پیدا کردن محل کمپ، یک نقطه هدف و یا پیدا کردن مسیر مخصوصا در محیط‌های طبیعی، ممکن است همیشه کار ساده‌ای نباشد. به همین دلیل، در اختیار داشتن یک قطب نما و یک نقشه کاغذی (ترجیحا نقشه توپوگرافی) و همچنین آگاهی به مهارت‌های لازم برای استفاده از قطب نما می‌تواند بسیار نجات دهنده و بسیار مهم باشد. بنابراین نقشه و قطب نما همانطور که در لیست تجهیزات ضروری طبیعت گردی نیز اشاره شده است بخش غیر قابل جدا شدن از تجهیزات شما در کوهنوردی و طبیعت گردی به شمار می‌آید. در این مقاله از دکوول قصد داریم به تعریف قطب نما بپردازیم، بخش‌های اصلی آن را بشناسیم، تاریخچه آن را بدانیم و در نهایت نحوه استفاده از قطب نما را نیز با هم بررسی کنیم. اینجا دکوول است رسانه ادونچر و کوهنوردی ایران و از شما دعوت می‌کنیم تا آخر این مقاله با ما همراه باشید.
فهرست:
قطب نما چیست؟
قطب نما وسیله‌ای برای مسیریابی است که جهت (direction) را مشخص می‌کند؛ بدون شک قطب نما را می‌توان از دقیق‌ترین و مهمترین ابزارهای این حوزه به شمار آورد. قطب نماهای مغناطیسی را می‌توان از معمول‌ترین انواع قطب نما به شمار آورد که از میدان مناطیسی کره زمین برای تعیین جهت استفاده می‌کند. اگرچه طراحی و ساخت قطب نماهای مغناطیسی در طول قرن‌ها تغییرات قابل توجهی داشته است، اما اصول عملکردی آنها همچنان ثابت باقی مانده است. به زبان ساده قطب نمای مغناطیسی شامل یک سوزن مغناطیسی است که در فضای عایق و کم مقاومت می‌چرخد تا با میدان مغناطیسی زمین همراستا شود. دو انتهای سوزن به سمت نقاطی اشاره می‌کند که به عنوان قطب شمال مغناطیسی و قطب جنوب مغناطیسی شناخته می‌شوند.
تاریخچه قطب نما
مغناطیس و اصول آن از هزاران سال پیش توسط انسان‌ها شناسایی شده بود. یونانیان باستان اولین کسانی بودند که پدیده مغناطیس را مشاهده کردند، اما ارتباط آن با زمین یا توانایی فلزات مغناطیسی در جهت‌یابی را درک نمی‌کردند. در چین باستان، مردم دریافتند که یک میله مغناطیسی ساخته شده از سنگ مغناطیس (لادستون) اگر به نخ بسته شود، همیشه در یک جهت خاص قرار می‌گیرد. این کشف به جنبه‌های معنوی زندگی آنها نیز وارد شد و رهبران مذهبی از «قاشق‌های مغناطیسی» متعادل شده بر روی صفحات برای پیش‌بینی آینده استفاده می‌کردند. این ابزار، که به سمت جنوب اشاره می‌کرد و به عنوان «قاشق‌های نشان‌دهنده جنوب» شناخته می‌شد، به نوعی اولین شکل قطب نما به شمار می‌آید.
قطب نماهای اولیه که در حدود 300 تا 200 سال پیش از میلاد در چین اختراع شدند (البته این موضوع اثبات شده نیست اما بسیاری از افرادی که به مطالعه این مساله پرداخته‌اند بر این موضوع اذعان داشته‌اند)، به تدریج توسعه یافتند. در قرن دوازدهم، قطب نماهای پیچیده‌تری در چین، جهان عرب و اروپا ظاهر شدند. این قطب نماها دارای سوزن‌هایی بودند که برای اولین بار روی پین‌ها نصب شده بودند. در قرن سیزدهم، قطب نماها با کارت‌های مدرج مجهز شدند که جهت‌های اصلی و زیرمجموعه‌های آنها را نشان می‌دادند. در قرن پانزدهم، ناوبران دریایی دریافتند که قطب نماها به سمت قطب شمال مغناطیسی زمین اشاره می‌کنند، نه به سمت قطب شمال جغرافیایی (این موضوع همان انحراف مغناطیسی است). در قرن شانزدهم، برای کاهش مشکلات ناشی از حرکت کشتی‌ها، قطب نماهای دریایی روی گیمبال نصب شدند.
