Variācija (ģeogrāfija)

Variācija ir leņķis starp virzieniem uz magnētiskajiem ziemeļiem un īstajiem ziemeļiem noteiktā vietā uz Zemes virsmas. Leņķis, polu staigāšanas dēļ, laika gaitā var mainīties.

Magnētiskie ziemeļi ir virziens, kuru norāda magnetizētas kompasa adatas ziemeļu gals un tas atbilst Zemes magnētiskā lauka spēka līniju virzienam. Īstie ziemeļi ir virziens pa meridiānu uz ģeogrāfisko Ziemeļpolu.

Formālāku variācijas definīciju dod Boudičs (Bowditch) kā "leņķi starp magnētisko un ģeogrāfisko meridiānu noteiktā vietā, izteiktu grādos un minūtēs uz austrumiem vai rietumiem, tādējādi norādot magnētisko ziemeļu virzienu attiecībā pret īstajiem ziemeļiem. Leņķi starp magnētiskajiem un kartes tīkliņa meridiāniem sauc par tīkliņa magnētisko leņķi, tīkliņa variāciju vai grivāciju (grivation)".Bowditch N., National Geospatial-Intelligence Agency The American Practical Navigator (Bowditch), Pub No 9. Volume II - 2024 edition. National Geospatial-Intelligence Agency, 2024. 513. lpp.

Pieņemts, ka variācija ir pozitīva, ja magnētiskie ziemeļi ir uz austrumiem no īstajiem ziemeļiem un negatīva, ja tie ir uz rietumiem no īstajiem ziemeļiem. Izogonas ir līnijas uz Zemes virsmas, uz kurām variācijai ir viena un tā pati vērtība, bet līnijas, uz kurām variācijai ir nulles vērtība, sauc par agonām. Bieži variācijas apzīmēšanai izmanto latīņu alfabēta mazo burtu d.

Angļu valodas tekstos, kuri nav saistīti ar jūrniecību, variācijas apzīmēšanai dažreiz izmanto terminu "deviācija", tomēr tā ir kļūda kompasa nolasījumā, kuru rada tādi blakus izvietoti metāla priekšmeti kā kuģa vai lidaparāta dzelzs.

Variāciju nedrīkst jaukt ar inklināciju, sauktu arī par magnētisko nolieci, kas ir leņķis, kādu Zemes magnētiskā lauka spēka līnijas veido ar patiesā horizonta plaknes apakšpusi.

 Zemes magnētisms 
Zemi un telpu ap to var uzskatīt par magnētu ar magnētisko lauku. Tāpat kā magnēta stienītim ir divi poli, tā arī Zemei ir divi magnētiskie poli: magnētiskais ziemeļpols un magnētiskais dienvidpols. Magnētiskie un ģeogrāfiskie poli nesakrīt. Lai izskaidrotu Zemes magnētisma iedarbību uz magnēta adatu, pieņem, ka Zemes magnētiskajā dienvidpolā ir ziemeļu magnētisms, bet magnētiskajā ziemeļpolā - dienvidu magnētisms. Magnētiskās spēka līnijas, kas iziet no Zemes magnētiskā dienvidpola, veido uz Zemes virsmas magnētisko lauku. Šīs līnijas noslēdzas Zemes magnētiskajā ziemeļpolā. Zemes magnētiskā ass ir taisne, kas savieno tās magnētiskos polus. Tā neiet caur Zemes centru un ar Zemes ģeogrāfisko asi veido apmēram 11,5° lielu leņķi.

Zemes magnētiskā lauka spēka spriegums dažādās Zemes vietās ir dažāds. Tas iedarbojas uz dzelzi, tēraudu, čugunu un tos magnetizē - pārvērš par magnētiem. Atkarībā no magnētisma uzņemšanas spējām minētos metālus iedala mīkstos, cietos un puscietos.

