Szkoła żeglarstwa 4winds – Nawigacja klasyczna 1/9

W dobie odbiorników GPS, radarów, ploterów, map elektronicznych, samosterów i innych tego typu „ułatwiaczy”, nie możemy zapomnieć o fundamentalnej umiejętności każdego żeglarza – nawigacji klasycznej. Zrozumienie wskazań „elektroniki” wymaga od nas choćby podstaw tej wiedzy.

Oś obrotu Ziemi wyznacza nam bieguny geograficzne

Kształt Ziemi po "wypompowaniu" wody przypomina bardziej „ziemniaka” niż kulę

Tak przebiegałyby południki magnetyczne, gdyby Ziemia była kulą

Poza tym – urządzenia elektroniczne bywają zawodne. Istotne też są kwestie prawne. Jeżeli bowiem dojedzie do wypadku żeglugowego z naszym udziałem, nikt nie poprosi nas o pamięć naszego plotera, ale o mapę i dziennik jachtowy. Nie zapominajmy także, że jesteśmy następcami Magellanów i Kolumbów, którzy to przy pomocy prostych przyrządów zaglądali za horyzont i odkrywali nowe lądy. Pragmatyzm, a z drugiej strony dziedzictwo, obligują nas do poznania tego wszystkiego, co związane jest z nawigacją. Korzystajmy z dobrodziejstw techniki, ale pamiętajmy, że to nie ona czyni z nas żeglarzy, lecz nasza wiedza i umiejętności.

Spotkanie z nawigacją klasyczną zaczniemy od kilku podstawowych informacji o naszej starej dobrej Ziemi. W celu wyjaśnienia pewnych procesów stosować będziemy niekiedy istotne uproszczenia.

Ziemia to trzecia planeta Układu Słonecznego obiegająca Słońce i obracająca się wokół własnej osi nachylonej do obity okołosłoneczne pod kątem 23,5°. Okres obiegu wokół Słońca wynosi 365 dni 6 godzin 9 minut 9,54 sekundy, a średnia prędkość obiegu 29,78 km/s. Obwód Ziemi wynosi 40 070 km. Prędkość obrotu 1674,4 km/h. Okres obrotu to 23 h 56 minut 41 sekund. Przez jedną godzinę Ziemia obraca się w przybliżeniu o 15°, a w okresie czterech minut o 1°. Oś obrotu Ziemi wyznacza północny (Ng) i południowy (Sg) biegun geograficzny.

Ziemia jest też jednym wielkim magnesem. Zbudowana jest ze skał, metali i innych pierwiastków posiadających różne właściwości magnetyczne. Na skutek ruchu obrotowego i siły Coriolisa w jej płynnym jądrze powstają wirowe prądy elektryczne, tworzące pole magnetyczne. Ziemia nie jest też kulą, jak to z zasady jest przyjęte, ale nie jest też płaska. Jej kształt określany bywa jako geoida (z greckiego: gea – Ziemia, eidos – wygląd) lub elipsoida obrotowa (kula, która na skutek ruchu obrotowego jest lekko spłaszczona na biegunach). W rzeczywistości jednak, gdyby z powierzchni Ziemi „wypompować” wodę okazałoby się, że bardziej przypomina ona nieforemny głaz lub „ziemniaka” niźli kulę. Ma to istotny wpływ na układ linii ziemskiego pola magnetycznego. To wzdłuż tych linii bowiem układa się igła kompasu. Wskazuje ona północny i południowy biegun magnetyczny – miejsca, gdzie linie ziemskiego pola magnetycznego (południki magnetyczne) „wychodzą” i „zbiegają” się”. W związku jednak z tym, że Ziemia nie jest kulą, południki te nie biegną prosto, lecz załamują się w różnych miejscach. To załamanie zależne jest np. od odległości jądra Ziemi od powierzchni, składu skorupy ziemskiej w danym miejscu, występowania złóż ferromagnetycznych itp. Tak więc igła kompasu, która układa się zgodnie z przebiegiem linii pola magnetycznego, w różnych miejscach na świecie będzie wskazywać inny kierunek.

Co prawda poruszając się wzdłuż danego południka magnetycznego ostatecznie dotarlibyśmy do bieguna magnetycznego (południowego lub północnego), ale nie zawsze byłaby to droga najkrótsza. Ponadto bieguny magnetyczne i geograficzne nie pokrywają się. Rozbieżności w ich położeniu są dość duże.

Różnice w lokalizacji biegunów magnetycznych i geograficznych w roku 2010

Co więcej, bieguny magnetyczne stale zmieniają swoje położenie. Wędrują z prędkością około 15 km rocznie. Tak więc cały czas zmienia się też układ południków magnetycznych! Co to oznacza? Kompas w tym samym miejscu co rok będzie wskazywał inny kierunek północy magnetycznej! Oczywiście kompas ułoży nam się zgodnie z przebiegiem południków pod warunkiem, że nie będą na niego oddziaływać inne pola magnetyczne. A takie pole posiada sam jacht, a właściwie jego namagnesowane elementy (o czym dalej). W nawigacji będziemy się spotykać z trzema rodzajami kierunków północy. Wyznaczać nam je będą północny biegun magnetyczny tzw. północ magnetyczna, północny biegun geograficzny tzw. północ geograficzna, rzeczywista lub właściwa (Ng) i tzw. północ kompasowa – kierunek wskazywany przez kompas.

Wskazanie igły kompasu w różnych miejscach na świecie i przybliżony układ południków magnetycznych w roku 2010

Trzy rodzaje kierunków północy

Jednym z podstawowych zadań nawigatora jest umiejętne wskazanie poszczególnych kierunków i ich uwzględnianie w wyznaczaniu kursów i namiarów, czym też będziemy się zajmować w kolejnych odcinkach.

Kpt. Krzysztof Piwnicki
4WINDS szkoła żeglarstwa