حرية التصرف

الانحراف هو مقدار حركة الانجراف إلى اتجاه الريح لجسم عائم في الماء بسبب مكون متجه الرياح العمودي على حركة الجسم الأمامية. ^[1] يعرّف الملحق الوطني للبحث والإنقاذ لدليل البحث والإنقاذ الجوي والبحري الدولي الانحراف بأنه "حركة جسم البحث عبر الماء بسبب الرياح التي تهب على الأسطح المكشوفة". ^[2] ومع ذلك، فإن الحركة الكلية الناتجة لجسم ما تتكون من انجراف الانحراف وحركة الطبقة العليا من المحيط بسبب التيارات السطحية والتيارات المدية والتيارات المحيطية . ^[3] ستتعرض الأجسام ذات التعرض الأكبر لكل عنصر لانحراف انحراف أكبر وحركة إجمالية عبر الماء من الأجسام ذات التعرض الأقل.

يجب على الملاح أو الطيار على متن السفينة تعديل المسار المنظم للتعويض عن الانحراف عن المسار والأهم من ذلك ضبط المسار والانحراف ، وهو مصطلح شامل للانجراف يتضمن خطأ توجيه السفينة. ^[1] سيؤدي الفشل في إجراء هذه التعديلات أثناء الرحلة إلى نتائج ملاحية ضعيفة. ^{[3] يقدم} كتاب الملاح العملي الأمريكي لبوديتش (1995) دليلاً مجانيًا شاملاً لمبادئ الملاحة.

يمكن تصنيف الجسم إما كجسم نشط، مثل سفينة تبحر عبر مجرى مائي، أو كجسم سلبي، مثل قارب النجاة، أو الحطام العائم، أو شخص في الماء (PIW) (الشكل 3). سيتعرض الجسم السلبي لأكبر قدر من الانجراف، وهو أمر بالغ الأهمية لأولئك المشاركين في عمليات البحث والإنقاذ (SAR) على الممرات المائية الداخلية والمحيطات المفتوحة.

حرية التصرف في البحث والإنقاذ

الشكل 1. العلاقة بين اتجاه الرياح النسبي (RWD) وزاوية الرفع. ^[4]
الشكل 2. العلاقة بين سرعة وزاوية الرفع ومكونات الرفع في اتجاه الريح والرياح العرضية. ^[4]
الشكل 3. هيكل على شكل حرف V بطول 5.5 متر، قارب صغير مفتوح، طوافة نجاة من طراز تولمار تتسع لأربعة أشخاص، وطوافة نجاة من طراز بوفورت تتسع لعشرين شخصًا، وصندوق رصيف سعة متر مكعب واحد. ^[3]

تعريف معلمات التحرر

زاوية الانزياح ( ) $L_{\alpha }$ : اتجاه انزياح الانزياح ناقص الاتجاه الذي تهب نحوه الرياح مع انحراف إلى يمين اتجاه الريح موجب وإلى اليسار سالب. تشير زاوية الانزياح التي تبلغ صفر درجة إلى أن المركبة تنجرف مباشرة في اتجاه الريح. انظر الشكل 1 والشكل 2. ^[4]
متجه سرعة الانزياح (|L| سم/ثانية) : مقدار سرعة الانزياح. تكون سرعة الانزياح موجبة دائمًا. سرعة الانزياح والزاوية هما الإحداثيات القطبية لمتجه سرعة الانزياح. ^[4]
مكونات اتجاه الريح (DWL) والرياح العرضية (CWL) للانزياح : مكونات متجه سرعة الانزياح معبر عنها بإحداثيات مستطيلة بالنسبة لمتجه سرعة الرياح. مكون الرياح العرضية هو انحراف جسم الرادار عن اتجاه اتجاه الريح. مكونات الرياح العرضية الإيجابية هي الانحراف إلى يمين الريح والمكونات السلبية للرياح العرضية هي الانحراف إلى يسار الريح. ^[4]
معدل الانزياح : سرعة الانزياح مقسومة على سرعة الرياح المعدلة إلى مستوى مرجعي يبلغ 10 أمتار. ^[4]
اتجاه الرياح النسبي : الاتجاه الذي تهب منه الرياح، يقاس بالدرجات حول محور محدد ونقطة مرجعية لجسم الرادار ذي الفتحة الصناعية. ^[4]
زاوية التباعد : النطاق التمثيلي لزوايا الانزياح لفئة من الأجسام ذات الانزياح. ويمكن حسابها من خلال الحصول على زاوية الانزياح الصافية بمرور الوقت لمسار انجراف جسم ذي انزياح معين، ثم حساب المتوسط مرة أخرى لسلسلة من مسارات انزياح الانزياح لعدد من الأجسام ذات الانزياح في فئة انزياح، لتحديد متوسط زاوية الانزياح والانحراف المعياري لزاوية الانزياح للفئة. ثم يتم حساب زاوية التباعد على أنها ضعف الانحراف المعياري لزاوية الانزياح، أو المتوسط زائد انحراف معياري واحد لزاوية الانزياح، أو المتوسط زائد انحرافين معياريين لزاوية الانزياح اعتمادًا على الدراسة المعينة. ^[3]

