Выбор читателей
Популярные статьи
Около −1,8 °C.
Оценка количества (густоты) морского льда даётся в баллах - от 0 (чистая вода) до 10 (сплошной лёд).
Важнейшие свойства морского льда - пористость и солёность, определяющие его плотность (от 0,85 до 0,94 г/см³). Из-за малой плотности льда льдины возвышаются над поверхностью воды на 1 / 7 - 1 / 10 их толщины. Таяние морского льда начинается при температуре выше −2,3 °C. По сравнению с пресноводным он труднее поддаётся раздроблению на части и более эластичен .
Морской лёд является сложным физическим телом, состоящим из кристаллов пресного льда, рассола, пузырьков воздуха и различных примесей. Соотношение составляющих зависит от условий льдообразования и последующих ледовых процессов и влияет на среднюю плотность льда. Так, наличие пузырьков воздуха (пористость ) значительно уменьшает плотность льда. Солёность льда оказывает на плотность меньшее воздействие, чем пористость. При солёности льда 2 промилле и нулевой пористости плотность льда составляет 922 килограмма на кубический метр , а при пористости 6 процентов понижается до 867. В то же время при нулевой пористости увеличение солёности с 2 до 6 промилле приводит к увеличению плотности льда только с 922 до 928 килограммов на кубический метр .
Нилас (на переднем плане) в Арктике
Оттенки цвета морского льда в больших массивах варьируют от белого до коричневого.
Белый лёд образуется из снега и имеет много пузырьков воздуха или ячеек с рассолом.
Молодой морской лёд зернистой структуры со значительным количеством воздуха и рассола часто имеет зелёный цвет.
Многолетние торосистые льды, из которых выдавлены примеси, и молодые льды, которые замерзали в спокойных условиях, часто имеют голубой или синий цвет. Голубым также бывает глетчерный лёд и айсберги . В голубом льду чётко видна игольчатая структура кристаллов .
Коричневый или желтоватый лёд имеет речной или прибрежный генезис, в нём имеются примеси глины или гуминовых кислот .
Начальные виды льда (ледяное сало, шуга) имеют тёмно-серый цвет, иногда со стальным оттенком. С увеличением толщины льда его цвет становится светлее, постепенно переходя в белый. При таянии тонкие льдинки снова становятся серыми.
В случае, если лёд содержит большое количество минеральных или органических примесей (планктон , эоловые взвеси, бактерии), его цвет может меняться на красный, розовый, жёлтый , вплоть до чёрного .
В связи со свойством льда задерживать длинноволновую радиацию, он способен создавать парниковый эффект, что приводит к нагреванию находящейся под ним воды.
Под механическими свойствами льда понимают его способность противостоять деформациям .
Типичные виды деформации льда: растяжение, сжатие , сдвиг , изгиб . Выделяют три стадии деформации льда: упругая , упруго-пластическая , стадия разрушения. Учёт механических свойств льда важен при определении оптимального курса ледоколов , а также при размещении на льдинах грузов, полярных станций , при расчёте прочности корпуса судна .
При образовании морского льда между целиком пресными кристаллами льда оказываются мелкие капли солёной воды, которые постепенно стекают вниз. Температура замерзания и температура наибольшей плотности морской воды зависит от её солёности. Морская вода, солёность которой ниже 24,695 промилле (так называемая солоноватая вода), при охлаждении сначала достигает наибольшей плотности , как и пресная вода , а при дальнейшем охлаждении и отсутствии перемешивания быстро достигает температуры замерзания . Если солёность воды выше 24,695 промилле (солёная вода), она охлаждается до температуры замерзания при постоянном увеличении плотности с непрерывным перемешиванием (обменом между верхними холодными и нижними более тёплыми слоями воды), что не создаёт условий для быстрого выхолаживания и замерзания воды, то есть при одинаковых погодных условиях солёная океаническая вода замерзает позже солоноватой.
