что такое видимый горизонт
§ 5. ДАЛЬНОСТЬ ВИДИМОСТИ
Видимый горизонт
Видимый горизонт, в отличие от истинного горизонта, представляет собой окружность, образованную точками касания лучей, проходящих через глаз наблюдателя касательно к земной поверхности. Представим, что глаз наблюдателя (рис. 8) находится в точке А на высоте ВА=е над уровнем моря. Из точки А можно провести бесчисленное количество лучей Ac, Ac¹, Ас², Ас³ и т. д., касательных к поверхности Земли. Точки касания с, с¹ с² и с³ образуют окружность малого круга.
Сферический радиус Вс малого круга с с¹с²с³ называется теоретической дальностью видимого горизонта.
Величина сферического радиуса находится в зависимости от высоты глаза наблюдателя над уровнем моря.
Так, если глаз наблюдателя будет находиться в точке A1 на высоте ВА¹ = е¹ над уровнем моря, то и сферический радиус Вс’ будет больше сферического радиуса Вс.
Чтобы определить зависимость между высотой глаза наблюдателя и теоретической дальностью его видимого горизонта, рассмотрим прямоугольный треугольник АОс:
Ас² = АО² — Ос²; АО = OB + е; OB = R,
тогда АО = R + е; Ос = R.
Вследствие незначительности высоты глаза наблюдателя над уровнем моря по сравнению с размерами радиуса Земли длину касательной Ас может принять равной величине сферического радиуса Вс и, обозначив теоретическую дальность видимого горизонта через D T получим
Учитывая, что высота глаза наблюдателя е на судах не превышает 25 м, a 2R = 12 742 220 м, отношение е/2R настолько мало, что без ущерба для точности им можно пренебречь. Следовательно,
так как е и R выражаются в метрах, то и Dт получится тоже в метрах. Однако действительная дальность видимого горизонта всегда больше теоретической, так как луч, идущий от глаза наблюдателя к точке, находящейся на земной поверхности, из-за неодинаковой плотности слоев атмосферы по высоте преломляется.
Величина угла земной рефракции не является постоянной и зависит от преломляющих свойств атмосферы, которые изменяются от температуры и влажности воздуха, количества в воздухе взвешенных частиц. В зависимости от времени года и даты суток она также изменяется, поэтому действительная дальность видимого горизонта по сравнению с теоретической может увеличиваться до 15%.
В навигации увеличение действительной дальности видимого горизонта по сравнению с теоретической принимают 8%.
Чтобы получить Dе в морских милях (принимая R и е в метрах), радиус земли R, так же как и высоту глаза е, делим на 1852 (1 морская миля равна 1852 м). Тогда
Чтобы получить результат в километрах, вводим множитель 1,852. Тогда
дл я облегчения расчетов по определению дальности видимого горизонта в табл. 22-а (МТ—63) дана дальность видимого горизонта в зависимости от е, в пределах от 0,25 до 5100 м, рассчитанная по формуле (4а).
Если действительная высота глаза не совпадает с числовыми значениями, указанными в таблице, то дальность видимого горизонта может быть определена линейным интерполированием между двумя близкими к действительной высоте глаза величинами.
Дальность видимости предметов и огней
Дальность видимости предмета Dn (рис. 9) будет складываться из двух дальностей видимого горизонта, зависящих от высоты глаза наблюдателя (D e ) и высоты предмета (D h ), т. е.
Она может быть определена по формуле
где h — высота ориентира над уровнем воды, м.
Для облегчения определения дальности видимости предметов пользуются табл. 22-в (МТ—63), рассчитанной по формуле (5а): Чтобы определить по этой таблице, с какого расстояния откроется предмет, необходимо знать высоту глаза наблюдателя над уровнем воды и высоту предмета в метрах.
В пособиях по судовождению — на картах, в лоциях, в описаниях огней и знаков — дальность видимости предметов DK указывается при высоте глаза наблюдателя 5 м (на английских картах — 15 футов).
В том случае, когда действительная высота глаза наблюдателя другая, необходимо ввести поправку AD (см. рис. 9).
