Mare ghiacciato. Proprietà e classificazione del ghiaccio marino. Mare ghiacciato. Informazioni generali Tipi di ghiaccio nel mare

Circa -1,8 °C.

La valutazione della quantità (densità) del ghiaccio marino è espressa in punti: da 0 (acqua limpida) a 10 (ghiaccio solido).

Proprietà

Le proprietà più importanti del ghiaccio marino sono la porosità e la salinità, che ne determinano la densità (da 0,85 a 0,94 g/cm³). A causa della bassa densità del ghiaccio, i banchi di ghiaccio si sollevano sopra la superficie dell'acqua di 1/7 - 1/10 del loro spessore. Il ghiaccio marino inizia a sciogliersi a temperature superiori a -2,3°C. Rispetto all'acqua dolce è più difficile da spezzare ed è più elastico.

Salinità

Densità

Il ghiaccio marino è un corpo fisico complesso costituito da cristalli di ghiaccio freschi, salamoia, bolle d'aria e varie impurità. Il rapporto dei componenti dipende dalle condizioni di formazione del ghiaccio e dai successivi processi del ghiaccio e influenza la densità media del ghiaccio. Pertanto, la presenza di bolle d'aria (porosità) riduce significativamente la densità del ghiaccio. La salinità del ghiaccio ha un effetto minore sulla densità rispetto alla porosità. Con una salinità del ghiaccio di 2 ppm e porosità zero, la densità del ghiaccio è di 922 chilogrammi per metro cubo e con una porosità del 6% scende a 867. Allo stesso tempo, con porosità zero, un aumento della salinità da 2 a 6 ppm porta ad un aumento della densità del ghiaccio solo da 922 a 928 chilogrammi per metro cubo.

Nilas (in primo piano) nell'Artico

Proprietà termofisiche

Il colore del ghiaccio marino nei grandi massicci varia dal bianco al marrone.

Ghiaccio bianco formato dalla neve e presenta molte bolle d'aria o cellule saline.

Il ghiaccio marino giovane ha spesso una struttura granulare con quantità significative di aria e salamoia verde colore.

Il ghiaccio pluriennale e collinoso, da cui sono state espulse le impurità, e il ghiaccio giovane, che si è congelato in condizioni di calma, spesso hanno azzurro o blu colore. Anche il ghiaccio del ghiacciaio e gli iceberg sono blu. La struttura aghiforme dei cristalli è chiaramente visibile nel ghiaccio blu.

Marrone o ghiaccio giallastro è di origine fluviale o costiera, contiene miscele di argilla o acidi umici.

I primi tipi di ghiaccio (lardo di ghiaccio, granita) hanno grigio scuro colore, a volte con una tinta d'acciaio. Man mano che lo spessore del ghiaccio aumenta, il suo colore diventa più chiaro, diventando gradualmente bianco. Quando si sciolgono, i pezzi sottili di ghiaccio diventano nuovamente grigi.

Se il ghiaccio contiene una grande quantità di impurità minerali o organiche (plancton, sospensioni eoliche, batteri), il suo colore può cambiare in rosso, rosa, giallo, fino a nero.

A causa della proprietà del ghiaccio di trattenere le radiazioni a onde lunghe, è in grado di creare un effetto serra, che porta al riscaldamento dell'acqua sottostante.

Proprietà meccaniche

Le proprietà meccaniche del ghiaccio indicano la sua capacità di resistere alla deformazione.

Tipi tipici di deformazione del ghiaccio: tensione, compressione, taglio, flessione. Esistono tre fasi di deformazione del ghiaccio: fase elastica, fase elasto-plastica e fase di distruzione. Tenere conto delle proprietà meccaniche del ghiaccio è importante quando si determina la rotta ottimale delle navi rompighiaccio, così come quando si posiziona il carico sui banchi di ghiaccio, nelle stazioni polari e quando si calcola la resistenza dello scafo di una nave.

Condizioni dell'istruzione

Quando si forma il ghiaccio marino, tra i cristalli di ghiaccio completamente freschi compaiono piccole gocce di acqua salata, che scendono gradualmente verso il basso. Il punto di congelamento e la temperatura di massima densità dell'acqua di mare dipendono dalla sua salinità. L'acqua di mare, la cui salinità è inferiore a 24.695 ppm (la cosiddetta acqua salmastra), una volta raffreddata raggiunge prima la densità più alta, come l'acqua dolce, e con un ulteriore raffreddamento e senza agitazione raggiunge rapidamente il punto di congelamento. Se la salinità dell'acqua è superiore a 24.695 ppm (acqua salata), essa si raffredda fino al punto di congelamento con un costante aumento di densità con continuo mescolamento (scambio tra gli strati superiori freddi e inferiori più caldi dell'acqua), che non crea le condizioni per raffreddamento e congelamento rapidi dell'acqua, cioè quando, nelle stesse condizioni meteorologiche, l'acqua salata dell'oceano si congela più tardi dell'acqua salmastra.

Classificazioni

Il ghiaccio marino a modo suo posizione e mobilità divisi in tre tipologie:

• ghiaccio galleggiante (alla deriva),

Previsione dei cambiamenti nello spessore del ghiaccio entro il 2050

Per fasi di sviluppo del ghiaccio Esistono diversi cosiddetti tipi iniziali di ghiaccio (in ordine di tempo di formazione):

• intra-acqua (compreso il fondo o l'ancora), formato ad una certa profondità e oggetti situati nell'acqua in condizioni di miscelazione turbolenta dell'acqua.