Par magnētiski mīkstu metālu (parasti ķīmiski tīra dzelzs) sauc metālu, ja no tā izgatavots stienītis, novietots Zemes magnētiskajā laukā paralēli Zemes magnētiskajām spēka līnijām, magnetizējas un pārvēršas par magnētu, jo tajā inducējas ziemeļu (pozitīvais) un dienvidu (negatīvais) pols. Tajā galā, kas pagriezts uz Zemes magnētiskā ziemeļpola pusi, inducēsies ziemeļu magnētisms, bet tajā, kas pagriezts uz magnētiskā dienvidpola pusi, inducēsies dienvidu magnētisms. Ja šo stienīti novieto perpendikulāri magnētiskajām spēka līnijām, tad tas nemagnetizējas un zaudē iepriekš radušos magnētismu, tas ir, magnēta polus. Novietojot šo stienīti Zemes magnētiskajā laukā otrādi (pagrieztu par 180°), tajā no jauna rodas magnētisms, turklāt tur, kur bija ziemeļpols, tagad būs radies dienvidpols, un otrādi.

Par magnētiski cietu metālu (parasti tēraudu) sauc metālu, no kura pagatavots stienītis, magnetizējies Zemes magnētiskajā laukā un ieguvis magnētiskos polus, vairs tos nezaudē, tie saglabājas ilgāku laiku arī tad, ja maina stienīša virzienu attiecībā pret magnētiskajām spēka līnijām.

Par magnētiski puscietu metālu (dažas tērauda un čuguna šķirnes) sauc metālu, kas iegūto magnētismu daļēji zaudē, ja maina stienīša stāvokli attiecībā pret Zemes magnētiskajām spēka līnijām.

Ja magnēta adatu brīvi pakar diegā aiz adatas smaguma centra un pagriež uz vienu vai otru pusi, tad adata ieņem noteiktu stāvokli. Atkārtojot mēģinājumu, magnēta adata vienmēr ieņems tādu pašu stāvokli kā iepriekšējā mēģinājumā. Tās ziemeļu gals būs vērsts uz Zemes magnētiskā ziemeļpola pusi, bet dienvidu gals - uz Zemes magnētiskā dienvidpola pusi. No Zemes magnētiskā lauka sprieguma un virziena atkarīgs magnēta adatas stāvoklis dažādos punktos uz zemeslodes.

Zemes magnētisma spēku, kas sakrīt ar spēka līniju virzienu, var sadalīt divās komponentēs. Spēka projekcija uz patiesā horizonta plaknes un svērteniskās līnijas veido attiecīgi Zemes magnētiskā spēka horizontālo un vertikālo sastāvdaļu. Atkarībā no magnēta atrašanās vietas ģeogrāfiskā platuma un garuma abas šīs sastāvdaļas maina savu lielumu. Leņķi starp horizonta plakni un Zemes magnētiskā spēka virzienu sauc par inklinācijas leņķi un to apzīmē ar burtu I. Inklinācijas leņķis I atkarībā no ģeogrāfiskās vietas platuma ir dažāds.

Savienojot uz zemeslodes punktus, kur inklinācijas leņķis vienlīdzīgs 0, iegūst magnētisko ekvatoru. Magnētiskais ekvators ir neregulāra lielā aploce, tā krustojas divos punktos ar ģeogrāfisko ekvatoru. Uz magnētiskā ekvatora smaguma centrā piekārta kompasa adata nostāsies horizontāli, bet uz magnētiskā pola - vertikāli.Legzdiņš H. Navigācija. - I. daļa. Izdevniecība "Zvaigzne", 1971. 35.-37. lpp.

 Variācija 
Zemes magnētiskā spēka horizontālā sastāvdaļa brīvi piekārtu magnēta adatu notur horizontālā stāvoklī ziemeļu - dienvidu virzienā. Vertikālo plakni, kas iet caur Zemes magnētiskā spēka un tā horizontālās sastāvdaļas vektoriem, sauc par magnētiskā meridiāna plakni. Tā veido magnētisko meridiānu. 

Par magnētisko meridiānu sauc lielo pusaploci uz Zemes virsmas, ko veido magnētiskā meridiāna plakne, šķērsojot Zemes virsmu. Magnētiskā meridiāna plakne, šķērsojot patiesā horizonta plakni, veido virzienus no kompasa adatas centra uz magnētiskajiem ziemeļiem un uz magnētiskajiem dienvidiem.

