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航海日 | 古人怎么航海?
沿岸航行+地文导航
观天体+指南针
在阴雨大雾天气时,人们无法通过观测天体来判定方向,指南针的应用使得中西方的航海以及海图记录技术得到根本性变革。指南针的前身“司南”早在战国时代就已问世。到了宋代,由于科技水平的提高以及人工磁化技术的出现,“水罗盘”逐渐在航海中得到广泛应用,同时北宋时期的航海者们就已经认识到真北和磁北间有一定偏差,即磁偏角。
约12世纪时,指南针由陆路传入欧洲。13世纪后期,指南针在欧洲的航海中逐渐广泛应用。“水罗盘”也被升级改造为“旱罗盘”,在航行时的适用性与准确度得到进一步提高。指南针的使用,让全天候航行以及跨洋航行成为可能,地中海地区商船的航行效率大幅提高,新航路的探索与开辟也得到进一步促进。
针路图+牵星术
然而,在半个世纪前,郑和下西洋时每次都会带着2.7万多人的明朝军队以及200多艘船舶,无论是船舶大小还是船队规模都远超同时代的西方。7次航行中,郑和的船队到达了东南亚多国,并通过马六甲海峡到达了印度、中东、非洲东海岸等地。航行过程中,有相当一部分航程是要横跨印度洋的。能够完成这样的壮举,离不开“针路图”与“牵星术”的应用。
独猪山,丹艮针,五更,船用艮寅针,十更,船平大星尖……
针路图,相当于古代版的海图与航路指南,在元末宋初时就已出现。通过记录航行的时间里程(更数)、特定船位时指南针的罗盘方向、特定物标等信息来进行导航。
牵星术是以牵星板为观测工具,通过观测北辰(北极星)、灯笼骨(由于岁差,北半球大部分地区现已无法观测到)、华盖星(五帝内座与仙后座W形五星之间)、织女星(天琴座α)等星体的高度来推断纬度并进行导航。
忽鲁谟斯(霍尔木兹海峡附近)回来,沙姑马开洋,看北辰星十一指,看东边织女星七指,看西南布司星八指。平丁得把昔,看北辰星七指……
航海钟+航海历+六分仪
然而,受限于当时的科技水平,摆钟体积庞大且在航行时精度较低,沙漏依然是船上重要的计时工具。人们既难以知道某已知经度的准确时间,也难以准确测定本船所在位置的当地时间,经度的推算就存在较大误差,同时也存在着数学计算十分复杂、观测难度大、观测时间受限等众多困难。
1759年,在经过近30年的尝试后,钟表匠约翰•哈里森终于制造出了H4航海钟,其精度比英国“经度委员会”的最高要求还要高。此后几十年里,价格昂贵的航海钟逐渐得到广泛应用。人们可以通过航海钟来准确知道某已知经度地点的准确时间,并用以推算出所在地点的经度。
1766年,英国出版了第一本《航海天文历和天文星历表》,其中以3小时为间隔,给出全年月亮相对于太阳和主要恒星的位置。航海者查阅航海历对照头顶的星空图像就可以确定自己所在地的当地时间。
在星盘、四分仪、八分仪的基础上,18世纪中期,一种轻便易用、观测准确的“六分仪”终于出现。六分仪的本质即是测量两个目标间夹角的“量角器”。
来源 | 崇明海事发布
责编|李宁