Ulteriori tipi di ghiaccio in fase di formazione - Nilas ghiaccio:

• nilas, formato su una superficie calma del mare da grasso e neve (nilas scuri fino a 5 cm di spessore, nilas leggeri fino a 10 cm di spessore) - una sottile crosta elastica di ghiaccio che si piega facilmente sull'acqua o si gonfia e forma strati frastagliati quando compressa;
• fiaschi formati in acqua desalinizzata in un mare calmo (principalmente nelle baie, vicino alle foci dei fiumi) - una fragile crosta di ghiaccio lucida che si rompe facilmente sotto l'influenza delle onde e del vento;
• Il ghiaccio del pancake si forma durante le onde deboli da grasso ghiacciato, neve o fanghiglia, o come risultato di una rottura a seguito di onde di un pallone, nilas o il cosiddetto ghiaccio giovane. Sono lastre di ghiaccio di forma rotonda da 30 cm a 3 m di diametro e 10-15 cm di spessore con bordi rialzati a causa dello sfregamento e degli impatti dei lastroni di ghiaccio.

L'ulteriore stadio di sviluppo della formazione del ghiaccio è ghiaccio giovane, che si dividono in ghiaccio grigio (spessore 10-15 cm) e ghiaccio grigio-bianco (spessore 15-30 cm).

Viene chiamato il ghiaccio marino che si sviluppa da ghiaccio giovane e non ha più di un inverno ghiaccio del primo anno. Questo ghiaccio del primo anno può essere:

• ghiaccio sottile del primo anno - ghiaccio bianco spesso 30-70 cm,
• spessore medio - 70-120 cm,
• ghiaccio spesso del primo anno - più di 120 cm di spessore.

Se il ghiaccio marino è stato soggetto a scioglimento per almeno un anno, è classificato come vecchio ghiaccio. Il ghiaccio vecchio è diviso in:

• ghiaccio residuo del primo anno: ghiaccio che non si è sciolto in estate ed è di nuovo in fase di congelamento,
• due anni - è durato più di un anno (lo spessore raggiunge i 2 m),
• ghiaccio pluriennale, spesso 3 m o più, che è sopravvissuto allo scioglimento per almeno due anni. La superficie di tale ghiaccio è ricoperta da numerose irregolarità e cumuli formati a seguito di ripetuti scioglimenti. Anche la superficie inferiore del ghiaccio perenne è molto irregolare e di forma varia.

Ricerca sul ghiaccio marino al Polo Nord

Lo spessore del ghiaccio perenne nell'Oceano Artico raggiunge in alcune zone i 4 m.

Le acque antartiche contengono principalmente ghiaccio del primo anno spesso fino a 1,5 m, che scompare in estate.

Le caratteristiche della navigazione in condizioni di ghiaccio dipendono dall'area di navigazione e dal suo intrinseco regime di ghiaccio, che a sua volta dipende da molti fattori: la posizione geografica dell'area, la natura delle correnti, la salinità e la temperatura dell'acqua, i venti, i fenomeni di marea, la presenza di fiumi che sfociano nei mari in questa zona.

Le informazioni sui regimi dei ghiacci sono fornite negli schizzi idrometeorologici della rotta di navigazione, costituiti dalle caratteristiche del regime meteorologico, idrologico e dei ghiacci.

I materiali illustrativi per tali saggi includono atlanti di dati fisiografici, mappe dei ghiacci e mappe idrometeorologiche e appendici speciali alle indicazioni di navigazione.

Disponendo dei manuali indicati, nonché dei dati provenienti dalla pattuglia del ghiaccio, dalle stazioni meteorologiche, dalla ricognizione aerea e da altre fonti, il navigatore può, nella maggior parte dei casi, farsi un'idea abbastanza precisa della distribuzione del ghiaccio e delle caratteristiche di navigazione del percorso imminente. Si consiglia di tracciare i dati sulla distribuzione del ghiaccio, indicandone i bordi e le varietà, su mappe mute o su carta da lucido prelevata dalle carte di navigazione.

Rompighiaccio asimmetrico

Durante il passaggio della nave, un ruolo importante viene svolto dalla ricezione di ulteriori informazioni e correzioni dalle stazioni radio che svolgono un servizio speciale, nonché dalle navi rompighiaccio e dalle singole navi situate nella stessa zona. Inoltre, è necessario avere informazioni sulle condizioni meteorologiche durante la transizione e le previsioni del ghiaccio.

Per valutare correttamente le informazioni ricevute sul ghiaccio, è necessario conoscerne la classificazione e, se possibile, le caratteristiche di navigazione che determinano il grado di transitabilità del ghiaccio.

La navigazione nei luoghi ghiacciati aumentava le esigenze degli equipaggi delle navi, dei navigatori e dei marinai. La guida di una nave sul ghiaccio pone una serie di esigenze specifiche ai marinai al timone. Il timoniere, oltre a seguire i comandi dell'ufficiale di guardia, deve essere in grado di navigare autonomamente quando si muove tra i ghiacci.

