الملاحة Navigation وأنواعها
الملاحة (Navigation) هي علم وفن تحديد الموقع (Position) ومعرفة الاتجاهات (Directions) للوصول إلى الوجهة بأمان سواء عبر البحر (Sea)، البر (Land)، أو الجو (Air). ومع تطور المواصلات، تنقسم الملاحة إلى ثلاثة أقسام رئيسية:
- الملاحة البحرية (Marine Navigation): أقدم أنواع الملاحة، اعتمدت على النجوم (Stars) والشمس (Sun) والبوصلة (Compass)، وتطورت لتشمل الخرائط البحرية (Nautical Charts) وأجهزة GPS.
- الملاحة الأرضية (Terrestrial Navigation): تحديد الموقع على اليابسة (Land) باستخدام الخرائط (Maps) والعلامات الطبيعية (Natural Landmarks) وأجهزة الملاحة الحديثة.
- الملاحة الجوية (Aerial Navigation): تعتمد على أجهزة إلكترونية (Electronic Instruments) ورادارات (Radars) لتوجيه الطائرات (Aircrafts) وتحديد مساراتها.
شكل الأرض (Shape of the Earth)
الأرض شبه كروية (Oblate Spheroid) مفلطحة عند القطبين (Poles).
المساحة الكلية (Total Surface Area): حوالي 510 مليون كم².
المياه (Water): 71%.
اليابسة (Land): 29%.
خطوط الطول والعرض
خطوط الطول (Longitude Lines): 360 خطاً تمتد من القطب الشمالي (North Pole) إلى القطب الجنوبي (South Pole). تساعد على حساب الوقت (Time).
خطوط العرض (Latitude Lines): 180 دائرة موازية لخط الاستواء (Equator). تحدد الموقع شمالاً أو جنوباً.
الدائرة العظمى والمسار الحلزوني
الدائرة العظمى (Great Circle): أقصر مسافة بين نقطتين على سطح الأرض.
المسار الحلزوني (Rhumb Line / Loxodrome): يقطع خطوط الطول بزاوية ثابتة، أسهل في الاستخدام لكنه أطول من الدائرة العظمى.
خطوط مميزة على الأرض
خط الاستواء (Equator): خط العرض 0° يقسم الأرض إلى نصفين.
مدار السرطان (Tropic of Cancer): 23.5° شمالاً.
مدار الجدي (Tropic of Capricorn): 23.5° جنوباً.
خط التاريخ الدولي (International Date Line): تقريباً عند خط طول 180°.
الوحدات الملاحية الأساسية
- الميل البحري (Nautical Mile): يعادل 1.852 كم، وهو طول دقيقة واحدة من خط العرض.
- الميل الجغرافي (Geographical Mile): طول دقيقة من خط الطول عند خط الاستواء (≈ 1.852 كم).
- العقدة (Knot): سرعة تساوي ميلاً بحرياً واحداً في الساعة.
- الفولاج (Fathom): وحدة لقياس الأعماق، تساوي 1.828 متر.
- خط الأفق (Horizon): الخط الذي يبدو عنده التقاء السماء بالبحر أو اليابسة.
- الاتجاه (Bearing): زاوية بين الشمال (North) وخط النظر إلى جسم محدد.
- خط السير (Course): الاتجاه الذي تتحرك فيه السفينة أو الطائرة.
- العمق (Depth): المسافة العمودية من سطح البحر (Sea Surface) إلى القاع (Seabed). يُقاس عادة بالمتر (Meter) أو الفولاج (Fathom).
الشمال وأنواعه
- الشمال الجغرافي (True North):
هو اتجاه القطب الشمالي الجغرافي (Geographical North Pole). يمثل المرجع الأساسي للخرائط (Maps). - الشمال المغناطيسي (Magnetic North):
هو الاتجاه الذي تشير إليه إبرة البوصلة (Compass Needle) نحو القطب المغناطيسي الشمالي (Magnetic North Pole). يختلف موقعه عن الشمال الجغرافي ويتغير بمرور الوقت. - شمال الجايرو (Gyro North):
هو الاتجاه الذي يشير إليه الجايروسكوب (Gyrocompass). يتميز بأنه لا يتأثر بالمجال المغناطيسي (Magnetic Field) للأرض، مما يجعله أدق من البوصلة التقليدية.
خطأ البوصلة (Compass Error)
خطأ البوصلة هو الفرق بين الاتجاه الذي تظهره البوصلة (Compass Bearing) والاتجاه الحقيقي (True Bearing).
يتكون من عنصرين:
الانحراف المغناطيسي (Magnetic Variation): الفرق بين الشمال الجغرافي والشمال المغناطيسي.
الانعطاف المحلي (Deviation): الخطأ الناتج عن وجود مؤثرات معدنية أو كهربائية قرب البوصلة.
يتم تصحيح خطأ البوصلة (Compass Error Correction) باستخدام جداول معايرة أو البوصلة الجيروسكوبية (Gyrocompass).
وردة البوصلة (Compass Rose)
وردة البوصلة (Compass Rose) هي دائرة مطبوعة على الخرائط (Charts) والأجهزة، تُظهر الاتجاهات الرئيسية (Cardinal Points: North, East, South, West) والاتجاهات الفرعية (Intercardinal Points).
تُستخدم لتحديد الزوايا والاتجاهات بدقة.
المسارات الملاحية
- المسار فوق الأرض (Course Over Ground – COG):
هو الاتجاه الحقيقي الذي تسير فيه السفينة (Ship) أو الطائرة (Aircraft) بالنسبة لسطح الأرض، بغض النظر عن تأثير التيارات البحرية (Currents) أو الرياح (Winds). - المسار تحت الريح (Leeway Course):
هو المسار الناتج عندما تدفع الرياح (Winds) السفينة عن مسارها المخطط.
إذا هبت الرياح من جانب السفينة، فإنها تسبب انحرافاً جانبياً يسمى الانحراف بالريح (Leeway Drift).
الملاّح (Navigator) يقوم بتعويض هذا الانحراف عند تحديد المسار.
تبسيط الأرقام والمعادلات
الميل البحري (Nautical Mile): 1.852 كم.
العقدة (Knot): ميل بحري واحد/ساعة.
الفولاج (Fathom): 1.828 م.
خط الطول (Longitude): فرق 4 دقائق زمنية.
العمق (Depth): يقاس بالمتر أو الفولاج.
أهمية الملاحة
البحرية (Marine): أساس التجارة والنقل العالمي.
الأرضية (Terrestrial): الاستكشاف والتنقل بين المدن والدول.
الجوية (Aerial): اختصرت المسافات وجعلت العالم قرية صغيرة.
الخلاصة
الملاحة (Navigation) علم متكامل يجمع بين الجغرافيا (Geography)، الفلك (Astronomy)، والرياضيات (Mathematics). فهم الشمال بأنواعه (True, Magnetic, Gyro)، ومعرفة الأخطاء (Compass Error)، والوحدات مثل الميل البحري (Nautical Mile) والعقدة (Knot) والفولاج (Fathom)، إلى جانب المفاهيم مثل المسار فوق الأرض (COG) والمسار تحت الريح (Leeway)، كلها أدوات أساسية للملاّح ليقود السفينة أو الطائرة بأمان ودقة.
المصادر والمراجع
- Bowditch, N. American Practical Navigator. NGA.
- Admiralty Manual of Navigation – Royal Navy.
- Dutton, B. Navigation and Piloting. Naval Institute Press.
- International Maritime Organization (IMO).
- NASA Earth and Space Data.
