大话皮划艇(4)月与潮汐

 

【大话皮划艇】系列文章是中文世界里介绍新加坡本地皮划艇运动,以及该运动的各个方面,最专业最详尽的文章今天的第四期文章里,让我们来了解一下海上运动最关键的要素之一——潮汐...



南洋贱队才子 Bill和在水一方推出的【大话皮划艇】系列文章,里面有非常详实的资料,大量的干货,特别适合新手或者对皮划艇运动有兴趣却不熟悉的玩咖们

毫无疑问,【大话皮划艇】系列文章是中文世界里介绍新加坡本地皮划艇运动,以及该运动的各个方面,最专业最详尽的文章

前三篇:

大话皮划艇(1) — 历史漫谈

大话皮划艇(2) — 入坑指南

大话皮划艇(3) — 玩咖解船



今天为大家推送第四期,【月与潮汐】,我们来了解一下在划艇以及其它海上运动中最关键的要素之一——潮汐。~文末有惊喜~

如果你有兴趣了解更多皮划艇运动方面的讯息,或者零基础的你想成为贱队一员,欢迎勾搭副贱长小鲜肉——在水一方 (微信号:WithJack),他也是本文的作者;我们每周四通过公众号推送周末和近期的各类活动包括皮划艇以及其他,随时欢迎你来体验

说起来也寒碜,最近在恶补《鬼吹灯》……不过这神神鬼鬼的事儿倒是让人不由想起了几年前去普陀山游玩路过舟山时,听当地野导讲的一些关于海和潮汐的传说,正值钱塘江大潮期间,几个人聊得甚欢。

舟山民间自古就有“推潮鬼”在海底推“潮水磨”的传说,磨盘依八卦方位转动,使得海潮随之旋转,都称这里的潮是“八卦潮”。

但后来才知道,中国上古神话里最古老的潮神是一条大海鳅,住在渤海之东一个名为“归墟”的无底洞(后来的汪洋大海),话说这鳅身躯巨大,时间管理又做得很好,三餐规律,一出来觅食就引得海水荡漾,回去休息时又将巨量海水带回了归墟,一来二去就形成了“潮汐”

潮从何来

设想我们在宇宙中俯视地球的北极,受到太阳和月亮的引力,海洋水体产生的周期性运动就是潮汐 (Tide)

受太阳引力作用引起的潮汐,称为太阳潮 (Solar Tide), 由月亮引力作用引起的潮汐,称为太阴潮 (Lunar Tide)。而因月亮引力产生的潮汐波动较大,朝向月球一侧被“拉动”的海潮,称为高潮 (High Water and Flooding Tide),而另一侧则为低潮 (Low Water and Ebbing Tide)。

一般情况下,在地球自转的24小时内通常会有两次高潮和两次低潮,涨潮过程和落潮过程也几乎相等 (约6小时12.5分钟),所以次日的涨落潮时间会比前一天约晚52分钟左右。在达到高潮或低潮时,一段时间内保持的高或低水位的潮汐称为平息潮 (Stand of Tide, or Slack Water)。

潮汐的变化随着月亮相对于地球、太阳位置的不同而变化。

月相与时刻


月球位置与潮汐类别


由于月球相对地球的位置不同,潮汐分为以下两类:

大潮 (Spring Tide):日、月、地三者在一条直线,由于星体之间引力场最大,高潮会达到最大值,低潮会达到最小值,也就是说潮差 (Tidal Range) 最大,因此这期间的潮汐流(TidalStream)的流速很快,这是船手们的春天!Spring一词和春天可没有半点儿关系,它源于北欧维京海盗。

小潮 (Neap Tide):日地与月地呈90度直角,此时潮汐流比较平缓。

船手可以根据农历的初一、十五来判断 Spring Tide 的到来,并安排行程,尽管 Spring Tide 和 Neap Tide 的官方译法看起来有些纠结……

同时,由于地球上的地理位置不同,潮汐的周期分为以下三类:

半日潮 (Semidiurnal Tide):一个太阳日内出现两次高潮和两次低潮,前一次高潮和低潮的潮差与后一次高潮和低潮的潮差大致相同,涨潮过程和落潮过程的时间也几乎相等。

全日潮 (Diurnal Tide):一个太阳日内只有一次高潮和一次低潮。

混合潮 (Mixed Tide):一月内有些日子出现两次高潮和两次低潮,但两次高潮和低潮的潮差相差较大,涨潮过程和落潮过程的时间也不等;而另一些日子则出现一次高潮和一次低潮。