Classificazione del ghiaccio

Il ghiaccio galleggiante nel mare non è collegato alla riva o al fondo ed è in costante movimento (alla deriva) sotto l'influenza del vento e della corrente. Il ghiaccio galleggiante è la categoria di ghiaccio predominante nei mari e negli oceani. Il ghiaccio galleggiante nel mare si forma indipendentemente o come risultato di una rottura del ghiaccio veloce (ghiaccio costiero).

Il ghiaccio galleggiante varia in forma, dimensione, età, concentrazione e altre caratteristiche.

Per età si distinguono:

• formazioni iniziali di ghiaccio (aghi di ghiaccio, strutto di ghiaccio, fiocco di neve, granita, ghiaccio di frittella, fiaschetta, nilas scuro);
• ghiaccio giovane (nilas chiaro, ghiaccio grigio) spesso 5 - 15 cm;
• ghiaccio invernale (ghiaccio bianco-grigio, bianco) spesso 15 - 200 cm.

In base alla loro forma, il ghiaccio si divide in:

• immobile (banca di ghiaccio, ghiaccio veloce, montante, stamukha);
• alla deriva o galleggianti (estesi campi di ghiaccio grandi e piccoli, ghiaccio rotto grossolano e piccolo, pezzi di ghiaccio, porridge di ghiaccio).

In base alla struttura del ghiaccio e allo stato della sua superficie si distinguono:

• ghiaccio liscio;
• a strati;
• collinoso;
• senza neve;
• ghiaccio nevoso e glassa.

In base alle dimensioni, il ghiaccio galleggiante si divide nelle seguenti tipologie:

• grandi campi di ghiaccio costituiti da banchi di ghiaccio di dimensioni superiori a 10 km;
• campi di ghiaccio costituiti da banchi di ghiaccio con un diametro di 2 - 10 km;
• piccoli campi di ghiaccio - 0,5 - 2,0 km di diametro;
• frammenti di campi - 100 - 500 m di diametro;
• ghiaccio grossolano - banchi di ghiaccio con un diametro di 20 - 100 m;
• piccolo ghiaccio rotto - banchi di ghiaccio che misurano 2 - 20 m di diametro;
• ghiaccio grattugiato - ghiaccio rotto di diametro inferiore a 2 m;
• nesyak: una grande collinetta o un gruppo di collinette congelate insieme e che rappresentano un lastrone di ghiaccio separato, alto fino a 5 m;
• grande nesyak - un lastrone di ghiaccio di medie dimensioni, fortemente collimato, che si innalza per 5 m sopra l'acqua;
• piccolo nesyak: un piccolo pezzo di ghiaccio di colore verdastro, che si alza appena sopra l'acqua;
• porridge di ghiaccio - un accumulo di ghiaccio costituito da frammenti di diametro non superiore a 2 m;
• iceberg - un pezzo monolitico di ghiaccio staccatosi da un ghiacciaio, che sporge per più di 5 m sopra il livello del mare e galleggia (o si incaglia); In base alla loro forma, gli iceberg si dividono in a forma di tavola, a cupola, inclinati, appuntiti, arrotondati o piramidali;
• ropak - un lastrone di ghiaccio separato posizionato verticalmente o obliquamente e circondato da ghiaccio relativamente liscio.

Terminologia

I limiti medi dell’estensione del ghiaccio sono la posizione media del bordo del ghiaccio per un dato mese o stagione, derivata da osservazioni a lungo termine.

Ghiaccio raro— vari tipi di ghiaccio galleggiante, per lo più rotto, distribuito uniformemente e che occupa fino al 30% della superficie marina visibile (concentrazione 1 - 3 punti).

Ghiaccio sottile- vari tipi di ghiaccio alla deriva rotto, che occupa più della metà della superficie visibile (concentrazione 4 - 6 punti). L'assottigliamento del ghiaccio è causato da due motivi:

• correnti di marea, che periodicamente comprimono e assottigliano il ghiaccio, e
• ghiaccio che si scioglie.

Ghiaccio solido- accumulo di ghiaccio galleggiante che ricopre circa l'80% della superficie visibile (concentrazione 7 - 9 punti).

Ghiaccio solido- una massa continua che copre l'intero spazio visibile del mare (coesione 10 punti).

La rompighiaccio a propulsione nucleare Russia si muove nel ghiaccio

Il ghiaccio può essere leggero, pesante o deformato.

Il ghiaccio leggero fino a 60 cm di spessore può essere facilmente superato dai rompighiaccio e, in condizioni favorevoli, dalle navi con rinforzi dello scafo rinforzato.

Il ghiaccio pesante spesso più di 60 cm con collinette di più di un anno è difficile da superare solo con potenti rompighiaccio.

Ghiaccio deformato, stratificato con una profondità di strati fino a 20 M. Questo ghiaccio è collinoso e può essere impraticabile anche per i rompighiaccio più potenti.

Humoring- un tipo di formazione di ostacoli di ghiaccio quando faglie, collisioni e compressione del ghiaccio formano cumuli.

Colture- un mucchio di banchi di ghiaccio, solitamente congelati; possono essere localizzati in formazioni e gruppi separati, spesso in creste.

A seconda della loro posizione, le collinette possono essere costiere o al largo. Si formano dalla rottura, dalla frantumazione e dall'avanzamento del ghiaccio.

Nella fanghiglia le navi si muovono facilmente, ma la fitta copertura elastica della neve rende difficile il movimento, poiché non punge lo stelo, ma si limita a comprimere; ghiaccio sottile o crosta, i vasi attraversano con qualche difficoltà.