تباعد الهامش

إن أهم عناصر البحث والإنقاذ هي التقييم الدقيق لآخر موقع معروف لجسم البحث والتنبؤ الدقيق بموقعه المستقبلي في ضوء الظروف البيئية الحالية والمتوقعة. ولأن جسم البحث يقع داخل طبقتين حدوديتين ديناميكيتين مع قص رأسي مرتفع في ملفات تعريف سرعة الرياح والتيارات، فقد اقترح فيتزجيرالد وآخرون (1993) تعريفًا عمليًا لحرية التصرف ساعد في توحيد مستويات المرجع الجوي والمحيطي:

"الانحياز هو متجه السرعة لجسم الرادار بالنسبة لاتجاه الريح في جسم البحث أثناء تحركه بالنسبة للتيار السطحي كما تم قياسه بين عمق 0.3 متر و1.0 متر بسبب الرياح (المعدلة إلى ارتفاع مرجعي يبلغ 10 أمتار) والأمواج." ^[5]

هذا التعريف له حدود، لأنه لا يتناول عدم تناسق أجسام البحث غير القياسية. على سبيل المثال، تتجاوز السفن ذات الغاطس العميق و/أو السفن المغمورة العمق المرجعي البالغ 1.0 متر وتتأثر بشكل أكبر بالتيارات بينما تتمتع قوارب الكاياك البحرية و/أو ألواح التزلج على الأمواج بحدود حرة صغيرة جدًا وتتأثر بشكل أكبر بالتيارات التي تحركها الرياح. ^[4]

توازن القوى

تشكل الرياح والتيارات والأمواج توازن القوى لأي جسم منجرف. يجب أن تؤدي المعلومات الكافية عن هذه القوى بالإضافة إلى شكل الجسم المنجرف إلى الانجراف الناتج الصحيح للجسم. لاحظ ريتشاردسون (1997) وبريفيك وألين (2008) ^[6] أن هناك مكونات رفع وسحب هوائية وهيدروديناميكية للرياح والتيار على أجزاء الجسم المعرضة للهواء والتيار. ^[6]^[7] يصور الشكلان 1 و 2 مكونات الانزياح المختلفة. المكون الأكبر لانزياح الانزياح هو مكون اتجاه الريح، والذي يمكن مقارنته بالسحب الهيدروديناميكي والديناميكي الهوائي. من الأهمية بمكان تضمين مكون الانزياح العمودي على مكون اتجاه الريح المسمى مكون الرياح المتقاطعة لانزياح الانزياح، والذي يمكن مقارنته بالرفع الهيدروديناميكي والديناميكي الهوائي. ^[6] يتسبب مكون الرياح المتقاطعة في انحراف جسم الانزياح عن اتجاه الريح المستقيم. يعتمد انحراف الانزياح على جسم البحث بالإضافة إلى البيئة. علاوة على ذلك، فإن التوجه الأولي للكائن بالنسبة للرياح سيغير مسار الكائن. ومن غير المعروف ما إذا كان الكائن الذي يتم البحث عنه سينحرف إلى اليمين أو اليسار من اتجاه الريح، وبالتالي فإن نطاق قيم تباعد الريح مهم في تحديد المسار الفعلي. ^[3]

طرق قياس التحرر

توجد طريقتان لقياس مدى حرية حركة الأجسام المنجرفة: غير مباشرة ومباشرة. استخدمت جميع الدراسات التي أجريت قبل عام 1993 باستثناء اثنتين الطريقة غير المباشرة (بريفيك وآخرون، 2011). ^[8]

الطريقة غير المباشرة

تقدر الطريقة غير المباشرة الانحياز عن طريق طرح متجه التيار البحري من متجه الإزاحة الكلي لتقدير متجه الانحياز. كانت هذه الطريقة مليئة بأخطاء جمع البيانات من أخطاء الانزلاق على العوامات المنجرفة إلى الأخطاء الملاحية في تحديد موضع العوامات. في معظم الأحيان، لم تكن العوامات المستخدمة لقياس التيار موجودة في نفس موضع الجسم المنجرف. علاوة على ذلك، تم تحديد الرياح من خلال قراءات مقياس سرعة الرياح، والتي تميل إلى المبالغة في تقدير سرعة الرياح عند مستوى مرجعي يبلغ 10 أمتار. أدى الجمع بين الأخطاء إلى جعل هذه الطريقة أقل دقة من الطريقة المباشرة. ^[4] أدرج ألين وبلورد (1999) سبعة عشر دراسة استخدمت الطريقة غير المباشرة للحصول على الانحياز.