新加坡地区主要是混合半日潮 (Mixed Semidiurnal Tides),即每天的两次涨潮(或落潮)的高度不相等,每日潮差约50分钟。大潮高水位 (High Water Spring Tide, HWST) 和大潮低水位 (Lower Water Spring Tide, LWST) 之差最大可达3.3~3.5米(新加坡潮汐概况请参考链接:http://mangrove.nus.edu.sg/guidebooks/text/1011b.htm)。

遥想当年考二星时,最后一天下午大雨无法考试,雨过天晴后,整个小组也错过了那天的高潮,泥泞恶臭的潮间带 (Intertidal Zone) 海岸和污浊的海水根本无法进行爱斯基摩救援考试,只能无奈又增加了一个上午的课程。

如果看官有前往乌敏岛河道探秘的计划,一定要查清楚当日的潮汐表 (Tidal Chart),妥善安排路线和时间。


潮差与潮间带
潮汐流 (Tidal Streams)

海上划船不仅与大、小潮有关,也和起航、登陆的地点以及涨落潮时间、潮力 (Tidal Force) 关系密切。

比如,从海岛去大陆,起航时以涨潮 (Flooding) 为佳,顺潮顺水,所谓“一潮通百浦”,船速最快。相反,从大陆来海岛,则以退潮 (Ebbing) 起航为好。如果不识潮汛,逆潮行舟,航行会十分艰难。

根据经验,潮汐流 (Tidal Streams) 一般遵循所谓的50/90原则。潮汐变化之初,即从平息潮 (Slack Water) 开始变化时,第1个小时内流量(流速)达到峰值的50%,第二个小时达到90%,第3~4小时达到100%的最高流量和流速。第4个小时降速到90%,第5个小时降速到50%,在6小时又达到另一个平息潮阶段。

更易理解的概念是潮汐漂流 (Tidal Drift),结合潮汐流的动态,可以推算出划行的大致距离和时间。假设顺流情况下,潮汐流的最大速度为3公里/小时,设想看官英武帅气地坐在船里也不划桨随波飘荡。在第1个小时,你的漂流速度是潮汐流速的1/3,那么会顺流漂1公里;在第2个小时,依据50/90原则,漂流速度是潮汐流的2/3,又漂流了2公里;在第3个小时,漂流速度和潮汐流速度相同,则再漂流了3公里。3小时内在不划桨的前提下的漂流里程是6公里。

如果说在看官惊人臂力之下的划行速度是5公里/小时,那么在过去的3小时里,
顺流总里程 
= 划行速度×时间 + 漂流里程 
= 5 ×3 + (1 + 2 + 3) 
= 21公里




相反,如果是逆流,则应减去潮汐流速度。是不是有点儿“水能载舟,亦能煮粥”的赶脚?

所以这个时候你的GPS手表显示的平均速度并不代表实际的划行速度。那么请问,此次行程中你一共打算买几个电灯泡?开个玩笑……囧

潮汐图 (Tidal Chart)

正如前面提到的二星考试遭遇,如果在远征中没有认真研究当日潮汐时间,情况可能更糟糕。但各地的每月每日涨落潮的时辰各不相同,如何能因地制宜确定最佳的出海时间呢?先来看一个典型的潮汐图吧。


2016年3月20日潮汐预测图
(来源:www.tides4fishing.com


图中日间最高潮出现在早上9点25分,2.4米,最低潮在下午4点15分,0.5米,潮差1.9米。也就是说早上开始落潮,适合从大陆向岛屿划行,但如果前往类似乌敏岛之类的浅河道,则应避开落潮时间。下午4点15分开始涨潮,适合从岛屿向大陆划行。这是理想的行程安排,可以充分利用潮汐流往返于大陆和岛屿之间。

当然,高潮越高,越有利于划行。但高潮也意味着深水急流(潮汐流速更快)。高速冲向海岸的潮汐流在回流时会形成回流涡旋 (Eddyon the downstream side),这种情况在狭窄的水道或海峡间可能更严重,因此登陆时不能掉以轻心。但有时受限于活动计划和具体时间,可能会受到逆流的影响,这时候需要比较详细的策划行程(包括备用行程),比如下面的行程安排。


2016年3月20日【狮城玩咖】·【新加坡高校圈】乌敏岛探索之行
如红色箭头标注的潮汐流方向,自西北向东南流动(根据“一潮通百浦”,具体潮汐流方向需要查询专业海讯网站),出发时将受到测流影响,第2~6公里逆流(上午体能较好时),下午返回时顺流。下午5点抵达俱乐部海滩时,已经涨潮半小时,较为利于返航登陆。