Compressione del ghiaccio- compattazione sotto l'influenza di venti e correnti. La compressione del ghiaccio si osserva anche durante i cambiamenti delle correnti di marea, indipendentemente dai venti. I venti possono solo rafforzarsi o indebolirsi, ritardare o accelerare la compressione delle maree. Questo fenomeno è la più grande difficoltà per il nuoto.

La concentrazione del ghiaccio galleggiante è determinata su una scala a dieci punti:

Scala di concentrazione del ghiaccio alla deriva
Punti	Dimensione dell'area	Caratteristica
0	Niente ghiaccio	Acqua pura
1	L'area occupata dal ghiaccio alla deriva è 9 volte inferiore all'area degli spazi vuoti tra loro	Ghiaccio raro
2	L'area occupata dal ghiaccio alla deriva è 4 volte inferiore all'area degli spazi d'acqua tra di loro	Ghiaccio raro
3	L'area occupata dal ghiaccio alla deriva è 2 - 2,5 volte inferiore all'area degli spazi d'acqua tra di loro	Ghiaccio raro
4	L'area occupata dal ghiaccio alla deriva è 1,5 volte inferiore all'area degli spazi vuoti tra loro	Ghiaccio sottile
5	L'area occupata dal ghiaccio alla deriva è uguale all'area degli spazi vuoti tra loro	Ghiaccio sottile
6	L'area occupata dal ghiaccio alla deriva è 1,5 volte più grande dell'area degli spazi d'acqua tra di loro	Ghiaccio sottile
7	L'area occupata dal ghiaccio alla deriva è 2 - 2,5 volte più grande dell'area degli spazi d'acqua tra di loro	Ghiaccio solido
8	L'area occupata dal ghiaccio alla deriva è 4 volte più grande dell'area degli spazi vuoti tra loro	Ghiaccio solido
9	L'area occupata dal ghiaccio alla deriva è 9 volte più grande dell'area degli spazi vuoti tra loro	Ghiaccio molto compatto
10	I banchi di ghiaccio ricoprono completamente la superficie visibile del mare	Ghiaccio solido

Segni di avvicinamento al ghiaccio

Per garantire la sicurezza della navigazione, è molto importante rilevare in anticipo l'avvicinarsi del ghiaccio, soprattutto in condizioni di scarsa visibilità o nebbia, al fine di ridurre tempestivamente la velocità, rafforzare la sorveglianza e verificare la posizione dell'imbarcazione. I segni di avvicinamento del ghiaccio sono:

• Il “riflesso del ghiaccio” o “cielo di ghiaccio” è un caratteristico riflesso biancastro sulle nuvole sopra i singoli accumuli di ghiaccio. Il riflesso è particolarmente netto quando l'aria è ben trasparente, quando il ghiaccio è coperto di neve;
• “cielo d'acqua” - macchie scure su nuvole basse sopra aree di acqua limpida situate tra il ghiaccio; le macchie scure sulle nuvole a volte sono il riflesso del ghiaccio sporco. Sotto il cielo senza nuvole, a volte è possibile rilevare acqua limpida o ghiaccio mediante rifrazione;
• una diminuzione della temperatura dell'acqua del mare, a volte brusca, che indica un avvicinamento quasi estremo al ghiaccio;
• una diminuzione della temperatura dell'aria osservata quando ci si avvicina a vasti campi di ghiaccio, specialmente con il vento proveniente dal ghiaccio.
• cambiamento nel carattere dell'onda; un'onda corta, a volte spingente quando ci si avvicina al ghiaccio dal lato sopravvento e indebolita quando ci si avvicina da sottovento;
• la comparsa di piccoli pezzi di ghiaccio e “porridge di ghiaccio”;
• la comparsa della nebbia all'orizzonte;
• rumore, crepitio e fruscio uditi quando ci si avvicina al ghiaccio collinoso;
• echi di fischi o spari, riflessi da masse di ghiaccio vicine e alte e da grandi iceberg;
• la comparsa di trichechi, foche e stormi di uccelli.

Mappe del ghiaccio

Una mappa del ghiaccio dà un'idea generale della distribuzione del ghiaccio nell'area di navigazione. Le informazioni sullo stato del ghiaccio vengono ottenute utilizzando satelliti artificiali terrestri, aerei ed elicotteri da ricognizione del ghiaccio, osservazioni navali, punti di osservazione costieri e stazioni automatiche di ghiaccio alla deriva. Utilizzando tutte queste informazioni, i servizi costieri preparano le carte dei ghiacci che vengono trasmesse alle navi.

La decisione sul movimento di una nave nel ghiaccio viene presa sulla base dell'analisi delle mappe del ghiaccio, sulle quali le caratteristiche della copertura ghiacciata sono visualizzate sotto forma di simboli. Il simbolo principale in questo sistema di simboli è un ovale, che indica le principali caratteristiche di navigazione del ghiaccio (Fig. 1), dove la lettera C indica la concentrazione totale di ghiaccio in punti.

Riso. 1 simbolo ovale del ghiaccio marino

• Ca, Cb, Cs— concentrazione di ghiaccio nei punti più spesso (Ca), meno spesso (Cb) e nel terzo più spesso (Cc);
• Sa, Sb, Sc— età del ghiaccio, la cui concentrazione è, rispettivamente, Ca, Cb, Cc;
• Fa, Fb, Fc- le forme predominanti di ghiaccio, la cui età è, rispettivamente, Sa, Sb, Sc.