تحقیقات علمی در این زمینه نیز ادامه یافت. در قرن هفدهم، ویلیام گیلبرت، دانشمند انگلیسی، گزارشی جامع از مغناطیس زمین منتشر کرد و توضیح داد که چرا قطب نما به سمت شمال اشاره می‌کند. در دهه 1880، ویلیام تامپسون (لرد کلوین) قطب نمایی طراحی کرد که برای استفاده در داخل کشتی‌های سنگین حامل آهن مناسب بود. در همین دهه، مارینوس جراردوس ون دن بوس، یک ژیروسکوپ ثبت و اختراع کرد که بعدها توسط افراد دیگر توسعه یافت. در اوایل قرن بیستم، مهندسان ایتالیایی، اتوره بلینی و الساندرو توسی، فناوری جهت‌یابی رادیویی (RDF) را توسعه دادند و در سال 1906، هرمان آنشوتز-کامپفه یک ژیرو قطب نمای مدرن طراحی کرد.
ژیرو قطب نمای توسعه یافته توسط المر اسپری در سال 1911 برای اولین بار با موفقیت روی یک کشتی آزمایش شد. در بازه زمانی 1900 تا 1920، قطب نماهای رادیویی نیز طراحی و ساخته شدند. با گذشت زمان و پیشرفت فناوری، در سال 1973 پروژه ناوبری ماهواره‌ای GPS توسط ایالات متحده آغاز شد. ارائه تکنولوژی GPS به شکل کلی انقلابی در صنعت جهت یابی و مسیریابی ایجاد کرد که از حوزه نظامی آغاز شد و به تدریج در تمام بخش‌ها از جمله ادونچر و کوهنوردی نیز به کار گرفته شد. اما با این حال هنوز هم بهتر است مهارت‌های اولیه جهت یابی را بدانیم تا در صورت بروز خطا در تجهیزات الکترونیک بتوانیم به مسیریابی ادامه دهیم.
انواع قطب نما
قطب نما همانطور که تعریف شد ابزاری است برای تعیین جهت و مسیریابی و انواع مختلفی دارند که بر اساس اصول کارکرد و کاربردشان دسته‌بندی می‌شوند. در ادامه انواع قطب نما و توضیح مختصری درباره هر یک آورده شده است.
قطب نمای مغناطیسی
این نوع، متداول‌ترین و قدیمی‌ترین نوع قطب نما است. قطب نمای مغناطیسی از یک سوزن مغناطیسی تشکیل شده که در راستای میدان مغناطیسی زمین قرار می‌گیرد. این قطب نما نقاط شمال و جنوب مغناطیسی زمین را نشان می‌دهد و برای ناوبری ساده استفاده می‌شود. با توجه به محدودیت‌هایی که این ابزار می‌توانست در محیط‌های مختلف مانند دریا و یا مجاورت با تجهیزات آهنی داشت انواع مختلفی از قطب نما نیز به مرور ایجاد شدند.
قطب نمای ژیروسکوپی
در بعضی از قطب نماها از مغناطیس زمین برای نشان دادن جهت استفاده نمی‌شود. قطب نمای ژیروسکوپی که در اوایل قرن ۲۰ اختراع شد، از این نوع است. در این وسیله از ژیروسکوپ چرخشی برای دنبال کردن محور چرخشی زمین و پیدا کردن شمال واقعی استفاده می‌شود. از آنجا که شمال مغناطیسی اندازه گیری نمی‌شود انحراف در این وسیله اهمیتی پیدا نخواهد کرد. بنابراین هنگامی که ژیروسکوپ شروع به چرخیدن کند، حرکت وسیله باعث ایجاد مزاحمت نخواهد شد. از این نوع قطب نما اغلب در کشتی‌ها و هواپیماها استفاده می‌شود.