الطريقة المباشرة

تقيس الطريقة المباشرة الحركة النسبية للهدف عبر الماء عن طريق توصيل عداد التيار مباشرة بهدف الانجراف. أجريت أول دراسة للانجراف باستخدام الطريقة المباشرة بواسطة سوزوكي وساتو (1977). لقد سمحوا لعمود من الخيزران بطول 3.9 متر بالانجراف من السفينة بطول محدد، وقاسوا اتجاه الانجراف والوقت الذي استغرقه الخط للانطلاق، وتراجعوا هذه المتغيرات مقابل سرعة الرياح في السفينة. ^[4] كان فيتزجيرالد وآخرون (1993) أول من استخدم الطريقة المباشرة باستخدام أهداف انجراف مجهزة بشكل مستقل قبالة ساحل نيوفاوندلاند، مما أدى إلى القضاء على العديد من الأخطاء المرتبطة بالطريقة غير المباشرة وأنتج سجلاً مستمرًا للانجراف لجسم البحث في ظروف محيطية مختلفة. ^[5] استخدمت العديد من الدراسات المذكورة في Allen and Plourde (1999) أجهزة قياس التيار الكهرومغناطيسي S4 التي تنتجها شركة InterOceans System, Inc. وتشمل أجهزة قياس التيار الأخرى جهاز قياس التيار Aanderaa (DCS 3500)، الذي استخدم تقنيات دوبلر لاستشعار التيارات عن بعد وجهاز قياس التيار الصوتي Argtonaut XR من شركة Sontek Corporation. وقد ذكر Allen and Plourde (1999) ثماني دراسات للطريقة المباشرة للانزياح أجريت من عام 1977 إلى عام 1999.

في المجموع، تمت دراسة خمسة وتسعين نوعًا من أهداف التحرر خلال خمس وعشرين دراسة ميدانية مختلفة شملت أربعين نوعًا من قوارب النجاة وأربع عشرة مركبة صغيرة وعشر سفن صيد. تشمل الأهداف الأخرى PIWs وألواح التزلج والقوارب الشراعية وكبسولات النجاة والطوافات محلية الصنع وحطام قوارب الصيد والنفايات الطبية / الصرف الصحي. ^[4] يصور الشكل 3 أربعة أشياء بحث مختلفة. توجد قائمة شاملة لأشياء التحرر في Allen and Plourde (1999) و Allen (2005).

نمذجة تباعد الحيز

إن نمذجة تباعد مجال الانحراف مشكلة صعبة ولكنها مشكلة تحظى باهتمام كبير من وكالات البحث والإنقاذ. استخدمت نماذج الجيل الأول والثاني الأساليب التحليلية لنمذجة تباعد مجال الانحراف. لقد قاموا بنمذجة تباعد مجال الانحراف من حيث زاوية مجال الانحراف وحدها بسبب عدم قدرتهم على حل العمليات الفيزيائية المعقدة. ومع ذلك، تتمتع النماذج الإحصائية بالقدرة على حل مجال الانحراف من حيث مكونات الرياح المعاكسة والرياح المعاكسة. لذلك، من أجل تحقيق حل أكثر اكتمالاً لمجال الانحراف في النماذج الإحصائية، من المهم إيجاد نطاق مكونات مجال الانحراف في اتجاه الريح والرياح المعاكسة بشكل منفصل كدالة لسرعة الرياح. ^[3] استخدمت دراسة أجراها ألين (2005) تحليل الانحدار الخطي المقيد وغير المقيد لتحديد معامل الرياح المعاكسة والرياح المعاكسة من سرعة مجال الانحراف وزوايا التباعد التي تم الحصول عليها في ألين وبلورد (1999) لجميع كائنات مجال الانحراف ذات الصلة بالبحث والإنقاذ. يمكن العثور على منهجيته بالإضافة إلى قائمة مفصلة بالمعاملات لكل كائن من كائنات الهامش في Allen (2005). ^[3] وقد تم تضمين جهوده الناتجة في أحدث جيل من نماذج البحث والإنقاذ القائمة على المجموعة والتي يستخدمها خفر السواحل الأمريكي ومراكز تنسيق الإنقاذ المشتركة النرويجية (JRCC).