I seguenti simboli numerici di base vengono utilizzati per l'era glaciale:

• 1 - tipi iniziali di ghiaccio;
• 2 - nilas, fino a 10 cm di spessore;
• 3 - ghiaccio giovane, spesso 10-30 cm;
• 4 - ghiaccio giovane, spesso 10-15 cm;
• 5 - ghiaccio giovane, spesso 15-30 cm;
• 6 - ghiaccio del primo anno, spesso 30-250 cm;
• 7 - ghiaccio vecchio, spesso più di 250 cm;
• Δ—ghiaccio continentale;
• X: età sconosciuta.

I seguenti simboli digitali vengono utilizzati per indicare la forma delle formazioni di ghiaccio:

• 1 - ghiaccio grattugiato o porridge di ghiaccio;
• 2 - ghiaccio tritato;
• 3 — ghiaccio grossolano;
• 4 — frammenti di campi di ghiaccio;
• 5 - grandi campi di ghiaccio;
• 6 - vasti campi di ghiaccio;
• 7 - campi di ghiaccio giganti;
• 8: ghiaccio veloce;
• 9 - iceberg;
• X - forma sconosciuta.

Un esempio dell'uso del simbolo ovale del ghiaccio marino mostrato in Fig. 1 significa che in questa zona è presente ghiaccio con una concentrazione totale di 6 punti. Di questi, 2 punti sono frammenti di vecchi campi di ghiaccio, 1 punto è un grande ghiaccio giovane e rotto, 3 punti sono nila, la cui forma non è determinata.

Insieme al simbolo principale, l'ovale, sulla mappa del ghiaccio vengono utilizzati altri simboli, che completano e specificano il quadro generale della distribuzione del ghiaccio:

Simboli del ghiaccio aggiuntivi
	gobba del ghiaccio, in punti;
	distruzione del ghiaccio, in punti;
	copertura nevosa di ghiaccio (C – area di ghiaccio coperta di neve in decimi della superficie totale; S – copertura nevosa in punti ← direzione di sastrugi);
	compressione del ghiaccio in punti;
	percorsi consigliati.

Sulla mappa dei ghiacci, ciascuna zona di ghiaccio con approssimativamente le stesse caratteristiche è caratterizzata lungo il suo confine da isolinee (Fig. 2). Per chiarezza, diverse aree possono essere ombreggiate.

Riso. 2 Mappa del ghiaccio

Leggenda
Colorazione delle mappe panoramiche per età (fasi di sviluppo) del ghiaccio: utilizzata durante formazione, formazione e parziale distruzione del ghiaccio “colorazione invernale per età”
Caratteristiche dell'età del ghiaccio:
colorazione condizionale per colore:		uso dei simboli grafici:
* * *	primi tipi di ghiaccio
⊛	nilas, pallone (spessore fino a 10 cm)
	grigio ghiaccio (10-15 cm)
	ghiaccio grigio-bianco (15-30 cm)
	ghiaccio sottile del primo anno (bianco) (30-70 cm)
	ghiaccio del primo anno di medio spessore (70-120 centimetri)
	ghiaccio spesso del primo anno (più di 120 cm)
	ghiaccio residuo del primo anno
	ghiaccio di due anni (fino a 2,5 m o più)
	ghiaccio pluriennale (circa 3 m o più)
Forme di ghiaccio galleggiante:		Legenda, età:
	ghiaccio tritato		Nilas
	ghiaccio tritato		grigio
	detriti dai campi di ghiaccio		grigio-bianco
	grandi campi		magro
	vasti campi di ghiaccio		media
	giganteschi campi di ghiaccio		spesso
	porridge di ghiaccio		vecchio
	frittella di ghiaccio		ghiaccio veloce
Caratteristiche di età del ghiaccio fisso (ghiaccio veloce) in cm:		Caratteristiche generalizzate del ghiaccio:
	nilas ghiaccio (5-10 cm)		composizione per età del ghiaccio alla deriva
	ghiaccio giovane (10-30 cm)		goffaggine del ghiaccio (in punti)
	ghiaccio sottile del primo anno (30-70 cm)		indice di compressione (in punti)
	ghiaccio del primo anno di medio spessore (70-120 cm)		stratificazione del ghiaccio
	ghiaccio spesso del primo anno (>120 cm)		rottura del ghiaccio

Colorazione delle mappe panoramiche per coesione: utilizzato durante il periodo di distruzione e scioglimento del ghiaccio "colorazione estiva per coesione"
Concentrazione di ghiaccio:		Forme di ghiaccio galleggiante:
	solido, solido congelato. e molto spl. alla deriva. ghiaccio (9-10/10)		ghiaccio tritato
	ghiaccio solido (7-8/10)		ghiaccio tritato
	ghiaccio scaricato (4-6/10)		detriti dai campi di ghiaccio
	ghiaccio raro (1-3/10)		grandi campi
	singoli banchi di ghiaccio (<1/10)		vasti campi di ghiaccio
	acqua pura		giganteschi campi di ghiaccio
	acque dell'iceberg		porridge di ghiaccio
			frittella di ghiaccio
Leggenda
	puramente
	1-3
	4-6
	7-8
	9-10
	10
	ghiaccio veloce

Mezzi moderni per fornire e visualizzare informazioni idrometeorologiche sulle navi

Nel 2006, sulla base dell'Istituto Artico e Antartico (AARI), è stato creato un sistema per il monitoraggio e la previsione dello stato dell'atmosfera e dell'idrosfera per supportare le attività marittime nell'Artico e nei mari gelidi della Federazione Russa.

