Lite sjömätningshistoria

Latitud och longitud

Sjömätning görs för att ge en tillförlitlig karta över marina områden med avseende på topografi, djupförhållanden samt övrigt som kan vara av allmänt intresse för sjöfarten. Så länge det gällde begränsade områden som en stad, en flodmynning eller dylikt, kunde lant- och sjömätare redan på medeltiden göra helt acceptabla kartor. Men när det gällde stora områden fick man mätfel, som kunde få allvarliga konsekvenser. Det har framförts att som en av orsakerna till de många förlisningar som ägde rum längs den svenska västkusten var att man i sjökorten över Kattegatt lagt in ett för stort avstånd mellan Jylland och Bohuslän.

För att kunna göra allmängiltiga sjökort över stora områden, globala sjökort, behövdes ett gemensamt referenssystem. Det skapades genom att man införde ett globalt koordinatsystem med väst-öst axeln som longitud (meridianen) och nord-syd axeln som latitud. Alla var överens om att latituden skulle mätas från ekvatorn. Men vid valet av placering av nollmeridianen var enigheten slut. Dåtidens stora sjöfararnationer under 1500-talet Spanien och Portugal kunde inte enas. Ärendet gick till slut till påven och med hans godkännande (välsignelse) lades nollmeridianen genom Kap Ferro, den västligaste udden på Kanarieöarna. Fransmännen accepterade givetvis inte detta och lade den i stället i Paris. Svenskarna var inte mindre nationalistiska utan lade den i Observatoriet i Stockholm. Detta levde kvar i KAK:s bilatlas fram till 1962. Först efter en konferens 1884 accepterades Greenwichmeridianen som internationell standard.

Latitud

Inom många folkslag t ex polynesierna, kineserna och vikingarna kunde man tidigt, mer eller mindre noggrant, bestämma latituden. Det säkraste sättet var att mäta vinkeln till solen när den stod som högst på himlen. Jakobstaven var ett mycket använt mätinstrument. Den beskrevs i början av 1300-talet av Levi ben Gershon, fransk astronom och filosof. ”Längs staven monteras en, gärna graderad, skjutbar tvärstav. Dess övre ända riktas mot det objekt vars höjdvinkel skall mätas (solen), medan tvärstaven skjuts så att den fångar horisonten. Vinkeln kan nu avläsas och latituden bestämmas.” En upprepad användning av Jakobstaven innebar en stor risk för ögonskador. Enligt gamla berättelser kunde man känna igen en gammal sjökapten på att han hade en lapp över sitt blinda öga – t ex Kapten Kid. Senare blev sextanten ett av de viktigaste navigationsinstrumenten ombord.

Longitud

Longitudbestämningar skapade stora svårigheter för sjöfarten. Som exempel kan nämnas att 2000 man drunknade vid en fartygskatastrof vid Scillyöarna 1707. Man hade missbedömt longituden och höll en alltför västlig kurs. Där förliste fyra av fem linjeskepp i en eskader på väg från Spanien till England. Engelska parlamentet tillsatte 1714 en kommitté, som utfäste en belöning på 20 000 pund, ett enormt belopp till den som kunde lösa longitudproblemet.

Longituden är krångligare. Den segrande lösningen blev till slut. Om man har en klocka ombord som visar tiden i t ex Greenwich och mäter solhöjden kan man beräkna hur långt från nollmeridianen man är och därmed få sin longitud. Vägen dit var lång och många mer eller mindre realistiska lösningar föreslogs och nedan ges några exempel.

Ett förslag bygger på kvacksalveri. Troligen inspirerat av den katolska kyrkans tro på undergörande reliker lanserades under sent 1600-tal en mirakelmedicin kallad sympatipulver. Den påstods ha den egenskapen att omedelbart kunna påverka eller bota på avstånd. Tillämpningen var därmed enkel. På ett avgående fartyg tog man t ex med en skadad bandagerad hund och lämnade samtidigt kvar ett använt bandage i land. Klockan 12 varje dag hällde man i hemmahamnen sympatipulver på bandaget. Detta kände hunden ombord och reagerade genast. Kaptenen visste då att klockan var12 i hemmahamnen, varpå longituden kunde beräknas.

Ett annat förslag grundas på okunskap om de verkliga förhållandena till sjöss. Det var att ankra upp ett antal fartyg inom hör- eller synhåll för varandra tvärs över Atlanten. Dessa skulle kunna meddela sig med varandra med kanonskott eller fyrverkerier. En kanonad skulle t.ex. starta i Greenwich och sedan fortplanta sig från fartyg till fartyg över Atlanten. Eftersom ljudhastigheten var känd skulle man därmed kunna ”förflytta” Greenwichtiden.