قطب نمای رادیویی (RDF)
این نوع قطب نما برای تعیین جهت سیگنال‌های رادیویی استفاده می‌شود. دستگاه جهت‌یاب رادیویی قادر است با دریافت امواج رادیویی از فرستنده‌های مشخص، موقعیت دقیق را تعیین کند. این فناوری در هوانوردی و دریانوردی کاربرد دارد.
قطب نمای دیجیتال
قطب نماهای دیجیتال از حسگرهای الکترونیکی برای اندازه‌گیری میدان مغناطیسی زمین استفاده می‌کنند. این قطب نماها معمولا در تلفن‌های هوشمند و دستگاه‌های GPS تعبیه شده‌اند و علاوه بر جهت‌یابی، قابلیت اتصال به نقشه‌های دیجیتال را نیز دارند.
قطب نمای خورشیدی
در قطب نما خورشیدی از خورشید به عنوان ابزار جهت‌یابی استفاده می‌شود. این وسیله را باید متداول‌ترین روش استفاده از کارت قطب نما و زاویه سایه خورشید برای نشان دادن جهت دانست. حتی بدون کارت قطب نما، روش‌هایی وجود دارد که از خورشید به عنوان قطب نما استفاده می‌کند. این روش‌ها از قدیم در میان مردم رایج بوده است.
یک روش ساختن چوب سایه است. چوب سایه چوبی است که به صورت قائم در زمین قرار می‌گیرد. سنگریزه‌هایی که در اطراف چوب قرار داده می‌شوند و یک تکه رشته برای ردیابی سایه خورشید در آسمان مورد استفاده قرار می‌گیرد تا جهت شرق و غرب را تعیین کند. نوع دیگر قطب نمای خورشیدی ساعت آنالوگ نام دارد. با استفاده از عقربه‌های ساعت و موقعیت خورشید، می‌توان جهت شمال یا جنوب را تعیین نمود. در این روش لازم است ساعت را به موازات زمین (در دست خود) نگه دارید و عقربه آن را به سمت خورشید ثابت کنید.
در نهایت زاویه بین عقربه ساعت و علامت ساعت ۱۲ را پیدا نمایید. این خط شمال به جنوب است. در نیمکره جنوبی، شمال جهت نزدیک‌تر به خورشید خواهد بود. در نیمکره شمالی، شمال جهت دورتر از خورشید خواهد بود. شاید جالب باشد که بدانید بسیاری از جانوران از جمله انواع خاصی از مورچه ها، ماهی‌ها و پرندگان و ... از خورشید به عنوان قطب‌نما استفاده می‌کنند تا به آنها در یافتن جهت کمک نماید. آنها از ساعت بیولوژیکی داخلی خود برای تعیین جهت تابش خورشید در آسمان و حفظ مسیر مستقیم استفاده می‌کنند. جانوران دیگر مانند کبوترها با استفاده از میدان مغناطیسی خود زمین قادر به پیمایش هستند. مغز آنها مانند یک قطب نما مغناطیسی داخلی عمل می‌کند
قطب نمای ستاره‌ای
این قطب نما برای تعیین جهت با استفاده از موقعیت ستاره‌ها در آسمان طراحی شده است. قطب نمای ستاره‌ای عمدتا در نجوم و برای هدایت در شب استفاده می‌شود.
قطب نمای مایع‌دار
این قطب نما مشابه قطب نمای مغناطیسی است، اما سوزن آن در مایعی شناور است تا لرزش‌ها و حرکت‌های ناگهانی را کاهش دهد. این ویژگی باعث می‌شود که قطب نما در شرایط نامساعد جوی یا هنگام حرکت دقیق‌تر باشد.
قطب نمای نظامی
قطب نماهای نظامی معمولا از جنس مقاوم ساخته شده و دارای ویژگی‌های اضافی مانند خط‌کش، لنز برای دیدن دقیق‌تر، و قابلیت اندازه‌گیری زاویه‌ها هستند. این قطب نماها در عملیات‌های نظامی و ناوبری زمینی استفاده می‌شوند.