Le principali fonti di informazione iniziale sono:

• satelliti terrestri artificiali;
• rete terrestre di stazioni polari costiere e insulari;
• boe derivanti automatiche;
• centri nazionali ed esteri di informazione idrometeorologica.

Problemi da risolvere:

• controllo del ghiaccio;
• pianificazione delle operazioni a lungo termine;
• scelta della rotta di navigazione ottimale.

Di conseguenza, è stato sviluppato un “terminale del ghiaccio” che consente di visualizzare sul monitor del computer della nave sotto forma di strati opachi e trasparenti, combinati con la mappa di navigazione:

• immagini della superficie ottenute dai satelliti;
• carte del ghiaccio reali;
• prevedere mappe dei ghiacci;
• mappe sinottiche e previsioni meteo;
• consigli di navigazione.

Le informazioni vengono ricevute attraverso i canali di comunicazione forniti dai sistemi Inmarsat, Globalstar, Iridium o Internet. Di seguito sono riportati esempi di utilizzo dei “terminali del ghiaccio” sulle navi (Fig. 3 – 6).

Riso. 3 Mappa del ghiaccio Riso. 4 Previsioni del ghiaccio nello Stretto di Tartaria Riso. 5 Itinerario consigliato nello Stretto di Tartaria Riso. 6 Rotta della nave quando si viaggia sul ghiaccio

Lettura consigliata:

Il ghiaccio marino è classificato:

per origine,

secondo forme e dimensioni,

in base alle condizioni della superficie del ghiaccio (piatta, collinosa),

per età (fase di sviluppo e distruzione),

secondo criteri di navigazione (passabilità del ghiaccio da parte delle navi),

in base alle caratteristiche dinamiche (ghiaccio fisso e galleggiante).

Per origine Il ghiaccio si divide in ghiaccio marino, fluviale e glaciale.

Marino il ghiaccio è formato dall'acqua di mare e ha una tinta verdastra o biancastra (in presenza di bolle d'aria o neve).

Acqua dolce Il ghiaccio viene trasportato dai fiumi in primavera ed estate e presenta una tinta grigiastra o brunastra dovuta alle inclusioni di materia sospesa.

Ghiacciaio il ghiaccio (di origine continentale) si forma a seguito del distacco dei ghiacciai che scendono nel mare - iceberg, isole di ghiaccio alla deriva.

Per aspetto e forma i ghiacci si dividono in:

aghi di ghiaccio, formati in superficie o nella colonna d'acqua,

lardo di ghiaccio– accumulo di aghi di ghiaccio ghiacciato sotto forma di macchie o di un sottile strato di colore grigio piombo,

fiocco di neve– una massa viscosa e pastosa formatasi durante abbondanti nevicate su acqua refrigerata,

fanghi– accumulo di grumi di ghiaccio, neve e ghiaccio sul fondo,

Nilas– sottile crosta di ghiaccio elastica spessa fino a 10 cm,

bottiglia– ghiaccio trasparente sottile fino a 5 cm di spessore, formato da cristalli di ghiaccio o grasso in un mare calmo,

frittella di ghiaccio– ghiaccio, solitamente di forma rotonda con un diametro da 30 cm a 3 me uno spessore fino a 10 cm.

Secondo l'età succede il ghiaccio:

giovane il ghiaccio ha uno spessore di 15-30 cm, ha una tinta grigia o grigio-bianca,

annuale ghiaccio - ghiaccio che esiste da non più di un inverno, con uno spessore compreso tra 30 cm e 2 m.

due anni– ghiaccio che ha raggiunto uno spessore superiore a 2 m entro la fine del secondo inverno,

perenne il pack è ghiaccio che esiste da più di 2 anni, spesso più di 3 m, di colore blu.

Per funzione di navigazione la permeabilità del ghiaccio viene valutata su una scala a 10 punti coesione ghiaccio. La concentrazione del ghiaccio (spessore) è il rapporto tra l'area dei banchi di ghiaccio e gli spazi d'acqua tra loro in una data area. La pratica della navigazione sul ghiaccio ha dimostrato che la navigazione indipendente di una normale nave marittima è possibile quando la concentrazione di ghiaccio alla deriva è di 5-6 punti.

Secondo le caratteristiche dinamiche Il ghiaccio si divide in fisso e galleggiante.

Ghiaccio fisso esistere nella forma ghiaccio veloce al largo della costa. Lo spessore del ghiaccio veloce perenne al largo delle coste della Groenlandia è superiore a 3 metri, e al largo delle coste dell'Antartide ci sono decine e persino centinaia di metri. Lo spessore del ghiaccio veloce di un anno nell'Oceano Artico è di circa 2-3 m, la larghezza arriva fino a 500 km (Mare di Laptev).

galleggiante Il ghiaccio si forma dal congelamento del ghiaccio galleggiante o dalla rottura veloce del ghiaccio.

Il termine usato per riferirsi a qualsiasi tipo di ghiaccio marino galleggiante ghiaccio alla deriva.

