// Вие четете...

Ниво на океана

Методи за количествена оценка на релефа.

„Трудът и науката са брат и сестра.“

Общи сведения. Характеризирането на подводния релеф, до сега имаше преимуществено описателен характер. Това не е за учудване тъй като Морската геоморфология, както и всички други географски науки, на първия етап от изучаването на обекта, широко се използва описателния метод, на който са присъщи безспорни положителни свойства: възможност за представяне на изучаваните обекти в тяхната обща същност, отделяйки едновременно с това на особеностите на всеки

Но на описателните характеристики са свойствени съществени недостатъци. При един и същ набор от термини у всеки може да се получи своя субективна представа, своя особена картина за релефа. Границите на явленията при описателния метод остават размити и не ясни.

Да си спомним, например, че в съвременните ръководства по снимка на релефа на дъното се използват три категории на разчлененост: слабо разчленен, разчленен и силно разчленен релеф. Между тях в природата разчленеността на релефа представлява непрекъсната редица от идеално плоски абисални равнини до изключително раздробени сродни хребети, където новите участъци съществено се различава от съседния.

Описателната (качествената) класификация неизбежно се ограничава по количествени типове, тъй като с тяхното увеличаване се усилва неопределеността, двусмислието, неточността, субективността при сравняване на отделните форми (явления).

Поради това напълно естествено за оценка на релефа се привлича математически апарат, при използването на който редица характеристики ще се изразяват чрез числа, а това означава, че те стават обективни и съпоставими. Но използването на математическия апарат за описание на релефа дълго време не е получил необходимото развитие.

Методи за количествена оценка на релефа.

Научно-техническата революция съществено е изменила ситуацията. В последното десетилетие математическите методи не само широко се използват за решаване на отделни задачи, но без тях просто е немислимо автоматизирането на полевите работи, обработката на материалите от снимката и картосъставянето.

Повсеместното използване на количествените методи за изучаване на релефа е способствало и на самото развитие на математиката, а особено на такива нейни раздели, като теория на вероятностите, теория на случайните функции и теория на информатиката. И накрая, реализацията на много математически прийоми описания и оценки на релефа са станали възможни само на базата на широкото използване на ЕИМ (ПК).

Морфометрични оценки.

За моряците и преди всичко за хидрографите основна величина, характеризираща подводния релеф се явява дълбочината z. Всички многообразни форми на подводния релеф са свързани с определено батиметрично ниво (уровен) и диапазоните за измерване на дълбочините. Вече беше нееднократно споменавано за максимална дълбочина zmax, минимална дълбочина zmin и средна дълбочина ž.

Първите две (zmax, zmin) не се нуждаят от някакви допълнителни пояснения. Средната дълбочина ž в геометричен смисъл само по себе си представлява такова разстояние от повърхността на морето, което може да се получи в резултат на разделянето на обема на водния басейн V на площта на неговото огледало S по нулевата изобата:

Ž = V/S

Но такъв прийом на изчисляване е нецелесъобразен. От гледна точка на вероятностните закони, средната дълбочина ž представлява сама по себе си математическо очакване M(ž) за дадената съвкупност от случайни величини в пределите на обследваната акватория. Практически се ограничават оценките за математическото очакване

Надеждността и точността на тази оценка зависи от способа и обема на извадката. При равномерно разположение на отметките на дълбочините на картата най-рационална се явява извадката n от случайни дълбочини, попадащи в средните точки от мрежата на квадратите, чийто поле обхваща цялата акватория. При този обем на извадката n в зависимост от допустимата средно квадратична погрешност μ на средната дълбочина ž може да се получи по формулата

където А – размах.

Поради този принцип може да се получи средната дълбочина по профила, записан на ехограмата. Тук под n следва да се разбира необходимото количество сечения на ехограмата по протежение на галсите.

Показателите на вертикалната и хоризонталната разчлененост на релефа на дъното служат за важна морфометрична характеристика.

В качеството на елементарна оценка за вертикалната разчлененост на релефа се използва размахът А, получен от израза

А = zmax – zmin (1.3)

Средното квадратично отклонени σz служи като показател за изменчивостта на дълбочините относно ž . Във вероятностен смисъл

където D (z) – дисперсия.

Оценката на средно квадратично отклонение се изчислява по резултатите от извадката на статистическия метод

Средно квадратичното отклонение на дълбочините σz може да служи за показател на вертикалната разчлененост на релефа, но само за такива райони, където отсъства генерален уклон на дъното (тренд).

Степента на вертикалната разчлененост по протежение на някой от профилите се характеризира с показателите, получили названието среден размах, или средна енергия на релефа ĥ:

където hi – нарастване или изменение на височината между съседни прегъвания на профила.

Оценка на степента на вертикалната разчлененост на цялата площ на изследвания район може да бъде получена с осредняване на показателя ĥ за N профили

Хоризонталната разчлененост се оценява с помощта на показателя, получил названието ритъм на релефа. Той представлява сам по себе си средно разстояние d между структурните линии (гребен, талвег).

За профила

където ln – разстояние между съседни прегъвания;

L – дължина на целия профил;

n– количество на прегъванията.

Хоризонталната разчлененост се характеризира със сумарната дължина D на структурните линии, намиращи се на единица площ P

където li – дължина на i-та структурна линия.

Във връзка с това, че структурните линии са извити и получаването на тяхната дължина е затруднено, за практически разчети се използват следната формула:

където m – количеството пресичания на структурните линии със страните на квадратната мрежа, наложена на картата;

k – дължина на страната на квадрата.

В някои случаи вместо разчет на хоризонталната и вертикалната разчлененост се предпочита да се ограничават с получаването на общата оценка за релефа с помощта на градиента на релефа, тоест със скоростта на изменение на дълбочините за единица разстояние по направлението на най-големия наклон на дъното.

Наклона на дъното i в коя да е точка може да бъде получен по формулата

Ъгълът α = arctg ∆zi/l се нарича ъгъл на наклона на дъното.

Степента на разчлененост на релефа по зададения профил може да бъде охарактеризиран със средния наклон iср = tgαср по формулата

За зададения район степента на сумарната разчлененост може да бъде получена като средно аритметично значение на наклона от всички профили. При постоянно сечение ∆z на изобатите на картата за тази цел се използва формулата

където ΣS – сумарна дължина на всички изобати;

P – площ на района.

Вместо изчисляването на сумарната дължина на всички изобати се възползват от упоменатата мрежа на квадратите. Тогава

Оценката за изменчивост на наклона на дъното в пределите на дадения район се получава с помощта на средно квадратичното разсейване на наклона σt:

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар