική του θέση. Σχήμα5.4 Α Ευσταθής ισορροπία πλοίου..

Αν το μετάκεντρο συμπίπτει με το κέντρο

βάρους το πλοίου η ροπή είναι μηδενική και

έχουμε ουδέτερη ευστάθεια ( Σχήμα 5.4Β)

Έτσι καθώς το πλοίο παίρνει κλίση δεν

υπάρχει ανορθωτικός μοχλοβραχίονας για

να το επαναφέρει στην αρχική του θέση. Σχήμα 5.4 Γ Ουδέτερη ισορροπία πλοίου..

Αν το μετάκεντρο βρίσκεται κάτω από το

κέντρο βάρους η ροπή που σχηματίζεται

είναι ροπή ανατροπής . ( Σχήμα 5.4Γ)

Καθώς το πλοίο παίρνει κλίση ο αρνητικό

μοχλοβραχίονας που δημιουργείται τείνει

να αναποδογυρίσει το πλοίο.

Σχήμα 5.4 Δ Αρνητική ισορροπία πλοίου


[67]

5.3. Διεθνής Σύμβαση SOLAS (Safety of life at sea).

Το ερευνητικό πλοίο όπως και κάθε πλοίο ανάλογα με την κατηγορία του υπόκειται

σε κανονισμούς ασφαλείας που διέπονται από τις διατάξεις της Διεθνούς Σύμβασης

για την ασφάλεια στην θάλασσα (SOLAS Safety of life at sea).

Η πρώτη έκδοση της SOLAS υιοθετήθηκε από τον ΙΜΟ (International Maritime

Organization) το 1914 μετά το ναυάγιο του Τιτανικού. Το αντικείμενο της σύμβασης

για την ασφάλεια της ζωής στην θάλασσα, είναι να προσδιορίζει τις ελάχιστες

απαιτήσεις για την κατασκευή το εφοδιασμό την λειτουργία, και γενικά την ασφάλεια

των πλοίων.

Τα κράτη είναι υποχρεωμένα να πιστοποιούν ότι τα πλοία που φέρουν τις σημαίες

τους συμμορφώνονται με τις διατάξεις τις Διεθνούς σύμβασης για την ασφάλεια

στην θάλασσα , εκδίδοντας τα απαραίτητα πιστοποιητικά μετά την διενέργεια

επιθεωρήσεων σε τακτά χρονικά διαστήματα..

5.4 Η Φιλοσοφία της ασφάλειας στη θάλασσα.

Στη θάλασσα όπως και στην ξηρά τα περισσότερα ατυχήματα μπορούν να

προληφθούν. Εντούτοις το θαλάσσιο περιβάλλον αλλά και οι συνθήκες εργασίας

πάνω στα οποιουδήποτε τύπου πλοία εγκυμονούν κινδύνους που δεν συναντιόνται

στη ξηρά.

Η ευθύνη για την αντιμετώπιση των κινδύνων ανήκει σε όλους από τον Κυβερνήτη

έως και τον πλέον ανειδίκευτο επιβαίνοντα Η γνώση των διαδικασιών ασφάλειας

από όλους τους επιβαίνοντες αποτελεί το μεγαλύτερο πλεονέκτημα για την πρόληψη

των ατυχημάτων.

Ο επιστημονικός υπεύθυνος του πλόα θα πρέπει να ενθαρρύνει τους συνεργάτες

τους για την απαραίτητη ενημέρωση σε θέματα ασφάλειας. Η επιμέλεια και η

προσοχή που πρέπει να δείξουμε δεν πρέπει σε καμία περίπτωση να είναι

κατώτερη από την επιμέλεια που δείχνουμε στο εργαστήριο κατά τη διάρκεια των

πειραμάτων .