Морской лёд по своему местоположению и подвижности разделяется на три типа:
Прогноз изменения толщины ледового покрова к 2050 году
По стадиям развития льда выделяют несколько так называемых начальных видов льда (в порядке времени образования):
Дальнейшие по времени образования виды льда - ниласовые льды :
Дальнейшей стадией развития льдообразования являются молодые льды , которые подразделяются на серый (толщина 10-15 см) и серо-белый (толщиной 15-30 см) лёд.
Морской лёд, развивающийся из молодого льда и имеющий возраст не более одного зимнего периода, называется однолетним льдом . Этот однолетний лёд может быть:
Если морской лёд подвергался таянию хотя бы в течение одного года, он относится к старым льдам . Старые льды подразделяются на:
Исследование морского льда на Северном полюсе
Толщина многолетних льдов в Северном Ледовитом океане в некоторых районах достигает 4 м.
В антарктических водах в основном находится однолетний лёд толщиной до 1,5 м, который исчезает в летнее время.
Особенности судовождения в ледовых условиях зависят от района плавания и присущего ему ледового режима, который в свою очередь зависит от многих факторов: географического положения района, характера течений, солености и температуры воды, ветров, приливо-отливных явлений, наличия рек, впадающих в моря в данном районе.
Сведения о ледовых режимах даются в гидрометеорологических очерках лоции, состоящих из характеристик метеорологической, гидрологической и ледового режима.
Иллюстративным материалом к таким очеркам служат атласы физикогеографических данных, карты льдов и гидрометеорологические карты, специальные приложения к лоциям.
Располагая указанными пособиями, а также данными ледового патруля, метеорологических станций, авиаразведок и прочими источниками, судоводитель может получить в большинстве случаев достаточно точное представление о распределении льдов, о навигационной характеристике предстоящего пути. Данные о распределении льдов с указанием их кромок и разновидностей рекомендуется наносить на бланковые карты или на кальки, снятые с навигационных карт.
Асимметричный ледокол
Во время перехода судна большую роль играет получение дополнительных сведений и коррективов от радиостанций, несущих специальную службу, а также от ледоколов и отдельных судов, находящихся в том же районе. Кроме того, необходимо иметь сведения о синоптической обстановке на время перехода и ледовые прогнозы.
Для правильной оценки получаемых сведений о льдах необходимо знать их классификацию, а по возможности и навигационную характеристику, определяющую степень проходимости льдов.
Плавание во льдах обусловливает повышенные требования к экипажам судов, и к судоводителям, и к матросам. Управление судном во льдах предъявляет ряд специфических требований к матросам, стоящим на руле. Помимо выполнения команд вахтенного помощника, рулевой матрос должен уметь самостоятельно ориентироваться при движении среди льда.
Морской плавучий лед не связан с берегом или дном и находится в постоянном движении (дрейфует) под воздействием ветра и течения. Плавучий лед является преобладающей категорией льда в морях и океанах. Образуются плавучие льды в море самостоятельно или в результате разлома припая (берегового льда).
Различаются плавучие льды по форме, размерам, возрасту, сплоченности и другим признакам.
По возрасту различают:
По форме лед подразделяют на:
По строению льда и состоянию его поверхности различают:
По размерам плавучие льды делятся на следующие виды:
Границы среднего распространения льда — среднее положение кромки льда для заданного месяца или сезона, выведенное из многолетних наблюдений.
Редкий лед — различного вида плавучий лед, преимущественно битый, равномерно распределенный и занимающий до 30% видимой поверхности моря (сплоченность 1 — 3 балла).
Разреженный лед — различного вида битый дрейфующий лед, занимающий более половины видимой поверхности (сплоченность 4 — 6 баллов). Разрежение льда вызвано двумя причинами:
Сплоченный лед — скопление плавучих льдов, покрывающих около 80% видимой поверхности (сплоченность 7 — 9 баллов).
Сплошной лед — сплошная масса, покрывающая все видимое пространство моря (сплоченность 10 баллов).
Лед может быть легким, тяжелым и деформированным.
Легкий лед толщиной до 60 см свободно преодолим ледоколами, а при благоприятных условиях — судами с усиленным подкреплением корпуса.