Magnēta adata, uz kuru iedarbojas tikai Zemes magnētiskais spēks, vienmēr nostāsies magnētiskajā meridiānā. Tāds stāvoklis var būt vai nu uz sauszemes, vai arī jūrā uz kuģa, kura korpuss un ierīces būvētas no nemagnētiska materiāla. Tā kā ģeogrāfiskie poli nesakrīt ar magnētiskajiem, tad arī magnētiskais meridiāns nesakrīt ar ģeogrāfisko un starp tiem radīsies tā sauktais variācijas leņķis. Tātad par magnētisko variāciju sauc leņķi starp īsto un magnētisko meridiānu un to apzīmē ar burtu d.

Tā kā kompasa adatas ieņemtajam stāvoklim ļoti liela nozīme navigācijā, tad arī variācijai ir ļoti svarīga nozīme. Atkarībā no atrašanās vietas uz zemeslodes kompasa adata, nostājoties magnētiskajā meridiānā, var pagriezties ap vertikālo asi uz vienu vai otru pusi. Praktiski to nosaka attiecībā pret kompasa adatas ziemeļu galu, turklāt,
 ja kompasa adatas ziemeļu gals (vai magnētiskā meridiāna ziemeļu gals) novēršas pa labi vai uz austrumu pusi no īstā meridiāna ziemeļu gala, tad variācija ir austrumu un pirms tās liek plusa zīmi;
 ja kompasa adatas ziemeļu gals novēršas pa kreisi uz rietumu pusi no īstā meridiāna ziemeļu gala, tad variācija ir rietumu un pirms tās liek mīnusa zīmi.
Jāņem vērā, ka augstāk sacītais attiecas tikai uz tiem gadījumiem, kad kompass ir uz nemagnētiska kuģa vai uz sauszemes. Skaitliski variācijas lielums var būt no 0° līdz 180°. Ja novērotājs atrodas starp magnētisko un ģeogrāfisko polu, tad variācija ir 180° liela.

Savienojot uz zemeslodes virsmas punktus, kur variācija ir vienāda kā pēc zīmes, tā arī pēc absolūtās vērtības, dabū neregulāras līknes, kuras sauc par izogonām. Līkni, kas savieno punktus, kur variācija ir nulle, sauc par agonu. Navigācijas vajadzībām izdod speciālas kartes, uz kurām uznestas izogonas un agonas. Tās sauc par izogoniskām kartēm. Izogonas un agonas visumā iet ziemeļu - dienvidu virzienā.

Savienojot uz zemeslodes virsmas punktus, kur inklinācija I ir vienāda, dabū līknes, ko sauc par izoklīnām, bet attiecīgās kartes sauc par izoklīniskām kartēm. Vislielākā inklinācija ir uz magnētiskā pola - 90°, bet vismazākā uz magnētiskā ekvatora - 0°. Izoklīnas visumā iet austrumu - rietumu virzienā.

Ja savieno uz zemeslodes virsmas punktu vietas ar vienādu magnētisko spriegumu, dabū līknes, ko sauc par izodinamām, bet attiecīgās kartes par izodinamiskām kartēm. Vislielākais Zemes magnētisma spriegums ir uz magnētiskiem poliem un to tuvumā, vismazākais uz magnētiskā ekvatora. Izodinamas parasti vērstas austrumu - rietumu virzienā.

Praksē, nosakot kompasa adatas variāciju, inklināciju un Zemes magnētisma spriegumu, konstatēts, ka visi šie Zemes magnētisma elementi vienā un tajā pašā punktā uz zemeslodes gadu gaitā mainās. Šo maiņu izsauc Zemes dzīļu magnētiskā sastāva izmaiņas dažādās vietās un magnētisko polu lēna pārvietošanās attiecībā pret ģeogrāfiskiem poliem.