Le dimensioni del ghiaccio alla deriva sono diverse: quando la dimensione supera i 500 m di diametro, vengono chiamati ghiacciatocampi, per taglie 100…500m - frammenti di ghiacciocampi, con dimensioni 200...100m - ghiaccio di grandi dimensioni, per dimensioni inferiori a 20 m - , ghiaccio tritato.

Il movimento del ghiaccio avviene sotto l'influenza del vento o delle correnti, sotto l'influenza delle quali cambiano la loro compattezza. Quando il vento soffia verso la costa, la concentrazione di ghiaccio alla deriva aumenta; quando il vento soffia dalla riva, il ghiaccio si assottiglia. All'aumentare della velocità delle correnti, il ghiaccio si assottiglia e al diminuire della velocità, il ghiaccio si accumula. L'accumulo (compressione) del ghiaccio avviene durante il cambiamento delle correnti di marea e dura 1-2 ore, dopodiché si osserva l'assottigliamento del ghiaccio. Quando il livello dell'acqua sale, il ghiaccio si assottiglia, mentre quando scende si consolida.

Ghiacciaio ghiaccio - iceberg(montagne di ghiaccio) si formano nelle aree dell'Oceano Artico e al largo delle coste dell'Antartide. Le correnti li portano alle latitudini moderate di entrambi gli emisferi. Gli iceberg talvolta raggiungono dimensioni enormi. Nel 1854, nella zona di 44°S. 28°W. È stato incontrato un iceberg lungo 120 km e alto 90 m. Solo un decimo dell'iceberg si solleva sopra l'acqua.

Quando la superficie del mare si raffredda fino alla temperatura di congelamento, nello strato superiore dell'acqua (spesso qualche centimetro) compaiono un gran numero di dischi o placche di ghiaccio puro, chiamate fanghiglia. . Lo spessore di questi banchi di ghiaccio è molto piccolo, la dimensione media è di circa 2,5 cm * 0,5 mm, e la forma può essere estremamente varia: da quella quadrata (o quasi quadrata) a quella esagonale. L'asse ottico di tale piastra è sempre perpendicolare al piano della sua superficie. Questi cristalli di ghiaccio elementari galleggiano sulla superficie dell'acqua, formando quello che viene chiamato grasso di ghiaccio, che conferisce alla superficie del mare un aspetto un po' oleoso. In acque calme, le piastre galleggiano in posizione orizzontale e sono Con- gli assi sono diretti verticalmente. Il vento e le onde fanno scontrare le placche, ribaltandole e assumendo di conseguenza posizioni diverse; Congelando gradualmente, formano una copertura di ghiaccio permanente, in cui i singoli cristalli sono orientati in modo casuale. Nella prima fase della formazione, il ghiaccio giovane è sorprendentemente flessibile; sotto l'influenza delle onde provenienti dal mare aperto o provocate da una nave in movimento, si piega senza rompersi e l'ampiezza delle vibrazioni della superficie del ghiaccio può raggiungere diversi centimetri.

Successivamente, se la temperatura non aumenta, le singole piastre svolgono il ruolo di semi di cristalli. Il meccanismo di questo processo non è stato ancora completamente studiato. Come si può vedere dalla figura. 4, il ghiaccio è costituito da singoli cristalli, ognuno dei quali ha proprietà puramente individuali, ad esempio il grado di trasmissione della luce polarizzata (lo stesso per l'intero cristallo dato, “ma diverso dagli altri). In alcuni casi, una cellula strutturale di ghiaccio è chiamata granello piuttosto che un cristallo separato, poiché è chiaro che ha una sottostruttura complessa e consiste di molte piastre parallele. La relazione tra tale sottostruttura ed i fanghi primari sopra menzionati è del tutto evidente. Non c'è dubbio che parte del grano sia formato da piastre di fango congelato, che vengono poi conservate come strati separati di cristallo. Tuttavia, a quanto pare, c'è qualche altro processo, poiché in alcuni casi i cristalli iniziano a crescere sulla superficie inferiore di una copertura di ghiaccio sufficientemente spessa e hanno anche una struttura a forma di piastra. Qualunque sia il meccanismo di formazione dei cristalli, tutti - sia nel ghiaccio marino che nell'acqua dolce - sono costituiti da un gran numero di piastre, esattamente parallele tra loro. L'asse ottico del cristallo si trova perpendicolare a queste piastre.

Risultati interessanti si ottengono studiando la distribuzione dei cristalli secondo l'orientamento dei loro assi ottici a seconda della profondità della loro presenza nello spessore del ghiaccio. L'orientamento può essere caratterizzato da due angoli: polare, che è l'angolo intermedio asse c sia verticale che azimutale, cioè un angolo misurato da una direzione arbitraria, ad esempio dalla linea nord-sud. Le grandezze degli angoli azimutali solitamente non obbediscono ad alcuna legge; rare eccezioni a questa regola possono essere causate da insoliti fenomeni di marea. Gli angoli polari mostrano un certo schema. Come accennato in precedenza, l'orientamento dei cristalli vicino alla superficie del ghiaccio è piuttosto variabile, poiché dipende dall'influenza del vento durante la formazione del ghiaccio. Ma man mano che si scende più in profondità nel ghiaccio, gli angoli polari aumentano, e ad una profondità di circa 20 cm Gli assi ottici di quasi tutti i cristalli sono orientati orizzontalmente. Uno studio di laboratorio sul congelamento dell'acqua distillata (Perey e Pounder, 1958), a condizione che fosse raffreddata da una sola direzione e l'acqua fosse in uno stato calmo, ha fornito i risultati mostrati nella tabella. Sono state prese sezioni orizzontali dalla superficie del ghiaccio e dalle profondità 5 e 13 cm. Ogni sezione è stata esaminata utilizzando un polariscopio universale. Allo stesso tempo, è stato determinato il rapporto tra le aree (in percentuale) occupate dai cristalli con lo stesso orientamento degli assi ottici, entro intervalli di 10 gradi.