يقوم نظام التخطيط الأمثل للبحث والإنقاذ (SAROPS) ونموذج البحث والإنقاذ النرويجي بحساب المسار الصافي لأجسام البحث وتوفير منطقة كثافة احتمالية بناءً على طرق مونت كارلو . ^[6] يعتمد نجاح نموذج المسار العشوائي على جودة ودقة القوة البيئية وحسابات المرونة الدقيقة للجسم المنجرف.

مراجع

^ ab Bowditch. (1995). The American Practical Navigator. Pub. No. 9. طبعة 1995. Defense Mapping Agency Hydrographic/Topographic Center. Bethesda, MD. p.116.
^ اللجنة الوطنية للبحث والإنقاذ، (2000). "الملحق الوطني للبحث والإنقاذ الأمريكي لدليل البحث والإنقاذ الجوي والبحري الدولي"، واشنطن العاصمة
^ abcdefg Allen, (2005). Leeway Divergence. Government Report preparing for the US Department of Homeland Security. January 2005. CG-D-05-05. تم الاسترجاع من http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADA435435 تم أرشفته في 2011-05-20 على موقع Wayback Machine .
^ abcdefghijk Allen and Plourde (1999). "Review of Leeway: Field Experiments and Implementation." Contract report preparing for the US Department of Transportation and US Coast Guard. April 1999. CG-D-08-99. Retrieved from http://oai.dtic.mil/oai/oai?&verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADA366414 Archived 2011-05-20 at the Wayback Machine .
^ ab Fitzgerald et al. (1993). "انجراف أغراض البحث والإنقاذ المشتركة – المرحلة الثانية". تقرير العقد المعد لمركز تطوير النقل، وزارة النقل الكندية، مونتريال، TP# 11673E.
^ abcd Breivik and Allen (2008). "نموذج عمليات البحث والإنقاذ في البحر النرويجي وبحر الشمال". J Marine Syst، 69(1-2)، 99-113، doi :10.1016/j.jmarsys.2007.02.010، arXiv :1111.1102v1
^ ريتشاردسون، (1997). "الانجراف في الريح: خطأ في بيانات انجراف السفن". أبحاث أعماق البحار الجزء الأول، 44(11)، 1877-1903.
^ بريفيك، أو، أ. ألين، سي. مايسونديو وجاي سي. روث، 2011: "انجراف الأجسام في البحر بفعل الرياح: طريقة المجال المائل"، Appl Ocean Res، 33، ص 100-109، doi :10.1016/j.apor.2011.01.005، arXiv :1111.0750v1

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[BOWDITCH-1] Bowditch. (1995). The American Practical Navigator. Pub. No. 9. طبعة 1995. Defense Mapping Agency Hydrographic/Topographic Center. Bethesda, MD. p.116.

[IAMSAR-2] اللجنة الوطنية للبحث والإنقاذ، (2000). "الملحق الوطني للبحث والإنقاذ الأمريكي لدليل البحث والإنقاذ الجوي والبحري الدولي"، واشنطن العاصمة

[LEEWAYDIVERGENCE-3] Allen, (2005). Leeway Divergence. Government Report preparing for the US Department of Homeland Security. January 2005. CG-D-05-05. تم الاسترجاع من http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADA435435 تم أرشفته في 2011-05-20 على موقع Wayback Machine .

[REVIEWOFLEEWAY-4] Allen and Plourde (1999). "Review of Leeway: Field Experiments and Implementation." Contract report preparing for the US Department of Transportation and US Coast Guard. April 1999. CG-D-08-99. Retrieved from http://oai.dtic.mil/oai/oai?&verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADA366414 Archived 2011-05-20 at the Wayback Machine .

[FITZGERALD-5] Fitzgerald et al. (1993). "انجراف أغراض البحث والإنقاذ المشتركة – المرحلة الثانية". تقرير العقد المعد لمركز تطوير النقل، وزارة النقل الكندية، مونتريال، TP# 11673E.

[BREIVIK-6] Breivik and Allen (2008). "نموذج عمليات البحث والإنقاذ في البحر النرويجي وبحر الشمال". J Marine Syst، 69(1-2)، 99-113، doi :10.1016/j.jmarsys.2007.02.010، arXiv :1111.1102v1

[RICHARDSON-7] ريتشاردسون، (1997). "الانجراف في الريح: خطأ في بيانات انجراف السفن". أبحاث أعماق البحار الجزء الأول، 44(11)، 1877-1903.

[BAMR-8] بريفيك، أو، أ. ألين، سي. مايسونديو وجاي سي. روث، 2011: "انجراف الأجسام في البحر بفعل الرياح: طريقة المجال المائل"، Appl Ocean Res، 33، ص 100-109، doi :10.1016/j.apor.2011.01.005، arXiv :1111.0750v1