Тяжелый лед толщиной более 60 см с торосами возрастом больше одного года с трудом преодолевают только мощные ледоколы.
Деформированный лед , наслоенный с глубиной наслоений до 20 м. Это лед торосистый и может быть непроходим даже для самых мощных ледоколов.
Торошение — вид формирования ледовых препятствий, когда разломы, столкновения и сжатия льда образуют торосы.
Торосы — нагромождение льдин, обычно смерзшихся; могут располагаться отдельными образованиями и группами, чаще грядами.
По месту нахождения торосы могут быть береговыми и морскими. Они образуются от взлома, раздробления и надвигания льдов.
В шуге суда двигаются легко, а плотный эластичный покров снежуры затрудняет движение, так как он не колется форштевнем, а только сжимается; тонкий лед или корку суда проходят с некоторыми затруднениями.
Сжатие льда — уплотнение под влиянием ветров и течений. Сжатие льда наблюдается и во время смены приливоотливных течений независимо от ветров. Ветры могут только усилить или ослабить, задержать или ускорить приливо-отливные сжатия. Это явление составляет самое большое затруднение для плавания.
Сплоченность плавающего льда определяется по десятибалльной шкале:
Шкала сплоченности дрейфующего льда | ||
---|---|---|
Баллы | Размер площади | Характеристика |
0 | Льда нет | Чистая вода |
1 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 9 раз меньше площади проме-жутков воды между ними | Редкий лед |
2 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 4 раза меньше площади проме-жутков воды между ними | Редкий лед |
3 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 2 — 2,5 раза меньше площади промежутков воды между ними | Редкий лед |
4 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 1,5 раза меньше площади про-межутков воды между ними | Разреженный лед |
5 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, равна площади промежутков воды между ними | Разреженный лед |
6 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 1,5 раза больше площади про-межутков воды между ними | Разреженный лед |
7 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 2 — 2,5 раза больше площади промежутков воды между ними | Сплоченный лед |
8 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 4 раза больше площади проме-жутков воды между ними | Сплоченный лед |
9 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 9 раз больше площади проме-жутков воды между ними | Очень сплочен¬ный лед |
10 | Льдины полностью покрывают видимую поверхность моря | Сплошной лед |
Для обеспечения безопасности плавания очень важно заблаговременно обнаружить приближение льда, особенно при плохой видимости или тумане, чтобы своевременно уменьшить ход, усилить наблюдение, проверить местоположение судна. Признаками приближения ко льдам являются:
Общее представление о распределении льда в районе плавания дает ледовая карта. Информацию о состоянии льда получают с помощью искусственных спутников Земли, самолетов и вертолетов ледовой разведки, судовых наблюдений, береговых пунктов наблюдений, автоматических дрейфующих ледовых станций. С использованием всей этой информации береговыми службами подготавливаются ледовые карты, которые передаются на суда.
Решение о движении судна во льдах принимается на основе анализа ледовых карт, на которых в виде символов отображаются характеристики ледового покрова. Главным условным знаком в этой системе символов является овал, в котором указываются основные навигационные характеристики льда (рис. 1), где буквой С обозначена общая сплоченность льда в баллах.
Для возраста льда используются следующие основные цифровые символы:
Для обозначения формы ледяных образований применяются следующие цифровые символы:
Пример применения овального символа морского льда, приведенного на рис. 1, означает, что в данном районе находится лед общей сплоченностью 6 баллов. Из них 2 балла — обломки полей старого льда, 1 балл — крупнобитый молодой лед, 3 балла — нилас, форма которого не определена.
Наряду с главным символом — овалом, на ледовой карте применяются и другие символы, дополняющие и конкретизирующие общую картину распределения льда:
Дополнительные ледовые символы | |
---|---|
торосистость льда, в баллах; | |
разрушенность льда, в баллах; | |
заснеженность льда (С — площадь покрытого снегом льда в десятых долях от общей площади; S — заснеженность в баллах ← направление застругов); | |
сжатие льда в баллах; | |
рекомендованные маршруты движения. | |
На ледовой карте каждая зона льда с примерно одинаковыми характеристиками выделяется по ее границе изолиниями (рис. 2). Для наглядности различные зоны могут быть заштрихованы.