Navigācijā vissvarīgākais no šiem trim Zemes magnētisma elementiem (variācija, inklinācija un spriegums) ir variācija. Tās lielums un nosaukums atkarīgs no kuģa atrašanās vietas un laika, tas ir, gada, kad notiek pārgājiens. Dažādās vietās uz zemeslodes kartēs norādītās variācijas izmaiņas gada laikā ir dažādas, bet nav lielākas par 15' (0,25°).

Praktiskajā darbā uz jūras, nosakot variācijas lielumu dotajai vietai un gadam, tā jāzina ar noteiktību līdz 0,1°. Tādēļ tikai ar izogoniskām kartēm nepietiek. Tās dod tikai pārskatu par vispārējo variācijas stāvokli lielākai akvatorijai. Variācijas lielumu noteiktam gadam un gadskārtējo izmaiņu norāda jūras kartēs - pārgājiena kartēs. Kartēs zem virsraksta dotas vissvarīgākās ziņas par variāciju, uz kādu gadu variācija attiecas, kā arī tās gadskārtējās izmaiņas. Gadskārtējās variācijas izmaiņas dod grādu decimālskaitļos ar noteiktību līdz vienai simtdaļai, vai arī loka minūtēs. Variāciju var norādīt vairākās vietās uz kartes. Pie tam šis variācijas lielums attiecas uz punktu, kas atrodas uzraksta centrā. Bieži šādu variācijas uzrakstu liek kopā ar uz kartes attēloto kompasa rozi, pierakstot gadskārtējo izmaiņu. Kompasa rozes uz kartes var būt vairākas un tajās ierakstītā variācija attiecas uz ģeogrāfisko punktu rozes centrā. Rozes iedaļas atbilst īstajam meridiānam pēc riņķa skaitīšanas veida. To izmanto kursu atlikšanai.

Jēdzieni "samazinās" un "palielinās" pie gadskārtējās izmaiņas tiek saprasti kā kartē dotajā gadā esošās variācijas skaitliskās vērtības izmaiņa. Aprēķinot variāciju tekošajam gadam, sevišķu vērību velta tiem gadījumiem, kad variācija samazinās un maina savu nosaukumu vai nu no austrumu uz rietumu, vai otrādi.

Krastu tuvumā un iekšējās jūrās Zemes magnētisma elementi samērā labi izpētīti un to lielumi precīzi noteikti. Tālāk no krasta magnētiskā variācija mazāk precīza un kļūda var sasniegt ±2°. Rīgas līcī magnētiskais stāvoklis ir diezgan nevienmērīgs: daudz magnētiskās anomālijas rajonu, it sevišķi austrumu un dienvidaustrumu piekrastē, Daugavas grīvas rajonā. Baltijas jūras austrumu piekrastē no Ventspils līdz Liepājai magnētiskais stāvoklis daudz vienmērīgāks. Arī Irbes šaurumā nav atzīmēti magnētiskās anomālijas rajoni.Legzdiņš H. Navigācija. - I. daļa. Izdevniecība "Zvaigzne", 1971. 37.-39., 41. lpp.

 Anomālijas 
Atsevišķās vietās uz zemeslodes Zemes magnētiskais lauks ievērojami atšķiras no apkārtējā magnētiskā lauka elementiem. Šādu parādību sauc par magnētisko anomāliju, un to rada dotajā rajonā zem jūras dibena un sauszemes esošie magnētiskie dzelzs rūdas slāņi. Šie slāņi nereti iegūst magnētismu no zibens spērieniem elektrisko lādiņu iedarbības rezultātā. Magnētiskā anomālija sastopama samērā plašos rajonos kā jūrā, tā arī uz sauszemes. Rīgas līcī magnētiskā anomālija ir sastopama jūrā pie izejas no Daugavas grīvas un piekrastes rajonā uz rietumiem no Saulkrastiem.