Το γνωστό κλισέ «δεν είναι η δουλειά μου» δεν ισχύει στη θάλασσα. Στη ξηρά μετά

το τέλος της εργασίας μας πηγαίνουμε στο σπίτι και ξεχνάμε τα θέματα ασφαλείας

που αφορούν τον εργασιακό μας χώρο. Όταν όμως εργαζόμαστε στη θάλασσα τα

πράγματα είναι πολύ διαφορετικά . Θα πρέπει να είμαστε ενημερωμένοι και πάντοτε

σε ετοιμότητα προκειμένου να αντιμετωπίσουμε τους παράγοντες που ενδεχομένως

επηρεάσουν την ασφάλεια του πλου.


[68]

Οι κυριότεροι παράγοντες που επηρεάζουν την ασφάλεια στα ερευνητικά πλοία είναι

- Το θαλάσσιο περιβάλλον

- Ο λανθασμένος χειρισμός των οργάνων δειγματοληψίας

- Η ελλιπής εκπαίδευση

- Η ανεπαρκής επικοινωνία μεταξύ των επιβαινόντων

5.5 Γνώση του χώρου και οργάνωση της εργασίας

Η εργασία σε ένα ερευνητικό πλοίο , είναι σίγουρα κάτι διαφορετικό και πιο

σύνθετο από την εργασία στην ξηρά.. Οι ιδιαιτερότητες εντοπίζονται στα διάφορα

εξαρτήματα του σκάφους (σχοινιά συρματόσχοινα βιτσιά κ.τ.λ),στα οποία θα πρέπει

να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή , καθώς και στην επίδραση της θάλασσας στο πλοίο

(προνευστασμός , διατοιχισμός) όταν οι καιρικές συνθήκες είναι άσχημες .

Απαραίτητη προϋπόθεση για την ορθή και ασφαλή εκτέλεση της εκπαιδευτικής και

ερευνητικής εργασίας στο σκάφος. είναι η σωστή οργάνωση και γνώση του τρόπου

χρήσης των συσκευών δειγματοληψίας.

5.6 Εξοικείωση με τον εξοπλισμό διάσωσης του σκάφους

Οι στατιστικές μας έχουν δείξει ότι τα περισσότερα πλοία βυθίζονται σε χρόνο

μικρότερο των 20 λεπτών, χρόνος ελάχιστος για την διαμόρφωση σχεδίου διάσωσης

και την εκμάθηση του χειρισμού των σωστικών μέσων του πλοίου. Αν στα ανωτέρω

αναλογιστούμε ότι στις δύσκολες συνθήκες το μυαλό μας λειτουργεί υπό το κράτος

του φόβου και τις πίεσης τότε ο χρόνος ελαχιστοποιείται ακόμη περισσότερο.

Η σωφροσύνη και η ναυτοσύνη δύο έννοιες αλληλένδετες που πρέπει να μας

συνοδεύουν σε κάθε πλόα , επιβάλουν οι διαδικασίες διάσωσης και η εκμάθηση

των σωστικών μέσων να σχεδιάζονται και να δοκιμάζονται εν όρμο, πριν την έναρξη

του πλόα.

Η γνώση και ο σωστός χειρισμός του σωστικού εξοπλισμού του σκάφους αποτελεί

το μεγαλύτερο πλεονέκτημα για την σωστή αντιμετώπιση μιας έκτακτης ανάγκης .

Ο σωστικός εξοπλισμός του σκάφους αποτελείται από τον βασικό και βοηθητικό

σωστικό εξοπλισμό .


[69]

5.6.1 Βασικός Σωστικός Εξοπλισμός

Πνευστή σχεδία 12 ατόμων ( Σχήμα 5.5) Είναι ο βασικός σωστικός εξοπλισμός

στα περισσότερα ερευνητικά σκάφη.

.