Рис. 2 Ледовая картаУсловные обозначения | |||
---|---|---|---|
Раскраска обзорных карт по возрасту (стадиям развития) льда: применяется в период образования, становления и частичного разрушения льда «зимняя раскраска по возрасту» |
|||
Возрастные характеристики льда: | |||
условная раскраска по цвету: | применение графических символов: | ||
* * * | начальные виды льда | ||
⊛ | нилас, склянка (толщина до 10 см) | ||
серый лед (10-15 см) | |||
серо-белый лед (15-30 см) | |||
тонкий однолетний (белый) лед (30-70 см) | |||
однолетний лед средней толщины (70-120 см) | |||
толстый однолетний лед (более 120 см) | |||
остаточный однолетний лед | |||
двухлетний лед (до 2,5 м и более) | |||
многолетний лед (около 3 м и более) | |||
Формы плавучего льда: | Условные обозначения, возраст: | ||
мелкобитый лед | нилас | ||
крупнобитый лед | серый | ||
обломки ледяных полей | серо-белый | ||
большие поля | тонкий | ||
обширные ледяные поля | средний | ||
гигантские ледяные поля | толстый | ||
ледяная каша | старый | ||
блинчатый лед | припай | ||
Возрастные характеристики неподвижного льда (припая) в см: | Обобщенные характеристики льда: | ||
ниласовые льды (5-10 см) | возрастной состав дрейфующих льдов | ||
молодые льды (10-30 см) | торосистость льда (в баллах) | ||
тонкий однолетний лед (30-70 см) | показатель сжатия (в баллах) | ||
однолетний лед средней толщины (70-120 см) | наслоеность льда | ||
толстый однолетний лед (>120 см) | разрушеность льда |
Раскраска обзорных карт по сплоченности: применяется в период разрушения и таяния льда «летняя раскраска по сплоченности» |
|||
---|---|---|---|
Сплоченность льда: | Формы плавучего льда: | ||
сплошной, смерзшийся спл. и очень спл. дрейф. лед (9-10/10) | мелкобитый лед | ||
сплоченный лед (7-8/10) | крупнобитый лед | ||
разряженный лед (4-6/10) | обломки ледяных полей | ||
редкий лед (1-3/10) | большие поля | ||
отдельные льдины (<1/10) | обширные ледяные поля | ||
чистая вода | гигантские ледяные поля | ||
айсберговые воды | ледяная каша | ||
блинчатый лед | |||
Условные обозначения | |||
чисто | |||
1-3 | |||
4-6 | |||
7-8 | |||
9-10 | |||
10 | |||
припай |
В 2006 году на базе Арктического и Антарктического института (ААНИИ) создана система контроля и прогнозирования состояния атмосферы и гидросферы для обеспечения морской деятельности в арктических и замерзающих морях РФ.
Основными источниками исходной информации являются:
Решаемые задачи:
В результате разработан «ледовый терминал», позволяющий отображать на мониторе судового компьютера в виде непрозрачных и прозрачных слоев совмещенные с навигационной картой следующие данные:
Информация поступает посредством каналов связи, предоставляемых системами Inmarsat, Globalstar, Iridium или Internet. Ниже приведены примеры использования «ледовых терминалов» на судах (рис. 3 – 6).
Рис. 3 Ледовая карта Рис. 4 Ледовый прогноз в Татарском проливе Рис. 5 Рекомендованный маршрут в Татарском проливе Рис. 6 Маршрут судна при следовании во льдахПредлагается к прочтению:
Морские льды классифицируются:
по происхождению,
по формам и размерам,
по состоянию поверхности льда (ровный, торосистый),
по возрасту (стадии развития и разрушения),
по навигационному признаку (проходимость льдов судами),
по динамическому признаку (неподвижные и плавучие льды).