除了单日潮汐预测图,还可以查询整月的潮汐变化情况。左侧 “DAY/HR” 列标注了日期和月相,对应于 Spring Tide 和 Neap Tide,右侧为每日具体的潮汐动态数据。


2016年3月潮汐预测表(Sembawang海域)
(数据来源:www.csc.org.sg


新加坡其他海域的潮汐预测表可在以下网站中查询,各大皮划艇俱乐部也会提供当月潮汐预测表。

  • 东北部 (Changi 和 Sembawang) 海域:SAF Yacht Club网站(http://www.safyc.org.sg/tide-tables.php
  • 西部 (West Tuas) 海域:Raffles Marina网站(http://www.rafflesmarina.com.sg/marina_tid.htm
  • 南部 (Victoria Dock) 海域:在Mobilegeographics网站(http://tides.mobilegeographics.com/locations/5879.html


与此同时,各位看官也可以下载手机端应用“钓鱼人”(英文版 Angler),根据GPS查看附近港口的潮汐和月相预测信息。


钓鱼人应用
皮划艇是一项高风险的水上运动,尤其是在开放海域划船时,需要拥有娴熟的水上技巧、安全意识和风险规避能力,并充分了解海洋与天气可能造成的影响及其基本原理。

3月20日的乌敏岛探索之行中,在返航通过海峡时,一位小伙伴问了一个很好的问题,“我们为什么不直接朝着俱乐部(Water Venture正对面的海滩)划行?”

让我们先看看活动结束后的实际轨迹图吧,从出发地A点到终点B点时,轨迹呈扇形,弧长是在潮汐流影响下的结果。
再来看看小伙伴的疑问,我们将上面的路线图形化(如下图)。在海上划皮划艇通过海峡时,首要任务是观察、避开航道上的船只,以最短的时间通过海峡。然而,在潮汐流的影响下,划行总时间、总距离、潮汐流方向及速度、船手静水划行速度和体力之间又具有相互制约关系。


(注:真实潮汐流方向应该向右上方稍倾斜)
3月20日活动中,选取的路线是由A点直接朝向大陆划行,在潮汐流的影响下,达到D点,再由此处顺流达到终点B点,距离约5.5公里(绿色路线)。如果从A点直接朝向终点B划行,在潮汐流影响下,加上返程时体力下降,船手很可能漂流岛E点乃至距离终点更远的地方,如红色路线,约6.6公里,相比绿色线路多1.1公里。

那么问题又来了,“按照这样的原理,我们为什么不从A点直接朝向D点划行,漂流到终点B点呢?

因为我们的首要任务是“以最短的时间通过海峡”,从A点朝D点划行,漂流到B点的距离约4.8公里(黄色路线),相比绿色路线缩短0.7公里,但在航道中停留的时间更长,意味着可能遇到更多的突发情况。绿色路线尽管多出了0.7公里,但船手可以沿岸划行,比较安全,其次可以顺潮汐流划行,整体花费的时间可能与黄色路线相差无几。

据报道,几年前在阿拉斯加威廉王子海峡,四名皮划艇爱好者由于即将来临的风暴而决定返航,可以选择向西或者向东通过海峡绕岛返回,但是他们只参考了地形图(Topographical map),而没有参考潮汐图,为了节省时间,他们选择了较近的西部路线,最后三名船手在强顶风和高速的海浪中遇难。狂风大浪造成翻船,失温(Hypothermia)是主要原因,

”In Prince William Sound, there’s no margin for error. You can survive in the freezing water only four to five minutes.”(摘自《ALife-or-Death Question to Start Your Day》https://hbr.org/2011/01/a-life-or-death-question-to-st.html)。

后续文章中将会介绍气候影响、皮划艇力学原理及平衡技巧。

最后再重温一遍【狮城玩咖】组织的舰队在3月20日勇闯乌敏岛的精彩视频和图文记录吧!

【南洋贱队】让我们荡起双桨—再闯乌敏岛 (视频简直碉堡了)



感谢【狮城玩咖】、叫獸、Bill 给予的信息及活动支持。本期文章中涉及了大量的专业术语,由于新加坡各俱乐部的培训课程均为英语,为方便童鞋们参考、更好的了解课程内容,也列出了对应的英文术语,鉴于国内皮划艇技术翻译尚不统一、笔者水平有限,建议参加课程、活动和日常交流中,以英文术语为准。

注:本文仅用于户外信息分享、技术交流,如有侵权、信息缺失、错误,欢迎指导、更正。
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