Основы навигации и лоции: видимый горизонт и его дальность

Пусть в точке М (рис. 1) земной поверхности находится наблюдатель. Глаз наблюдателя (точка А) расположен на некоторой высоте е. Лучи зрения, проведенные от глаза наблюдателя в виде прямых, касательных к поверхности Земли, образуют окружность малого круга ВВ', называемую теоретически видимым горизонтом наблюдателя (theoretically visible horizon of the observer).

Рисунок 1

В действительности, вследствие существования атмосферы вокруг Земли, плотность которой неодинакова, лучи зрения будут преломляться и наблюдатель будет видеть окружность СС', называемую действительно видимым горизонтом наблюдателя (the truly visible horizon of the observer). На море она представляет собой видимую линию разграничения водной поверхности и небесного свода.

Дуга МВ представит теоретическую дальность видимого горизонта, а дуга МС - действительную дальность видимого горизонта наблюдателя Dе. Из рисунка понятно, что дальность теоретического горизонта зависит от высоты глаз наблюдателя и кривизны земной поверхности, т. е. от радиуса земного шара R. Очевидно, что дальность действительно видимого горизонта зависит, кроме того, еще и от величины преломления лучей зрения в атмосфере.

Для определения дальности видимого горизонта необходимо учесть преломление лучей света в земной атмосфере, называемое земной рефракцией. В результате земной рефракции луч света распространяется не по прямой АВ, а по некоторой дуге АС. Угол, образуемый касательной к преломленному лучу АС и прямым лучом зрения АВ, называется углом земной рефракции. Чем больше угол r, тем больше кривизна преломления луча и тем больше дальность видимого горизонта.

Земная рефракция зависит от состояния атмосферы: давления, температуры, влажности и прозрачности воздуха. В разных местах Земли в разное время года и суток она различна. Но в среднем установлено, что земная рефракция увеличивает дальность видимого горизонта примерно на 8%.

Для практического определения дальности видимого горизонта Dе используется формула:

De = 2.08√e,

где Dе - дальность видимого горизонта, мили;

e - высота глаза наблюдателя, метры.

Для быстрого и точного вычисления дальности видимого горизонта по высоте от 0,25 до 5100 м служит таблица 2 МТ-75.