По происхождению льды делятся на морские, речные и глетчерные.
Морские льды образуются из морской воды, имеет зеленоватый или белесоватый (при наличии пузырьков воздуха или снега) оттенок.
Пресноводные льды выносятся весной и летом из рек, имеет сероватый или коричневатый оттенок из- за вкраплений взвесей.
Глетчерные льды (материкового происхождения) образуются в результате откалывания ледников, спускающихся в море – айсберги, дрейфующие ледяные острова.
По виду и форме льды делятся на:
ледяные иглы , образующиеся на поверхности или в толще воды,
ледяное сало – скопление смерзшихся ледяных игл в виде пятен или тонкого слоя серовато свинцового цвета,
снежура – вязкая кашеобразная масса, образующаяся при обильном снегопаде на охлажденную воду,
шуга – скопление комков льда, снежуры и донного льда,
нилас – тонкая эластичная ледяная корка толщиной до 10 см,
склянка – тонкий прозрачный лед толщиной до 5 см, образующийся при спокойном море из ледяных кристаллов или сала,
блинчатый лед – лед, обычно круглой формы диаметром от 30см до 3 м и толщиной до 10 см.
По возрасту лед бывает:
молодой лед толщиной 15-30 см, имеет серый или серо-белый оттенок,
однолетний лед – лед, просуществовавший не более одной зимы, толщиной от 30 см до 2 м,.
двухлетний –лед, достигший к концу второй зимы толщины более 2 м,
многолетний паковый лед – лед, просуществовавший более 2 лет, толщиной более 3 м, голубого цвета.
По навигационному признаку проходимость льда оценивается по 10 бальной шкале сплоченности льда. Сплоченность (густота) льда – это соотношение площади льдин и промежутков воды между ними в данном районе. Практика ледового плавания показала, что самостоятельное плавание морского судна обычного возможно при сплоченности дрейфующего льда 5-6 баллов.
По динамическому признаку льды делят на неподвижные и плавучие.
Неподвижные льды существуют в виде припая у берегов. Толщина многолетнего припая у берегов Гренландии более 3м, а у берегов Антарктиды десятки и даже сотни метров. Толщина однолетнего припая в Северно-Ледовитом океане около 2–3м, ширина до 500км (море Лаптевых).
Плавучие льды образуются или путём намерзания плавающего льда или в результате откалывания от припая.
Для обозначения любого вида плавучего морского льда применяется термин дрейфующий лед.
Размеры дрейфующих льдов различны: при размерах более 500м в поперечнике их называют ледяными полями, при размерах 100…500м - обломками ледяных полей , при размерах 200…100м - крупногабаритным льдом , при размерах меньше 20м - , мелкобитым льдом .
Движение льда происходит под влиянием ветра или течений, под воздействием которых они меняют свою сплоченность. При ветре, дующем на берег сплоченность дрейфующего льда увеличивается, при ветре, дующем с берега, льды разрежаются. С увеличением скорости течений льды разрежаются, с уменьшением скорости льды скапливаются. Скопление (сжатие) льдов приходится на время смены приливо-отливных течений, и продолжаются 1-2 ч, после чего наблюдается разрежение льдов. При подъеме уровня воды льды разрежаются, а при спаде сплачиваются.
Глетчерные льды – айсберги (ледяные горы) образуются в районах Северно-Ледовитого океана и у берегов Антарктиды. Течениями они выносятся в умеренные широты обеих полушариев. Айсберги достигают иногда огромных размеров. В 1854 г. в районе 44°Ю.Ш. 28°З.Д. встречен айсберг длиною 120км и высотой 90м. Только десятая часть айсберга высится над водою.