Пример. Дальность видимости предмета, указанная на карте, DK = 20 милям, а высота глаза наблюдателя е = 9 м. Определить действительную дальность видимости предмета D n с использованием табл. 22-а (МТ —63). Решение.
В ночное время дальность видимости огня зависит не только от его высоты над уровнем воды, но также от силы источника освещения и от разряда осветительного аппарата. Обычно осветительный аппарат и сила источника освещения рассчитываются таким образом, чтобы дальность видимости огня ночью соответствовала действительной дальности видимости горизонта с высоты огня над уровнем моря, но бывают и исключения.
Поэтому огни имеют свою «оптическую» дальность видимости, которая может быть больше или меньше дальности видимости горизонта с высоты огня.
В пособиях по судовождению указывается действительная (математическая) дальность видимости огней, но если она больше оптической, то указывается последняя.
Дальность видимости береговых знаков судоходной обстановки зависит не только от состояния атмосферы, но и от многих других факторов, к которым относятся:
а) топографические (определяются характером окружающей местности, в частности преобладанием того или иного цвета в окружающем ландшафте);
б) фотометрические (яркость и цвет наблюдаемого знака и фона, на котором он проектируется);
в) геометрические (расстояние до знака, его размеры и форма).
Судоводитель обычно пользуется уже рассчитанными данными для береговых и плавучих знаков судоходной обстановки, приведенными в пособиях (картах, лоциях и т. д.).
В расчетах дальности видимого горизонта и видимости предметов, сделанных выше, предполагалось, что погода ясная. Однако состояние погоды не всегда соответствует такому условию, поэтому судоводитель должен учитывать, что при ухудшении видимости горизонт наблюдателя может значительно суживаться и соответственно уменьшаться дальность видимости различных предметов.
Что такое горизонт?
Произнося слово «горизонт», приходит только одно основное значение этого слова. Возникают приятные ощущения и воспоминания прекрасных картин.
Смотря вдаль, взгляд сталкивается с линией, которую называют горизонтом. Ответить на вопрос, что такое горизонт, можно очень просто. Горизонт – это видимое место, где небо соприкасается с землей или водным пространством. Горизонтом называют всё, что видно вокруг. На самом деле горизонт – это видимая поверхность земли вокруг нас. А место, где небо сходится с землею или водной гладью, называется линией горизонта.
Находясь на ровном пространстве можно смотреть вдаль от себя в разные стороны на расстояние около двух трех метров. При этом если подняться повыше, то и линии обзора увеличатся, горизонт расширится. До линии горизонта невозможно дойти, постоянно пытаясь приблизиться к ней, она будет отдаляться.
Горизонт различают по четырем направлениям: северному, южному, западному и восточному. Также не стоит забывать про северо-восточный, юго-западный, юго-восточный и северо-западный части горизонта – это его промежуточные величины. Правильно распознавать стороны горизонта на любой местности это означает ориентироваться в пространстве. В городе и в лесу достаточно сложно определить стороны горизонта, так как видимая поверхность схождения земли с небом закрыта в одном случае постройками, в другом деревьями.
Наличие горизонта доказывает окружность земного шара, так как к краям линии немного закругляются.
Как определить стороны горизонта
Для того чтобы хорошо ориентироваться на местности необходимо правильно определять стороны горизонта.
Когда солнце расположено в южной стороне неба, то это полдень. Тени падают в северную сторону. Повернувшись лицом к северу, за спиной останется юг. По правую руку будет восток, а по левую – запад. Давайте рассмотрим, как определить стороны горизонта?
Для того чтобы лучше ориентироваться на местности люди создали компас. Компас устроен достаточно просто. Циферблат с указанием направления севера, юга, востока и запада. В центр крепится стальная намагниченная стрелка, которая всегда показывает на север. После того, как при помощи компаса был определен север, определить остальные стороны будет легче.
Воображаемый горизонт
Горизонт у каждого человека свой и поэтому он называется воображаемый. Все зависит от положения, из которого человек пытается увидеть линию горизонта: сидит, стоит, находится на какой-либо возвышенности. Горизонт всегда находится на уровне человеческих глаз и напрямую зависит от того, в каком положении находится человек. Поэтому для человека, поднявшегося на возвышенность: гору, последний этаж жилого дома – горизонт будет виден дальше, чем у того, кто решил сесть на землю. При обнаружении собственного горизонта впоследствии закономерно то, что объект, который находится ниже линии горизонта, видится сверху, а объект, который расположен выше линии горизонта, видится снизу.