قطب نمای ماهواره ای
این قطب نماها در واقع گیرنده‌های GPS هستند. در حال حاضر گیرنده‌های سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) در بسیاری از موارد، جای قطب نما را گرفته‌اند. یک گیرنده GPS با ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند و ایستگاه‌های نظارتی روی زمین در تعیین محل گیرنده عمل می‌کند. گیرنده‌های GPS این توانایی را دارند که طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع را روی نقشه ترسیم نمایند. تا آن زمان که اشیا بزرگ سیگنال‌ها را مسدود ننمایند، قرائت معمولا در محدود ۱۵ متری (۵۰ فوت) دقیق است.
قطب نمای پریزماتیک
این قطب نما برای نقشه‌خوانی و تعیین زاویه دقیق طراحی شده است. قطب نمای پریزماتیک از یک منشور برای افزایش دقت و خواندن راحت‌تر جهت استفاده می‌کند و بیشتر در نقشه‌برداری و کوهنوردی حرفه‌ای به کار می‌رود.
قطب نمای خط‌کش‌دار
قطب نماهای خط‌کش‌دار با داشتن خط‌کش و صفحه شفاف به همراه درجات مدرج، برای استفاده در نقشه‌خوانی و مسیریابی طراحی شده‌اند. این قطب نماها به ویژه برای کوهنوردان و طبیعت‌گردان بسیار مفید هستند.
شناخت اجزای یک قطب نما
برای این مقاله، ما از یک قطب نما استفاده می‌کنیم که تمام ویژگی‌های مورد نیاز برای انجام مسیریابی با نقشه را داراست و بدیهی است که از نوع مغناطیسی نیز می‌باشد. زیرا باقی انواع قطب نما دارای ویژگی‌هایی هستند که عملا به درد ما به عنوان یک کوهنوردی یا طبیعت گرد نمی‌خورند. پس از این به بعد در مقاله هرجایی که از واژه قطب نما استفاده می‌شود منظور ما همان قطب نماهای معمول یا مغناطیسی هستند که می‌شناسیم.
- صفحه پایه: شفاف است تا بتوانید نقشه را زیر آن ببینید و حداقل یک لبه راست دارد که برای گرفتن بلبرینگ و انتقال آن به نقشه شما استفاده می‌شود.
- خط کش: با مقیاس نقشه شما برای تعیین فواصل استفاده می‌شود.
- پیکربندی پیمایش جهت: به شما می‌گوید کدام جهت را هنگام گرفتن یا دنبال کردن بلبرینگ باید قطب نما را به آن سوق دهید.
- حلقه چرخشی: همچنین به عنوان "حلقه آزیموتی" نامیده می‌شود و این دایره بیرونی دارای نشانه‌های ۳۶۰ درجه است که در محاسبه درجه و گرا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- خط اندیس: مستقیما در بالای حلقه چرخشی قرار دارد و به آن نشانگر "خواندن بلبرینگ در اینجا" هم گفته می‌شود.
- سوزن آهنربایی: انتهایی که همیشه به سوی قطب آهنربایی اشاره می کند معمولا قرمز یا سفید رنگ است.
- فلش جهت‌یابی: برای پیکربندی حلقه چرخشی استفاده می شود و شکل آن به طور دقیقی به انتهای آهنربایی چسبیده شده است.
- خطوط تراز: خطوط موازی که با حلقه چرخشی چرخش می‌کنند؛ همچنین آنها را با خطوط شمال - جنوبی روی نقشه تطبیق دهید تا پرچم راست شما با شمال هم تطبیق داشته باشد.
تنظیم اختلاف شمال واقعی و شمال مغناطیسی
پیدا کردن شمال روی نقشه آسان است (در بالای نقشه قرار دارد). با این حال، در بیشتر مناطق جهان و شمال مغناطیسی (جایی که سوزن قطب نمایی شما به سمت آن اشاره می کند) و شمال واقعی چند درجه تفاوت دارند: این تفاوت با نام "اختلاف شمال" شناخته می‌شود. این مساله را با توجه به اینکه در کجای نقشه هستید باید مورد بررسی قرار دهید. برای مثال اگر در ایران باشید یا در آمریکا این مساله متفاوت است. برای پی بردن به اختلاف بین این دو می‌بایست در بخش مرجع نقشه‌هایی که استفاده می‌کنید مقدار را در نظر بگیرید و در ملاحظات و اندازه‌گیری خود لحاظ کنید..