При охлаждении поверхности моря до температуры точки замерзания в верхнем слое воды (толщиной в несколько сантиметров) появляется большое количество дисков или пластинок чистого льда, называемых шугой. Толщина этих льдинок очень мала, средние размеры примерно 2,5 см*0,5 мм, а форма может быть чрезвычайно разнообразной - от квадратов (или почти квадратов) до гексагональных образований. Оптическая ось такой пластинки всегда перпендикулярна плоскости ее поверхности. Эти элементарные ледяные кристаллы плавают на поверхности воды, образуя так называемое ледяное сало, придающее поверхности моря несколько маслянистый вид. В спокойной воде пластинки плавают в горизонтальном положении и их с -оси направлены вертикально. Ветер и волны заставляют пластинки сталкиваться, переворачиваться и принимать в результате различные положения; постепенно смерзаясь, они образуют постоянный ледяной покров, в котором отдельные кристаллы ориентированы хаотически. На первой стадии формирования молодой лед удивительно гибок; под действием волн, идущих из открытого моря или вызванных движущимся судном, он изгибается, не ломаясь, причем амплитуда колебаний поверхности льда может достигать нескольких сантиметров.
В дальнейшем, если температура не повышается, отдельные пластинки играют роль зародышевых кристаллов. Полностью механизм этого процесса до сих пор не изучен. Как видно по рис. 4, лед состоит из отдельных кристаллов, каждый из которых обладает сугубо индивидуальными свойствами, например степенью пропускания поляризованного света (одинаковой для всего данного кристалла, «но отличной от прочих). В некоторых случаях структурную ячейку льда называют зерном, а не отдельным кристаллом, поскольку ясно, что она обладает сложной субструктурой и состоит из множества параллельных пластинок. Взаимосвязь этой субструктуры упоминавшийся выше первичной шугой достаточно очевидна. Нет сомнения, что некоторая часть зерна образуется из смерзающихся пластинок шуги, которые затем сохраняются как отдельные слои кристалла. Однако, по-видимому, существует и какой-то другой процесс, так как в некоторых случаях кристаллы начинают расти на нижней поверхности достаточно толстого ледяного покрова, причем они также имеют пластинчатое строение. Каким бы ни был механизм образования кристаллов, все они - как в морском льду, так и в пресноводном - состоят из большого числа пластинок, точно параллельных друг другу. Оптическая ось кристалла расположена перпендикулярно этим пластинкам.
Интересные результаты дает изучение распределения кристаллов по ориентации их оптических осей в зависимости от глубины их залегания в толще льда. Ориентация может быть охарактеризована двумя углами - полярным, который представляет собой угол между с-осью и вертикалью, и азимутальным, т.е. углом, измеренным от какого-то произвольного направления, например от линии север - юг. Величины азимутальных углов обычно не подчиняются какому-либо закону; редкие исключения из этого правила могут быть вызваны необычными приливными явлениями. Полярные углы обнаруживают определенную закономерность. Как указывалось выше, ориентация кристаллов у поверхности льда весьма разнообразна, поскольку она зависит от воздействия ветра во время льдообразования. Но по мере углубления в ледяную толщу полярные углы возрастают, и на глубине порядка 20 см оптические оси почти всех кристаллов ориентируются горизонтально. Лабораторное исследование замерзания дистиллированной воды (Перей и Паундер, 1958) при условии, что ее охлаждали только с одного направления, а вода находилась в спокойном состоянии, дало результаты, приведенные в табл. Горизонтальные срезы были взяты с поверхности льда и с глубин 5 и 13 см. Каждый шлиф исследовали на универсальном полярископе. При этом определялось соотношение площадей (в процентах), занятых кристаллами с одинаковой - в пределах 10-градусных интервалов - ориентировкой оптических осей.
