1.4 規(guī)劃航線時(shí),需要考慮哪些環(huán)境因素?

海上環(huán)境比陸地上復(fù)雜多了。在陸地上,好歹地面多是平坦的,而且,遇到惡劣天氣你可以選擇不出車。

而在海上,影響航行的因素就復(fù)雜多了:大氣和海洋都在不停運(yùn)動(dòng),有時(shí)甚至相當(dāng)激烈,船被困其中如滄海一粟,更有那些看也看不到的海底地貌,都在時(shí)刻考驗(yàn)人的警惕性。

所以,為了航行的順利和安全,我們需要研究每一種環(huán)境因素對船的影響。接下來會主要介紹的是:風(fēng)、海浪、洋流、霧、海冰和冰山等各種條件,以及在不同條件下如何選定合適的航線。

風(fēng)

風(fēng)是航海者最關(guān)心的氣象要素之一。自帆船時(shí)代,水手們就要格外關(guān)注風(fēng),他們要清楚什么時(shí)候可以乘風(fēng)而行,什么時(shí)候要降帆躲避惡風(fēng)。

風(fēng)會改變船的速度和方向。一般情況下,船頂風(fēng)減速,順風(fēng)增速。當(dāng)風(fēng)速小于20節(jié)時(shí),頂風(fēng)約減速5%,順風(fēng)約增速2%。而當(dāng)風(fēng)速較大時(shí),風(fēng)引起的中大浪(浪高在1.25米到2.5米之間稱為中浪,在2.5米到4米間稱為大浪)就會成為對船影響最大的因素,此時(shí)船無論順風(fēng)還是逆風(fēng),速度都會減小。

海浪和海流其實(shí)也是風(fēng)的間接表現(xiàn)。比如,一艘船速為20節(jié)的船遇到舷角(風(fēng)向與船首向之間的夾角)60°的7級風(fēng),且有4米高的大浪,這時(shí),船速會下降大約20%,也就是降到16節(jié);同時(shí)為了防止海浪沖擊船體,船長可能會下令降低主機(jī)轉(zhuǎn)速,讓船速更慢。

一般而言,當(dāng)風(fēng)舷角相同時(shí),不同船舶因?yàn)榇w形狀和結(jié)構(gòu)等影響,受風(fēng)面積不相同,一般情況下,客船受風(fēng)影響最大,貨船次之,油船受風(fēng)影響最小。

海浪

海浪的本質(zhì),是發(fā)生在海洋中的一種波動(dòng)。海水每日往復(fù)做著這種運(yùn)動(dòng),呈現(xiàn)出自然界的奇妙美景。

但對于船和船員來說,這種自然美景卻可能意味著麻煩,因?yàn)楹@藭o船的航行帶來各種負(fù)面的影響,比如搖擺、偏蕩、砰擊、上浪或失速。

和風(fēng)一樣,當(dāng)浪比較小時(shí),頂浪航行時(shí)船速會降低,順浪則會稍微增加船速。但是,當(dāng)浪變成中大浪甚至更大,船會在大浪里產(chǎn)生偏蕩運(yùn)動(dòng),不管順浪或頂浪航行都會讓船速變小。

而當(dāng)浪變成了5米到9米的狂浪,船不僅會減速,還會產(chǎn)生縱搖、橫搖和升降運(yùn)動(dòng),每一種都可能給船帶來破壞——

橫搖過大,會造成船上貨物的位移,危及船的安全,如果是航母遇到這種情況,還可能導(dǎo)致船上的艦載機(jī)損壞。當(dāng)船的橫搖周期與波浪周期相同,還會發(fā)生共振產(chǎn)生諧搖,嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致船的傾覆;

大的縱搖會產(chǎn)生嚴(yán)重的船首入水撞擊船體(在風(fēng)暴條件下,浪的沖擊力可超過20噸),有時(shí)會造成“打空車”(劇烈的縱搖和垂蕩會使螺旋槳的一部分或全部周期性地露岀水而,發(fā)生螺旋槳空轉(zhuǎn)現(xiàn)象,俗稱“打空車”),降低舵效,損害推進(jìn)設(shè)備,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)勾瑪嗔选4送猓瑴\水區(qū)的升降運(yùn)動(dòng)也會對船構(gòu)成極大的威脅。

上述這些情況,不但危險(xiǎn),而且極影響船速,耽擱時(shí)間:因?yàn)樗鼈儾粌H本身會導(dǎo)致船速降低,同時(shí),為了減少不利影響,船長還會主動(dòng)降低船速或改變航向,導(dǎo)致航行的路線和時(shí)間變長。