Если при наблюдении возникают какие-либо горизонтальные линии, то при удалении или приближении эти линии либо поднимаются к горизонту, либо опускаются к нему, но никогда не пересекут горизонт.
Как определить видимый горизонт
Для того чтобы определить видимый горизонт понадобиться стакан с водой.
Стакан, наполняется до краев водой, поднимается на уровень глаз, таким образом, чтобы вода в стакане слилась с краями стакана. Это и будет видимый горизонт в данном случае.
Каждый художник в своих картинах использует линии горизонта в независимости, что изображается на картине. За горизонт берется определенная линия или точка и на основании неё располагаются дальнейшие объекты, которые рисуются либо сверху, если они находятся выше обозначенного места, либо снизу.
Горизонт на картинах добавляет пропорциональности предметам и фигурам, тем самым выравнивая их восприятие.
Также горизонт используется фотографами для придания снимкам особенной замысловатости. В основном используется понятие заваленный горизонт. В данной форме изображение на фотографии получается слишком наклоненным в одну сторону, как будто во время съемки фотограф или фотоаппарат падал.
На самом деле значения у слова горизонт намного больше и понятие это распространилось достаточно широко и находит место практически в любой сфере деятельности.
Горизонт в философии
В философии горизонт имеет две стороны по отношению к одному объекту: внешнюю и внутреннюю. Внешняя сторона показывает связь объекта с окружающим миром. Внутренняя сторона указывает на взаимодействие с каким-либо определенным объектом или предметом. Внешний и внутренний горизонты в зависимости от ситуации могут пересекаться. Взаимосвязь внешнего и внутреннего горизонта позволяет проанализировать конструктивные возможности потенциальных действий. Основная цель анализа слияние всех возможных потенциально конструктивных решений.
Горизонт ожидания
Такой термин может использоваться в литературе. Читатель, видя перед собой книгу и её название, а также рецензию или описание про что книга, ожидает определенного сюжета или событий, настраивается на какие-либо мысли и чувства. После прочтения произведения складывается общее мнение о нем. И тогда сравнивается реальное ощущение от прочтения с тем самым первым впечатлением – горизонтом ожидания.
Горизонт ожидания для авторов это читатели и критики.
Несовпадение горизонта ожидания с прочтенным литературным произведением вызывает непонимание написанного и влечет за собой потерю интереса к произведению.
Основная задача возвышенной литературы – повысить качество и уровень горизонта ожидания. Необходимо расширение спектра эмоций и чувств читателя.
Горизонт и инвестиции
Горизонт для инвестиций это определенное количество времени, как правило, строго ограниченное, за которое необходимо достигнуть определенный результат:
Инвестиционный горизонт для каждого свой и достигается различными способами. Основа инвестиционного горизонта это:
Горизонт имеет еще одно значение. В почвоведении значение слова применяют для того, чтобы охарактеризовать слои почвы и установить возраст пластов любой породы. Почвенный горизонт это вертикальный разрез вглубь земной коры. Основа изучения это то, как формировался грунт на протяжении определенного времени. В процессе изучения почв определяется состав и возраст почвы.
ВИДИМЫЙ ГОРИЗОНТ И ЕГО ДАЛЬНОСТЬ
Рис. 4 Основные линии и плоскости наблюдателя
Рис.5. Дальность видимости горизонта
В результате рефракции наблюдатель видит линию горизонта в направлении АС / (рис. 5), касательном к дуге АС. Эта линия приподнята на угол r над прямым лучом АВ. Угол r также называется земной рефракцией. Угол d между плоскостью истинного горизонта НН / и направлением на видимый горизонт называется наклонением видимого горизонта.