Ориентация кристаллов в ледяном покрове (Паундер, 1967)
Аналогичная ситуация наблюдается и в природном морском льду, достигшем определенного «возраста». Исключения бывают в тех случаях, когда в процессе роста ледяного покрова происходят подвижки, вызывающие сдавливание и излом льда. Таким образом, основная масса морского льда, просуществовавшего год или более, состоит из кристаллов, оптические оси которых направлены горизонтально, а по азимуту ориентированы хаотически. Длина (высота по вертикали) таких кристаллов достигает 1 м и более, при диаметре от 1 до 5 см. Причины преобладания во льду кристаллов с горизонтальными оптическими осями помогают понять рис. 4. Поскольку ледяной кристалл имеет одну главную ось симметрии, он может расти преимущественно в двух направлениях. Молекулы льда присоединяются к кристаллической решетке либо в плоскостях (кристалла), перпендикулярных с-оси и называемых базисными плоскостями, либо в направлении с-оси, что в свою очередь приводит к увеличению площади базисных плоскостей. Основываясь на законах термодинамики, можно прийти к выводу, что первый тип роста кристалла должен быть более интенсивным, нежели второй, что и подтверждается экспериментами.
Рис. 5 Преобладание роста кристаллов с наклонными оптическими осями, вызывающее постепенное исчезновение кристалла с вертикальной с -осью. (Паундер, 1967)
Поверхность раздела лед - вода
Исследование нижней поверхности растущего морского льда помогает понять процесс замерзания воды. Нижние 1-2 см ледяной толщи состоят из пластинок чистого (пресного) льда с прослойками рассола между ними. Пластинки, составляющие часть отдельного кристалла, параллельны друг другу и расположены, как правило, вертикально. Это так называемый скелетный (или каркасный) слой. Механическая прочность этого слоя обычно чрезвычайно мала. При дальнейшем замораживании пластинки несколько утолщаются, между ними появляются ледяные перемычки и постепенно образуется сплошной лед, в котором рассол содержится в виде капель или ячеек между пластинками. Понижение температуры льда приводит к уменьшению размеров заполненных рассолом ячеек, которые принимают форму длинных вертикальных цилиндров почти микроскопических размеров в поперечном сечении. Такие ячейки можно обнаружить на рис. 4 в виде рядов черных точек, расположенных вдоль линий между пластинками. Некоторое количество ячеек рассола имеется также у границ между кристаллами, но, основная масса рассола содержится внутри отдельных зерен. На рис. 5 приводятся результаты статистического исследования толщины пластинок в образце годового морского льда. Видно, что пластинки имеют однородную толщину, в среднем в пределах 0,5-0,6 мм. Диаметр гнезд, содержащих рассол, обычно около 0,05 мм.
Рис. 6
Достаточного количества данных о длине таких гнезд до сих пор не имеется; известно лишь, что она колеблется в значительно более широких пределах, чем диаметр. Ориентировочно можно считать, что длина гнезд порядка 3 см.
Таким образом, мы видим, что в большинстве случаев морской лед состоит из макроскопических кристаллов со сложной внутренней структурой - содержит пластинки чистого льда и большое количество ячеек, содержащих рассол. Помимо этого, во льду обычно имеется множество мелких сферических воздушных пузырьков, образующихся из растворенного в воде воздуха, выделяющегося в процессе замерзания. Часть объема морского льда, занятая жидкостью - рассолом, представляет собой чрезвычайно важный параметр, называемый содержанием рассола v (Рис. 6). Его можно рассчитать, зная соленость, температуру и плотность морского льда. Основываясь на знании фазовых соотношений растворов солей, содержащихся в морской воде при низких температурах, (Ассур, 1958) вычислил v для тех значений солености и температуры льда, которые встречаются на земном шаре. В полученных Ассуром результатах не учитывается наличие во льду пузырьков воздуха, однако влияние последних на величину v может быть определено экспериментально сравнением плотности образца морского льда с плотностью пресноводного льда при той же температуре. (Паундер, 1967)
Рис. 7 Миграция рассола в направлении температурного градиента (Паундер, 1967)
Статьи по теме: | |
Куда лучше поехать в закарпатье туристу Лучшие курортные места в карпатах
Отдых в карпатах летом незабываем! Горные прогулки, рыбалка, экстрим,... Как ловить рыбу зимой. Зимняя рыбалка. Идем на окуня
С приходом сурового морозного периода у охотников открывается сезон... Какой город был столицей прежде?
Акмола столица Казахстана. Селение Акмолы или Акмолинский приказ... |