Orientamento dei cristalli nelle calotte glaciali (Pounder, 1967)

Una situazione simile si osserva nel ghiaccio marino naturale che ha raggiunto una certa “età”. Eccezioni si verificano nei casi in cui, durante la crescita della copertura glaciale, si verificano movimenti che provocano compressione e frattura del ghiaccio. Pertanto, la maggior parte del ghiaccio marino che esiste da un anno o più è costituita da cristalli, i cui assi ottici sono diretti orizzontalmente e orientati caoticamente in azimut. La lunghezza (altezza verticale) di tali cristalli raggiunge 1 M e oltre, con diametro da 1 a 5 cm. Le ragioni della predominanza dei cristalli con asse ottico orizzontale nel ghiaccio ci aiutano a comprendere la Fig. 4. Poiché un cristallo di ghiaccio ha un asse principale di simmetria, può crescere principalmente in due direzioni. Le molecole di ghiaccio si attaccano al reticolo cristallino su piani (del cristallo) perpendicolari asse c e chiamati piani basali , o nella direzione dell'asse c, che a sua volta porta ad un aumento dell'area dei piani basali. Sulla base delle leggi della termodinamica, possiamo giungere alla conclusione che il primo tipo di crescita dei cristalli dovrebbe essere più intenso del secondo, il che è confermato dagli esperimenti.

Riso. 5 La predominanza della crescita dei cristalli con assi ottici inclinati, provoca la graduale scomparsa di un cristallo con asse verticale Con-asse. (Pounder, 1967)

Interfaccia del ghiaccio -acqua

Lo studio della superficie inferiore del ghiaccio marino in crescita aiuta a capire come si congela l’acqua. Inferiore 1-2 cm Gli strati di ghiaccio sono costituiti da piastre di ghiaccio puro (fresco) con strati di salamoia tra di loro. Le piastre che compongono parte di un cristallo separato sono parallele tra loro e solitamente si trovano verticalmente. Questo è il cosiddetto strato scheletrico (o cornice). La resistenza meccanica di questo strato è solitamente estremamente bassa. Con l'ulteriore congelamento, le piastre si ispessiscono leggermente, tra loro compaiono ponti di ghiaccio e si forma gradualmente ghiaccio solido, in cui la salamoia è contenuta sotto forma di gocce o cellule tra le piastre. Una diminuzione della temperatura del ghiaccio porta ad una diminuzione delle dimensioni delle celle riempite di salamoia, che assumono la forma di lunghi cilindri verticali di dimensioni quasi microscopiche in sezione trasversale. Tali celle possono essere trovate in Fig. 4 sotto forma di file di punti neri posizionati lungo le linee tra le piastre. Un certo numero di cellule saline sono presenti anche ai confini tra i cristalli, ma la maggior parte della salamoia è contenuta all'interno dei singoli grani. Nella fig. La tabella 5 mostra i risultati di uno studio statistico sullo spessore delle placche in un campione di ghiaccio marino annuale. Si può vedere che le piastre hanno uno spessore uniforme, in media compreso tra 0,5 e 0,6 mm. Il diametro dei nidi contenenti salamoia è solitamente di circa 0,05 mm.

Riso. 6

Non sono ancora disponibili dati sufficienti sulla lunghezza di tali nidi; si sa solo che oscilla entro limiti molto più ampi del diametro. Approssimativamente possiamo supporre che la lunghezza dei nidi sia di circa 3 cm.

Pertanto, vediamo che nella maggior parte dei casi il ghiaccio marino è costituito da cristalli macroscopici con una struttura interna complessa: contiene piastre di ghiaccio puro e un gran numero di cellule contenenti salamoia. Inoltre, il ghiaccio contiene solitamente numerose piccole bolle d'aria sferiche formate dall'aria disciolta nell'acqua, rilasciata durante il processo di congelamento. La porzione di volume del ghiaccio marino occupata dalla salamoia liquida è un parametro estremamente importante chiamato contenuto di salamoia v (Fig. 6). Può essere calcolato conoscendo la salinità, la temperatura e la densità del ghiaccio marino. Basandosi sulla conoscenza dei rapporti di fase delle soluzioni saline contenute nell'acqua di mare a basse temperature, (Assur, 1958) calcolò v per quei valori di salinità e temperatura del ghiaccio che si riscontrano sul globo. I risultati ottenuti da Assur non tengono conto della presenza di bolle d'aria nel ghiaccio, ma l'effetto di queste ultime sul valore di v può essere determinato sperimentalmente confrontando la densità di un campione di ghiaccio marino con la densità del ghiaccio d'acqua dolce alla stessa temperatura. (Pounder, 1967)

Riso. 7 Migrazione della salamoia lungo un gradiente di temperatura (Pounder, 1967)