ДАЛЬНОСТЬ ВИДИМОСТИ ПРЕДМЕТОВ И ОГНЕЙ. Дальность видимого горизонта позволяет судить о видимости предметов, находящихся на уровне воды. Если предмет имеет определенную высоту h над уровнем моря, то наблюдатель может обнаружить его на расстоянии:
На морских картах и в навигационных пособиях приводится заранее вычисленная дальность видимости огней маяков Dk с высоты глаза наблюдателя 5 м. С такой высоты De равна 4,7 мили. При е, отличной от 5 м, следует вносить поправку. Её величина равна:
Тогда дальность видимости маяка Dn равна:
Дальность видимости предметов, расчитанная по данной формуле, называется геометрической, или географической. Вычисленные результаты соответствуют некоторому среднему состоянию атмосферы в дневное время суток. При мгле, дожде, снегопаде или туманной погоде видимость предметов, естественно, сокращается. Наоборот, при определенном состоянии атмосферы рефракция может быть очень большой, вследствие чего дальность видимости предметов оказывается значительно больше рассчитанной.
Дальность видимого горизонта. Таблица 22 МТ-75 :
Таблица вычислена по формуле:
Де =2.0809 
,
Входя в табл. 22 MT-75 с высотой предмета h над уровнем моря, получают дальность видимости этого предмета с уровня моря. Если к полученной дальности прибавить дальность видимого горизонта, найденную в той же таблице по высоте глаза наблюдателя е над уровнем моря, то сумма этих дальностей составит дальность видимости предмета, без учета прозрачности атмосферы.
Для получения дальности радиолокационного горизонта Дp принято выбранную из табл. 22 дальность видимого горизонта увеличивать на 15%, тогда Дp=2.3930 
. Эта формула справедлива для стандартных условий атмосферы: давление 760 мм, температура +15°C, градиент температуры — 0.0065 градуса на метр, относительная влажность, постоянная с высотой, 60%. Любое отклонение от принятого стандартного состояния атмосферы обусловит частичное изменение дальности радиолокационного горизонта. Кроме того, эта дальность, т. е. расстояние, с которого могут быть видны отраженные сигналы на экране радиолокатора, в значительной степени зависит от индивидуальных особенностей радиолокатора и отражающих свойств объекта. По этим причинам пользоваться коэффициентом 1.15 и данными табл. 22 следует с осторожностью.
Сумма дальностей радиолокационного горизонта антенны Лд и наблюдаемого объекта высотой А представит собой максимальное расстояние, с которого может вернуться отраженный сигнал.
Дальность видимости предмета можно определить также по номограмме, помещенной на вкладыше (приложение 6). MT-75
Пример 2.Найти радиолокационную дальность объекта высотой h=122 м, если действующая высота радиолокационной антенны Hд= 18.3 м над уровнем моря.
Решение. Из табл. 22 выбирают дальности видимости объекта и антенны с уровня моря соответственно 23.0 и 8.9 мили. Суммируя эти дальности и умножая их на коэффициент 1.15, получают, что объект при стандартных условиях атмосферы, вероятно, будет обнаружен с расстояния 36.7 мили.
Видимый горизонт, дальность видимого горизонта
Видимое с судна водное пространство ограничивается окружностью, образованной кажущимся пересечением небесного свода с поверхностью воды. Эта окружность называется видимым горизонтом наблюдателя. Дальность видимого горизонта зависит не только от высоты расположения глаз наблюдателя над водной поверхностью, но и от состояния атмосферы.
Рис 39. Дальность видимости предмета
Судоводитель всегда должен знать, как далеко он видит горизонт в разных положениях, например, стоя у штурвала, на палубе, сидя и т. п.
Дальность видимого горизонта определяется по формуле:
d = 2,08 
или, приближенно, для высоты глаза наблюдателя менее 20 м по формуле:
d = 2 ,
где d — дальность видимого горизонта в милях;
h — высота глаза наблюдателя, м.
Пример. Если высота глаза наблюдателя h = 4 м, то дальность видимого горизонта 4 мили.
Дальность видимости наблюдаемого предмета (рис. 39), или, как ее называют, географическая даль ность D n , является суммой дальностей видимого горизонта с высоты этого предмета Н и высоты глаза наблюдателя А.