Uz jūras kartēm magnētiskās anomālijas rajonus apzīmē ar līku, nepārtrauktu, platu līniju. Tās iekšpusē izvieto uzrakstu, kas norāda anomālijas skaitlisko vērtību un nosaukumu. Uzraksta var arī nebūt, ja dati nav pieejami. Ja magnētiskās anomālijas rajons nav precīzi zināms, tad to uz kartes apzīmē ar līku, pārtrauktu, platu līniju, ierakstot magnētiskās anomālijas iespējamo skaitlisko vērtību robežas un nosaukumu. Vēl var būt magnētiskās anomālijas punkti. Tos apzīmē ar parasto uzrakstu un mazu krustiņu.

Ja kuģis šķērso magnētiskās anomālijas rajonu, ņem vērā uz kartes norādīto anomālijas variāciju. Tā kā dotajā momentā tā var būt kartē norādītajās robežās, tad, ja ņem vismazāko vai vislielāko anomālijas variāciju, iespējamā kļūda būs vislielākā. Tādēļ kursu un peilējumu izlabošanai ņem vidējo anomālijas variāciju. Iespējamā kļūda tad ir uz pusi mazāka. Tādā veidā iegūto vidējo variāciju attiecina uz tekošo gadu.

Šķērsojot jūrā magnētiskās anomālijas rajonus, rūpīgi novēro kompasa adatas (rozes) svārstības. Ja novēro, ka kompasa adata paliek nemierīga un grūti noturēt kuģi uz dotā kursa, iesaka uz īsu laiku turpināt ceļu orientējoties pēc krasta priekšmetiem vai debess spīdekļiem. Kuģa vietu cenšas biežāk noteikt ar tādiem paņēmieniem, kurus neiespaido kompasa adatas svārstības.Legzdiņš H. Navigācija. - I. daļa. Izdevniecība "Zvaigzne", 1971. 39. - 41. lpp.

 Magnētiskās vētras 
Bieži pēkšņi izmainās visi trīs Zemes magnētisma elementi: variācija, inklināciju un spriegums. Šādas parādības sauc par magnētiskām vētrām. Tās parasti ilgst no dažām stundām līdz dažām dienām. Novērojumi rāda, ka magnētiskās vētras saistītas ar Saules elektromagnētiskā izstarojuma izmaiņām, plankumiem uz Saules un ziemeļblāzmām. Ziemeļblāzmu parādīšanās norāda, ka iespējama magnētiskā vētra. Magnētisko vētru laikā vidējos platumos kompasa adatas pēkšņās svārstības sasniedz 1,5°, bet Arktikā pat 50° un vairāk.Legzdiņš H. Navigācija. - I. daļa. Izdevniecība "Zvaigzne", 1971. 41. lpp.

 Magnētiskais kurss un peilējums 
Virzienus uz jūras nosaka ne vien attiecībā pret īstiem meridiāniem, bet arī attiecībā pret magnētiskiem meridiāniem. Kompasa adata uz sauszemes vai arī uz nemagnētiska kuģa nostājas magnētiskajā meridiānā. Šī, kā arī citu apstākļu dēļ, ir magnētiskais kurss un magnētiskais peilējums.

Par magnētisko kursu sauc leņķi pie kompasa rozes centra, skaitot no magnētiskā meridiāna ziemeļu gala līdz kuģa diametrālajai plaknei, no magnētiskā meridiāna ziemeļu gala caur austrumiem vai pulksteņa rādītāja gaitas virzienā. Maksimālais lielums - 360°.

Par dotā priekšmeta magnētisko peilējumu sauc leņķi pie kompasa rozes centra no magnētiskā meridiāna ziemeļu gala līdz virzienam un doto priekšmetu no ziemeļiem caur austrumiem vai pulksteņa rādītāja gaitas virzienā. Maksimālais lielums - 360°.Legzdiņš H. Navigācija. - I. daļa. Izdevniecība "Zvaigzne", 1971. 41., 42. lpp.

 Atsauces 

 Ārējās saites 
 Vides informācijas nacionālo centru tiešsaistes variācijas kalkulators 
 Burāšanas skolas "Nautica" navigācijas mācību materiāls. Tā B sadaļa apraksta variāciju un tās noteikšanu
Kategorija:Jūrniecība