理論和實(shí)踐證明,對于“上層建筑”(指甲板以上的各種圍蔽建筑物)不太臃腫和主機(jī)功率較大的現(xiàn)代船舶來說,因風(fēng)的阻礙引起的失速占全部失速率的三分之一,而海浪引起的附加阻力導(dǎo)致的則占三分之二。由此可見,海浪是船失速和危及航行安全的最主要因素。

洋流

洋流是海水具有穩(wěn)定流向、流速的水平流動(dòng)。它主要受大氣環(huán)流的影響,同時(shí)還受海底地貌、海陸岸形和島嶼等因素的影響。

洋流主要會影響船的航速和航跡。

對船來說,從一處到另一處,歸根到底是看它相對于海底位置走了多遠(yuǎn),或者說能走多快——而這個(gè)“能走多快”,是同時(shí)取決于船自己的速度以及洋流的速度,簡單說就是:順流增加船速,逆流降低船速。極端一點(diǎn)舉例,如果是逆水行舟又水流湍急,就像搭上反方向的扶梯,船明明努力往前開,實(shí)際上卻在向后退。

除了順流或逆流會造成“前后”方向的船速變化,不同角度的洋流還會影響船的航跡。像橫流主要影響航跡,會讓船偏離原來的航線;而其他角度的洋流,會既影響航速又影響航跡。

霧是影響海上能見度的主要因素之一。我們知道,在陸地上開車,如果遇到霧天也會更容易發(fā)生追尾等事故;在海上航行,如果遇到霧,也會增加很多風(fēng)險(xiǎn),稍有不慎,就會發(fā)生偏航、觸礁、擱淺或碰撞的危險(xiǎn)。

英國倫敦航海學(xué)校的一位船長曾統(tǒng)計(jì)了1958-1974年間的所有海上碰撞事故,發(fā)現(xiàn)在這2000次事故中,有70%以上是發(fā)生在有霧且能見度不到1海里的情況下。因此,在跨洋航線的選擇中,霧是需要著重避開的因素之一。

可是,某些海域可能全年都有霧,跨洋航線要想完全避開這些霧區(qū)又不可能;另外,大霧一般發(fā)生在冷熱氣流相交的地方,可這種帶有大量水汽的暖流與寒流交匯不僅會產(chǎn)生霧,還可能會造就營養(yǎng)豐盛之處,所以也往往是大漁場的所在地。魚汛期間,漁船云集,加上霧滴濃密,會讓航行條件變得更加惡劣——要完全避離霧區(qū)并不現(xiàn)實(shí),所以在任何航行條件下都要有短時(shí)的霧航準(zhǔn)備。

海冰和冰山

冬季,船在高緯度航行時(shí),常常會受到海冰(由海水冰凍而成,是咸水冰,冰點(diǎn)隨鹽度增加而下降)和冰山(一般在陸地上形成,是淡水冰)的影響。

海冰密度比海水小,會漂浮在海面上,看上去可能不大,但其實(shí),在水下的體積遠(yuǎn)大于水面上的體積,因此對船的威脅很大,輕則會使船體、推進(jìn)器和舵裝置受到損傷,嚴(yán)重時(shí)還會造成船的傾覆。

極地附近的冰川斷裂后,會產(chǎn)生很多冰塊,其中那些高出海面5米以上的冰塊,就是我們說的“冰山”。冰山可以是漂浮的,也可以是擱淺的,形狀不一,有的看起來像個(gè)尖頂,有的看起來像個(gè)小島。

生活中,我們會用“冰山一角”來做比喻,形容看不見的問題比看得見的問題更大——而在真實(shí)的冰山這里,也確實(shí)如此:那些露出海面的冰山高度,一般只占總高度的五分之一甚至七分之一,換句話說,海面底下的冰山高度是露出海面的4倍甚至6倍,而且潛伏在水下的冰山會像暗礁或淺灘一樣伸展得很遠(yuǎn),可能看起來離冰山還有很長一段距離,其實(shí)在海面之下,船已經(jīng)很接近甚至可能撞上了冰山的底部。所以說,接近冰山航行是非常危險(xiǎn)的,航行中應(yīng)盡量避開冰山。

你看,我們在規(guī)劃航線的時(shí)候,除了要考慮自身的需求,還要服從大自然的規(guī)律和隨之而來的各種環(huán)境因素,就像我們之所以是現(xiàn)在的樣子,也是自身和環(huán)境互相作用的結(jié)果。規(guī)劃人生航線如此,規(guī)劃海上航線也一樣。

來源: 海軍大連艦艇學(xué)院

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