ABC

Mila morska

W czasach powszechnej unifikacji, jednolitych systemów miar i wag oraz międzynarodowych uzgodnień na temat obowiązujących standardów, żeglarska miara odległości jaką jest mila, jawi się jako anachronizm i wynaturzenie. A jednak magiczna liczba 1852 ciągle czaruje wszystkich ludzi związanych z morzem. Taka jest długość w metrach jednej mili morskiej. Wartość tę możemy sprawdzić dzieląc 40 milionów metrów  przez 21600 minut obwodu koła.

Na morzu, w odróżnieniu od lądu, ciągle popularne są miary kątowe – kurs kompasowy i jego poprawki, wysokość słońca czy gwiazd, kąt pionowy z wysokości latarni morskiej czy wreszcie pozycja geograficzna to wszystko kąty wyrażane w stopniach.

Obwód Ziemi można podać w mierze metrycznej i wynosi on około 40 tysięcy kilometrów, ale wygodniej jest podać go w mierze kątowej - 360°. Każdy stopień dzieli się na 60 minut, a każda minuta na 60 sekund i i nazwy te zawsze będą się kojarzyć z upływającym czasem. Bo również czas może być miarą przebytej drogi i dla obwodu Ziemi wynosi on 24 godziny. Długość geograficzna może być więc wyrażana zarówno różnicą czasu między południkiem Greenwich, a południkiem naszej pozycji jak i kątem między wspomnianymi południkami.

Mila morska została zdefiniowana jako kąt równoważny jednej minucie szerokościowej czyli jednej sześćdziesiątej stopnia Koła Wielkiego. Kołem Wielkim jest Równik i wszystkie południki. Równoleżniki natomiast zmniejszają swoją długość w miarę posuwania się ku biegunom, choć wartość kątowa (360°) pozostaje ciągle ta sama.

   Dopóki rozpatrujemy Ziemię jako sferę stopień szerokościowy i długościowy niczym się nie różnią. Problem powstaje, gdy mamy morza i lądy odwzorować na mapie. Najpopularniejszy system wprowadzony w XVI przez holenderskiego kartografa Gerharda Kremera zwanego Merkatorem , do dziś powszechnie używany,  polega na rzucie siatki geograficznej Ziemi na walec stykający się z nią wzdłuż linii Równika

 

Zasada rzutu Merkatora

   Jak widać z rysunku mapa Merkatora daje prostopadłość równoleżników i południków, a więc zachowuje wierność kątów, ale w miarę posuwania się ku biegunom zniekształca odległości i kontury rozciągając skalę szerokościową w stosunku do niezmiennej długości. Mówiąc inaczej łuki na równoleżnikach zawarte pomiędzy południkami zmniejszają się od Równika ku biegunom, a na mapie są sobie równe. Zjawisko to zwane jakże trafnie zboczeniem nawigacyjnym przyprawia o ból głowy początkujących nawigatorów.

Praktycznym efektem stosowania map Merkatora w nawigacji jest korzystanie z bocznych podziałek kątowych (szerokościowych ), a nie dolnych / górnych (długościowych). Bowiem zależnie od tego jak daleko znajdujemy się od Równika mila morska czyli minuta szerokościowa będzie miała na mapie inną długość w stosunku do minuty długościowej.

  Słynna żeglarka brytyjska Naomi James, która w swoim czasie przegrała z Polką Krystyną Chojnowską Liskiewicz, prymat w samotnym okrążeniu świata, na początku swojego rejsu  podawała drogą radiową swoje aktualne pozycje, ale przebiegi dobowe wykazywały dziwne nieregularności.. Dopiero jej mąż Robert, doświadczony nawigator, przekazał jej przez radio, żeby zwracała uwagę, gdzie odmierza odległości…

 

Pomiar odkległości na mapie. Odcinek A-B wynosi 3,3 mili, C-D 2,6 mili.

   Odległości na mapie nanosi się lub odczytuje z pomocą cyrkla nawigacyjnego zwanego czasem Kroczkiem - dłuższy odcinek wygodniej jest mierzyć wielokrotnością okrągłej liczby mil (np.5 , 10 lub 20) i wtedy cyrkiel „kroczy” po mapie, a nawigator sumuje ilość odcinków.

   Marynarze wracający do kraju z długich rejsów lubią zachodzić do kabiny nawigacyjnej, by cyrklem kroczkiem zmierzyć osobiście odległość dzielącą ich od macierzystego portu.

 

Cyrkiel kroczek typu "cebula" - dłonią ściska się wyoblenie, palcami nóżki cyrkla.

   Przebyte po wodzie mile odczytuje się z urządzeń zwanych logami. W zasadzie mierzą one prędkość chwilową (spidometry), ale w zależności od typu urządzenia  jest też odczyt przebytej odległości. Inna sprawa, że nawigator musi uwzględnić poprawki na wiatr i prąd, by uzyskać rzeczywiście przebytą drogę nad dnem. Na jachtach stosuje się najczęściej pod dnem małe plastikowe propelerki z wtopionym elementem magnetycznym – w wyniku ruchu śrubka się obraca, a czujnik zlicza impulsy przeliczając je na wskazania szybkości i przebytej drogi.

   W logach mechanicznych, nie stosowanych już dzisiaj, metalowa bomba ze skrzydełkami holowana była za rufą statku, a jej obroty przenoszone przez linkę napędzały licznik zamocowany na rufie. Miałem takie urządzenie na Polonezie, ale jakaś większa ryba wzięła błyszczącą śrubę za zdobycz i główny element logu straciłem.

   O historycznym już logu ręcznym opowiem przy okazji tematu „węzły”, natomiast warto wspomnieć, że do niedawna żeglarze stosowali log burtowy, który polegał na wyrzucaniu jakiegoś przedmiotu przed dziób (np. butelki na lince) i mierzeniu czasu (stoperem) w jakim ten przedmiot przebędzie drogę od dziobu do rufy.

   Rozterki nawigatora co do rzeczywiście przebytej drogi nad dnem rozwiązuje dziś stacjonarny lub ręczny GPS sumując błyskawicznie przebytą drogę między jedną a drugą pozycją uzyskaną z odczytów sygnałów przelatujących satelitów.

Wielką zaletą tych urządzeń jest możliwość określenia odległości do znanych i uprzednio wprowadzonych do pamięci punktów pośrednich lub docelowych zwanych z angielska waypoints. Istnieją już dziś w sprzedaży całe zbiory owych waipointów z różnych akwenów wyznaczające zwrotne punkty żeglugi lub określające podejścia do określonych portów. Można też samemu wpisać długość i szerokość geograficzną punktu, do którego zmierzamy, by w trakcie dalszej żeglugi cały czas kontrolować ile mil (i w jakim namiarze) jeszcze nam pozostało. To samo urządzenie wskaże nam ile  pozostało nam czasu do końca rejsu przy zachowaniu danej prędkości.

   Mimo tych wszystkich nowoczesnych udogodnień nadal stałym elementem współczesnej nawigacji jest mapa, cyrkiel i określona ilość mil przebytej lub planowej drogi. I nikt jakoś się nie martwi ile to jest kilometrów .