قبل از آنکه برای اختلاف شمال تنظیم انجام دهید، باید ارزش اختلاف شمال در منطقه سفر خود را پیدا کنید. نقشه‌های توپوگرافی آن را لیست می‌کنند، اما به این نکته هم توجه کنید که این اختلاف در طول زمان دستخوش تغییر می‌شود. بنابراین بررسی کنید که تاریخ بازبینی نقشه چه زمانی است یا حداقل سعی کنید از آخرین ویرایش نقشه‌ها بهره بگیرید. روش تنظیم اختلاف شمال با برندهای قطب نمای مختلف متفاوت است (بعضی از برندها از ابزار کوچکی استفاده می‌کنند) و شما باید دستورالعمل‌های ارائه شده را دنبال کنید. هنگامی که اختلاف شمال برای یک سفر تنظیم شد، دیگر نیازی نیست که فکرتان را درگیر این موضوع کنید.
جهت دادن به نقشه
مهارت خواندن نقشه، هماهنگ کردن آنچه را که در برگه مشاهده می‌کنید با آنچه را که در اطراف خود مشاهده می‌کنید، یک مهارت بنیادین است که باید به طور مداوم تمرین کنید. با این حال، قبل از این که بتوانید این کار را انجام دهید، باید نقشه خود را به درستی استفاده کنید. پس از تنظیم اختلاف شمال، جهت‌گیری نقشه به سادگی انجام می‌شود:
- قطب نما را با پیکربندی جهت حرکت به سمت بالای نقشه روی آن قرار دهید.
- حلقه بازل را به گونه‌ای چرخانید که N (شمال) با جهت حرکت پیکربندی شما همراستا باشد.
- پایه نقشه را به گونه‌ای که یکی از لبه‌های صاف آن با لبه چپ یا راست نقشه شما همراستا باشد، بچرخانید.
- سپس، در حالی که نقشه و قطب نما را در دست می‌گیرید، بدن خود را به گونه‌ای چرخانید که پایان سوزن مغناطیسی در مرز جهت‌بندی باشد.
حالا نقشه به درستی در دست شماست و می‌توانید نشانه‌های مجاور را روی آن شناسایی کنید. برای شناختن نقشه و محیط پیرامون خود زمان بگذارید، مخصوصا پیش از شروع سفر سعی کنید این کار مهم را انجام دهید و به یاد داشته باشید که در طول مسیر نقشه خود را به خوبی بخوانید: اینکه مدام روی مسیر بمانید بسیار ساده‌تر از این است که پس از گم شدن دوباره پیدا کنید که دقیقا کجا هستید.
گرا گیری
گرفتن گرا، به شیوه‌ای دقیق و ناوبری شده برای توصیف یک جهت است. به عنوان مثال، به جای رفتن "شمال غربی" به سمت محل کمپ، شما ممکن است به جهت ۳۱۵ درجه ادامه دهید. جهت همیشه نسبت به یک مکان خاص است. پیروی از همان جهت از دو مکان مختلف به یک مقصد یکسان نخواهد رساند. شما می‌توانید از یک جهت استفاده کنید تا در هر زمان که موقعیت خود را در نقشه می دانید به یک مکان بروید:
- قطب نما را روی نقشه قرار دهید تا دو طرفه تمام شده بین موقعیت فعلی خود (a) و موقعیت نقشه برای یک مقصد مانند محل کمپ یا پناهگاه (b) قرار گیرد.
- مطمئن شوید که پیکان جهت حرکت، به سمت پناهگاه نشانه رفته است.
- حالا، حلقه قابل چرخش را به حالتی چرخانده تا خطوط تطبیقی روی قطب نما با خطوط شبکه شمال-جنوب و/یا دو طرفه نقشه شما مطابقت داشته باشد. (مطمئن شوید نشانگر شمال روی حلقه قابل چرخش به سمت شمال در نقشه، نه جنوب است.)