Ett tredje var att använda sig av missvisningen. Portugiserna hade observerat att den ökade ju längre västerut man kom på Atlanten och de försökte därför att rita missvisningskartor. Svagheten var att man inte visste att den varierar i tiden.

Vid 1800-talets början den t ex 200 väst i Bohuslän och 140 väst i Stockholm och nu är den i stort sett försumbar.

Ett fjärde, i detta fall, seriöst vetenskapligt grundat förslag var att bestämma longituden med hjälp av månen. Sir Isaac Newton, 1642 – 1727, var tidens störste fysiker. Han tänkte sig universum som en maskin som ställts in av den himmelske ingenjören och ansåg att alla fysikaliska problem kunde förklaras med hjälp av ekvationer. Månen, den enda närliggande himlakroppen, som man hittills inte hade haft någon nytta av, borde därför kunna användas för positionsbestämningar. Denna uppfattning hade ett starkt stöd bland astronomer och inom brittiska amiralitetet. Projektet genomfördes och man sammanställde noggranna tabeller. Denna metod fungerade, men nackdelen var att den var så omständlig att det tog flera timmar att beräkna en longitud.

Man övervägde självklart också möjligheten att konstruera en robust klocka med hög precision. Kraven för belöningen var hårda. De var i korthet att tidsfelet inte i genomsnitt fick vara mer än 3 sekunder per dygn. Det innebar att felet per dygn var max. knappa 1500 m och att det efter sex veckors resa inte fick vara mer än 30 distansminuter. 1700-talets urmakare var tekniskt mycket skickliga. Höjdpunkten i deras verksamhet var de så kallade automaterna. De föreställde oftast människor, som spelade, sjöng eller skrev på ett naturtroget sätt. En sådan automat kunde bestå av flera tusen handgjorda delar, men gemensamt för alla automaterna var att de var känsliga för yttre påverkan.

Newton var skeptisk till att använda en klocka. Han framhöll vid en genomgång av olika metoder inför longitudkommittén ” En metod är att med en klocka hålla tiden exakt. Men på grund av skeppets rörelse, förändringen från varmt till kallt, olikheter i tyngdkraften på olika latituder, har en sådan klocka aldrig blivit gjord.” Trots denna kraftiga varning började den självlärde John Harrison bygga en kronometer och han lyckades under 1730- talet bygga en som uppfyllde kraven. Efter motstånd från longitudkommittén, bl.a. för att han inte var adlig, fick han inte priset. Han gav inte upp utan konstruerade flera kronometrar, fem stycken tillsammans, och fick till slut, 83 år gammal, 1776 ut hela priset. Hans kronometer var emellertid mycket dyr. Som jämförelse kan nämnas att en kronometer kostade 400 pund och ett nytt välutrustat handelsskepp 1200 pund. Larcum Kendall, urfabrikör, fick i uppdrag att industriellt ta fram en billigare och godtagbar version. Han lyckades uppfylla kvalitetskraven och en sådan kronometer köptes till Sverige. Mer att läsa om Harrisons kamp för belöningen finns i Sobel, D. Longituder. Svenska Förlaget. 1998.

Sjömätningar

Sverige hade redan under 1600-talet vetenskapliga kontakter med Frankrike, som då var Europas ledande vetenskapsnation. Så tillbringade Cartesius en vinter på Stockholms slott under drottning Kristina tid och avled därefter av lunginflammation. Mer positiva kontakter uppstod med svenska akademiker, främst i Uppsala, när fransmännen under 1730-talet skickade en expedition till Tornedalen. Den hade i uppdrag att göra mätningar som skulle användas för klargöra om jorden verkligen var sfärisk. De visade att jorden var lite platt i toppen och så troligen också i botten.

Ludvig XVI lät under sin regenttid kartlägga Frankrike och inspirerade frankofilen Gustav III till motsvarande i Sverige. För att få en uppskattning om arbetets storlek kan nämnas att ytorna av Sverige och Finland är lika stora som den sammanlagda ytan av Frankrike och Storbritannien. Mätningarna genomfördes, men det visade sig vid de påföljande sjömätningarna, i början av 1800-talet, att man inte hade någon som helst användning av resultaten, då latitud- och framför allt longitudangivelserna var alltför bristfälliga.

Först under Gustaf IV:s regenttid kunde man genomföra sjömätningar med godtagbar noggrannhet. Som motivering angavs att sjömätningarna skulle göras för ”handeln och för flottan”. Bakom detta låg troligen att ryssarna hade byggt upp en stark skärgårdsflotta och dessutom delvis hade goda sjökort över sina egna vatten. Ryssarna hade vid den tiden inga sjökort över de svenska kusterna. I Sverige tyckte man sig ha bättre möjlighet att möta detta hot genom att också förse sin flotta med bra sjökort.