Οι πνευστές σχεδίες πέρα των άλλων απαραίτητων εφοδίων διάσωσης είναι

εφοδιασμένες με ποσότητα φαγητού και ποσίμου ύδατος για 2 ημέρες

5.6.2 Βοηθητικός Σωστικός Εξοπλισμός

24 σωσίβιες ζώνες ( Σχήμα 5.7) κατασκευασμένες από αδιάβροχο υλικό Οι

προδιαγραφές τους προβλέπουν να φορεθούν άνετα σε ένα λεπτό της ώρας

Είναι ελαστικές ειδικής

κατασκευής σχεδίες οι οποίες

φουσκώνουν με το αέριο (CO2)

ειδικού συστήματος φιαλών

που διαθέτουν και έτσι

επιπλέουν στη θάλασσα Σχήμα 5.5 Πνευστή Σχεδία

Πλευστικές συσκευές 12 ατόμων

( Σχήμα 5.6) Είναι συσκευές

κατασκευασμένες από ειδικά αδιάβροχα

υλικά που χρησιμοποιούνται για την

διάσωση επικουρικά με τις σωσίβιες

σχεδίες

Σχήμα 5.6 Πλευστικές Συσκευές ..

Η διάταξη του πλευστικού υλικού είναι

τέτοια ώστε να μπορούν να κρατήσουν

το πρόσωπο του ναυαγού έξω από το

νερό ακόμη και όταν έχει χαμένες τις

αισθήσεις του.

-2 κυκλικά σωσίβια κατασκευασμένα από πλευστική ύλη με αυτοδύναμη άντωση και εφοδιασμένα με σχοινί και φωτιστικό για τον εντοπισμό του ναυαγού τη νύχτα.

Σχήμα 5.7 Σωσίβιες ζώνες

Σχήμα 5.7 Κυκλικά Σωσίβια

Εργαστήριο Παράκτιας Ναυσιπλοίας Βιβλιογραφία Σημειώσεων

[70]

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ

1. Ναυτιλία 1 Αν.Δημαράκη & Χρ.Ντούνη

2. Ναυτιλία 2 Αν.Δημαράκη & Χρ.Ντούνη

3. Στοιχεία Χαρτογραφίας Arthur Robinson, Joel L. Morrison, Phillip C. Muehrcke,

A. Jon Kimerling, Stephen C. Guptill

4. Γενική Χαρτογραφία Β.Νάκος Β. Φιλιππακόπουλος

5. Γενική Χαρτογραφία Ε.Λιβιεράτος.

6. American Practical Navigator Nathaniel Bowdich

7. Encyclopedia-The Royal Greenwich Observatory

8. Τεχνική Ωκεανογραφία Τόμος 2 Γ.Φερεντίνος

9. Σφαιρική Τριγωνομετρία Χρήστος Πέππας

10. Χάρτης Συμβόλων συντμήσεων Υ.Υ/ Πολεμικού Ναυτικού

11. Λεξικό Ναυτιλιακών όρων Κ.Καμαρινού

12. Ναυτικά ηλεκτρονικά όργανα . Ζαχαρία Τσουκαλά

13. Πρακτικές Εφαρμογές Ευστάθειας Πλοίων Ανδρέα Λεοντόπουλου

14. Ευστάθεια Φόρτωση Ιωάννου Κολλινιάτη

15. Εγχειρίδιο Εκπαίδευσης Ασφάλειας Πλοίου .Γεώργιος Μαρκογιάννης

16. Ναυτικό Δίκαιο (Δημόσιο και Ιδιωτικό ) Δημητρίου Μυλωνόπουλου.

17. Διεθνής Συμβάσεις Αριστοτέλη Αλεξόπουλου . Νικ. Φουρναράκη

18. www.colorado.edu/geography /gcraft/notes

19. www.iupui.edu (lab3. contour mapping and topography profile)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΑΡΑΚΤΙΑΣ ΝΑΥΣΙΠΛΟΙΑΣ

Documents

Transcript of ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΑΡΑΚΤΙΑΣ ΝΑΥΣΙΠΛΟΙΑΣ