- به خط اندیس نگاه کنید تا جهتی را که به تازگی گرفته‌اید، بخوانید.
اکنون می‌توانید از قطب نما استفاده کرده و در جهت قطعه شمالی به سمت مقصدتان بروید:
- قطب نمای خود را با نشانه جهت حرکت به سمت شمال نگه دارید و آن را از خود دور کنید.
- بدن خود را چرخانید تا سوزن مغناطیسی داخل پیکان جهت‌نمای قطب نما باشد. حالا نشانه جهت حرکت به سمت قطعه‌ای که گرفتید می‌رود و می‌توانید آن را به سمت مقصدتان دنبال کنید
پیدا کردن موقعیت روی نقشه
شما همچنین می‌توانید از گرا گیری برای پیدا کردن موقعیت خود روی نقشه استفاده کنید. ممکن است بخواهید دقیقا کجا هستید روی یک مسیر را پیدا کنید.
- ابتدا با پیدا کردن یک نشانی قابل شناسایی روی نقشه، شروع کنید.
- قطب نما را افقی نگه داشته و جهت پیمایشی آن را با گرفتن نشانه بر روی نشانی قرار دهید و آن را مستقیما به طرف نشانه بچرخانید.
- حالا حلقه‌های جهت دهنده روی نشانگر شمال-جنوب خطوط شبکه و / یا لبه‌های چپ و راست نقشه خود را همانطوری قرار دهید که نشانگر شمال روی حرکت کرده باشد، نه جنوب.
- اکنون می‌توانید به خط فهرست نگاه کرده و گرایی که تازه ثبت کرده‌اید را بخوانید.
حالا می‌توانید آن گرا را به نقشه خود منتقل کرده و موقعیت خود را پیدا کنید:
- قطب نما را روی نقشه قرار دهید و یک گوشه از لبه راست آن را با نشانی قرار داده شده هم‌تشابه کنید.
- با اطمینان از این که جهت پیمایشی با جهت نشانی قرار داده شده هم‌تشابه است، تمام صفحه قطب نما را چرخانید تا خطوط جهت دهنده شمال-جنوب و نشانگر شمال روی حرکت کرده باشد تا به سمت شمال نقشه اشاره کند.
- حال می‌توانید یک خط روی نقشه به طول لبه صاف قطب نما بکشید، نقطه‌ای که خط از نشانی قرار داده شده مکان حدودی شما را نشان می‌دهد
روش دوم
شما می‌توانید از چندین روش مختلف استفاده کنید تا محل خود را روی نقشه پیدا کنید. اگر شما در یک ویژگی خطی مانند یک مسیر نباشید، هنوز می توانید محل خود را در نقشه پیدا کنید. این فرایند به نام "سه گوشی" شناخته می شود و فقط نیاز است که با دو نقطه دیگر دنبال همین مراحل برید. بهتر است نقطه هایی که حداقل ۶۰ درجه از نقطه اولیه شما (و از همدیگر) فاصله دارند را انتخاب کنید.
اگر خطوطی که رسم می کنید در یک نقطه به یکدیگر برسند، آن نقطه محل شماست. اغلب زمان، سه خط یک مثلث کوچک را تشکیل می دهند و محل شما در یا نزدیک آن محدوده کوچک است. اگر خطوط یک مثلث بسیار بزرگ را تشکیل می دهند، کار خود را مجدداً بررسی کنید زیرا حداقل یک خطای قابل توجه دارید.
کلام آخر
به طور کلی می‌توان قطب نما را به عنوان ابزاری ضروری در جهت یابی و استفاده از نقشه دانست که همواره توصیه می‌شود به عنوان یک کوهنورد و طبیعت گرد علاوه بر در اختیار داشتن تجهیزات کافی دانش استفاده از آن را نیز داشته باشید. با دکوول در مقاله نحوه استفاده از قطب نما همراه باشید.
یوسف تقی زاده
علاقه شخصی من به کوهنوردی و صعودهای بلند هیمالیایی منجر شد که به شکل حرفه‌ای این ورزش رو دنبال کنم و به سمت مربی شدن و راهنمای کوهستان شدن برم.