Дальность видимости предметов, расположенных выше уровня воды, можно определить по формуле:
D n = 2,08( 
+ ).
Пример. Высота маяка H = 1б,8 м, высота глаза наблюдателя h = 4 м.
Решение. D n = l 2,6 мили, или 23,3 км.
Дальность видимости предмета определяется также приближенно по номограмме Струйского (рис. 40). Прикладывая линейку так, чтобы одной прямой были соединены высоты, соответствующие глазу наблюдателя и наблюдаемому предмету, получают на средней шкале дальность видимости.
Пример. Найти дальность видимости предмета высотой над уровнем моря в 26,2 м при высоте глаза наблюдателя над уровнем моря в 4,5 м.
Решение. D n = 15,1 мили (пунктирная линия на рис. 40).
На картах, лоциях, в навигационных пособиях, в описании знаков и огней дальность видимости дана для высоты глаза наблюдателя 5 ж от уровня воды. Так как на маломерном судне глаз наблюдателя расположен ниже 5 м, для него дальность видимости будет меньше обозначенной в пособиях или на карте (см. табл. 1).
Пример. На карте обозначена дальность видимости маяка в 16 миль. Это значит, что наблюдатель увидит этот маяк с расстояния 16 миль, если его глаз будет на высоте 5 м над уровнем моря. Если же глаз наблюдателя находится на высоте 3 м, то видимость соответственно уменьшится на разность дальности видимости горизонта для высот 5 и 3 м. Дальность видимости горизонта для высоты 5 м равна 4,7 мили; для высоты 3 м — 3,6 мили, разность 4,7 — 3,6=1,1 мили.
Следовательно, дальность видимости маяка будет равна не 16 милям, а только 16 — 1,1 = 14,9 мили.
Рис. 40. Номограмма Струйского
Дата добавления: 2015-12-08 ; просмотров: 754 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Видимый горизонт и дальность видимости
Расчет видимого горизонта и дальности видимости в зависимости от высоты наблюдателя и наблюдаемого объекта.
Калькулятор ниже предназначен для расчета видимого горизонта и дальности видимости в зависимости от высоты наблюдателя и наблюдаемого объекта. Под ним, как водится, немного теории.
Видимый горизонт и дальность видимости
Видимый горизонт
Так как земля изогнута, наблюдателю, находящемуся, например, в море, представляется, что он находится в центре круга, по краям которого небо как бы смыкается с морской поверхностью. Эта окружность и называется видимым горизонтом наблюдателя. На картинке слева видимый горизонт обозначен пунктирной линией. То есть для наблюдателя, находящегося в точке А на высоте h от земли, видимый горизонт будет образован всеми точками касания лучей зрения земной поверхности (угол BCO равен 90 градусов).
Говоря о видимом горизонте чаще всего имеют в виду длину d отрезка BC. Длину d легко вывести из теоремы Пифагора.
В реальной жизни на стороне человека выступает атмосфера. Она, благодаря явлению рефракции, то есть преломлению лучей в верхних слоях атмосферы, расширяет его горизонты примерно на 6% 🙂
Формула, таким образом, принимает вид
В принципе, везде (по крайней мере, насколько я находил в Интернете) для расчетов используют упрощенную формулу, из которой исключен радиус Земли. Она, кстати, вполне выводится из верхней.
, для результата в морских милях или
, для результата в километрах
Дальность видимости
Дальность видимости предметов определяется наибольшим расстоянием, на котором наблюдатель увидит вершину наблюдаемого объекта на линии горизонта. Как видно из рисунка, она зависит как от высоты наблюдателя, так и от высоты наблюдаемого объекта. Собственно, это сумма дальности видимого горизонта наблюдателя и дальности видимого горизонта наблюдаемого объекта. Это довольно важный параметр для навигации.
В калькуляторе я ее вычисляю, а на практике, насколько я понимаю, дальности видимости береговых ориентиров указываются во всяческих лоциях, мореходных таблицах и тому подобном для высоты наблюдателя, равной пяти метрам. Для поправки на фактическую высоту наблюдателя используется «номограмма для расчета дальности видимости предметов в море в дневное время при среднем состоянии атмосферы».