Gustav IV inledde med att 1803 ge anslag till sjömätning av Bohusläns och Stockholms skärgårdar. Arbetet fortsatte sedan och kom att omfatta hela svenska kusten, inklusive de stora sjöarna och var klart på 1840-talet. För att genomföra framgångsrika sjömätningar behövs tillräckligt hög teknologi, stabil finansiering och skicklig personal. Det första kravet uppfylldes genom köp av Harrisons kronometer och de beprövade verktyg som redan fanns: linjal, kikare, kompass och teodolit (mäter vinklar både horisontellt och vertikalt). Det andra kravet finansieringen, tillgodosågs genom att Gustav IV var enväldig och det tredje, personalfrågan, löstes genom att N.G. Schultén utsågs till chef för sjömätningarna. Förutom att han först varit professor i fysik i Åbo och sedan professor vid Arméns flotta var han den förste som noga bestämde en longitud i Sverige. Hans sjömätare var välutbildade hydrografer från örlogsbaserna i Finland och Sverige. Dessutom stod Flottan för, det som nu så populärt kallas, ”logistiken”.

Sjömätningarna

Dåtidens land- och sjömätningar var baserade på triangulering. När det gäller små områden, säg området kring Vaxholm, valde man inom synhåll lämpliga triangelpunkter. Med krysspejling ritade man in öar, vikar osv. och detta tillsammans med lodning gav ett gott lokalt sjökort. Nackdelen var att man inte visste var på jorden man befanns sig.

Denna gång skulle man mäta mycket stora områden och resultaten skulle dessutom kunna fogas in i ett globalt nät. Detta löstes genom att man byggde upp ett finmaskigt nät av astronomiskt noggrant bestämda triangelpunkter.

I nästa steg fick sjömätarna kartor, i skala 1:20 000, då kallad naturlig skala, där i stort sett endast dessa triangelpunkter var inlagda. Därefter förfinades nätet med ”egna” triangelpunkter och till sist ritade man in detaljer på fri hand. För att fysiskt kontrollera sina instrumentellt erhållna resultat använde man en tunn långlänkad kätting, s.k. mätkätting, som man drog på isen.

Sjö- och lantmätarna arbetar med samma teknik så länge sjömätarna inte mäter djup. På land kan lantmätarna se en dalgång eller bergskedja och därmed kunna använda en hel del visuell information. Däremot är sjömätarna är helt blinda under ytan och måste punkt för punkt loda för att kartlägga landskapet – ett mycket stort arbete. De prioriterade genom att i första hand noggrant mäta allt över vattenytan. Lodningsarbetet kom därmed i andra hand. Militärt eller ekonomiskt viktiga områden prioriterades. Inseglingen till Stockholm vid Sandhamn och Marstrand i Bohuslän är mycket tätt lodade, medan t ex och Stockholms ytterskärgårdar och lodningarna i Havstensfjorden, norra Bohuslän, är glesa. I början av mätperioden lodade man gärna i sund och undvek stora ytor. När det gällde längre sträckor valde man ut en startpunkt och ett mål, men efter ett tag visste man inte den korrekta positionen beroende på fart och avdrift. Detta löstes genom att man använde tillfälliga triangelpunkter på var sin sida om målet. Dessa krysspejlades för varje lodskott och allt fördes in på kartan. Detta är förklaringen till att lodlinjerna inte alltid är räta.

Sjökortsframställning

Sjömätarnas resultat i form av nu ifyllda blindkartor limmades med äggvita tillsamman till en mycket stor karta. Man måste ha ett stort golv och enligt källor använde man golvet på Stockholmsbörsen. För att göra det mer hanterligt skar man sedan isär detta arbetsmaterial i rektanglar om c:a 50 x 70 cm. Dessa arbetsstycken, som numrerades och kallades ”grund-kartor” ritades av i grov skala, t ex 1:100 000, och överfördes till kopparplåtar för att tryckas som sjökort. Grundkartorna användes också som ”databas” inför nästa sjömätningsperiod. Man lade där in iakttagelser och händelser som nyupptäckta grund, utprickningar etc. Grundkartorna hemligstämplades för ”evinnerlige tider” efter en förordning av Axel Oxen-stierna, från 1640-talet, men vid millennieskiftet släppte Sjöfartsverket hemligstämpeln på grundkartor äldre än 150 år.

Hydrografica AB har under de senaste 20 åren gjort högklassiga sjökort över ”besvärliga områden” med hjälp av flygfoto och lokala mätningar. Deras sjökort över den besvärliga Kosterskärgården jämfördes under en båtmässa i Göteborg med 1803 års grundkartor. Resultatet var att landkonturerna överensstämde förvånansvärt väl men Hydrografica hade hittat några fler grund. De vann välförtjänt men det var ingen utklassning. De svenska sjömätarna hade gjort ett mycket gott arbeta för två sekel sedan. Tänk om det varit tvärtom.

Olle Carlsson