Morský ľad. Vlastnosti a klasifikácia morského ľadu. Morský ľad. Všeobecné informácie Druhy ľadu v mori

Približne -1,8 °C.

Hodnotenie množstva (hustoty) morského ľadu sa uvádza v bodoch - od 0 (čistá voda) po 10 (pevný ľad).

Vlastnosti

Najdôležitejšie vlastnosti morského ľadu sú pórovitosť a slanosť, ktoré určujú jeho hustotu (od 0,85 do 0,94 g/cm³). V dôsledku nízkej hustoty ľadu vystupujú ľadové kryhy nad hladinu vody o 1/7 - 1/10 svojej hrúbky. Morský ľad sa začína topiť pri teplotách nad -2,3 °C. V porovnaní so sladkou vodou sa ťažšie rozbíja na kúsky a je elastickejšia.

Slanosť

Hustota

Morský ľad je komplexné fyzické telo pozostávajúce z čerstvých ľadových kryštálikov, soľanky, vzduchových bublín a rôznych nečistôt. Pomer zložiek závisí od podmienok tvorby ľadu a následných ľadových procesov a ovplyvňuje priemernú hustotu ľadu. Prítomnosť vzduchových bublín (pórovitosť) teda výrazne znižuje hustotu ľadu. Slanosť ľadu má menší vplyv na hustotu ako pórovitosť. Pri slanosti ľadu 2 ppm a nulovej pórovitosti je hustota ľadu 922 kilogramov na meter kubický a pri pórovitosti 6 percent klesá na 867. Zároveň pri nulovej pórovitosti sa zvyšuje salinita z 2 na 6. ppm vedie k zvýšeniu hustoty ľadu len z 922 na 928 kilogramov na meter kubický.

Nilas (v popredí) v Arktíde

Termofyzikálne vlastnosti

Farba morského ľadu vo veľkých masívoch sa mení od bielej po hnedú.

Biely ľad vytvorený zo snehu a má veľa vzduchových bublín alebo buniek soľanky.

Mladý morský ľad zrnitej štruktúry s významným množstvom vzduchu a soľanky má často zelená farba.

Viacročný homoľový ľad, z ktorého sa vytlačili nečistoty, a mladý ľad, ktorý v pokojných podmienkach zamrzol, má často svetlo modrá alebo modrá farba. Ľadovec a ľadovce sú tiež modré. Ihlovitá štruktúra kryštálov je jasne viditeľná v modrom ľade.

Hnedá alebo žltkastý ľad je riečneho alebo pobrežného pôvodu, obsahuje prímesi ílu alebo humínových kyselín.

Počiatočné druhy ľadu (ľadová bravčová masť, kaša) majú tmavošedý farba, niekedy s oceľovým odtieňom. Keď sa hrúbka ľadu zväčšuje, jeho farba sa stáva svetlejšou a postupne sa stáva bielou. Pri roztápaní tenké kúsky ľadu opäť zošednú.

Ak ľad obsahuje veľké množstvo minerálnych alebo organických nečistôt (planktón, eolické suspenzie, baktérie), jeho farba sa môže zmeniť na červená, ružová, žltá, až čierna.

Vďaka vlastnosti ľadu zadržiavať dlhovlnné žiarenie je schopný vytvárať skleníkový efekt, ktorý vedie k ohrevu vody pod ním.

Mechanické vlastnosti

Mechanické vlastnosti ľadu znamenajú jeho schopnosť odolávať deformáciám.

Typické typy deformácií ľadu: ťah, stlačenie, šmyk, ohyb. Existujú tri štádiá deformácie ľadu: elastické, elasticko-plastické a štádium deštrukcie. Zohľadnenie mechanických vlastností ľadu je dôležité pri určovaní optimálneho kurzu ľadoborcov, ako aj pri ukladaní nákladu na ľadové kryhy, polárne stanice a pri výpočte pevnosti trupu lode.

Podmienky vzdelávania

Keď sa tvorí morský ľad, medzi úplne čerstvými ľadovými kryštálmi sa objavujú malé kvapky slanej vody, ktoré postupne stekajú nadol. Bod mrazu a teplota najväčšej hustoty morskej vody závisí od jej slanosti. Morská voda, ktorej slanosť je pod 24,695 ppm (tzv. brakická voda), po ochladení najskôr dosiahne najvyššiu hustotu ako sladká voda a ďalším chladením a bez miešania rýchlo dosiahne bod mrazu. Ak je slanosť vody nad 24,695 ppm (slaná voda), ochladzuje sa na bod mrazu za stáleho zvyšovania hustoty za stáleho miešania (výmena medzi hornou studenou a spodnou teplejšou vrstvou vody), čo nevytvára podmienky pre rýchle ochladenie a zmrazenie vody, to znamená, keď Za rovnakých poveternostných podmienok slaná oceánska voda zamrzne neskôr ako brakická voda.

Klasifikácia

Morský ľad svojim spôsobom umiestnenie a mobilita rozdelené do troch typov:

• plávajúci (driftujúci) ľad,

Predpoveď zmien hrúbky ľadu do roku 2050

Podľa štádií vývoja ľadu Existuje niekoľko takzvaných počiatočných typov ľadu (v poradí podľa času tvorby):

• vnútrovodné (vrátane dna alebo kotvy), vytvorené v určitej hĺbke a predmety nachádzajúce sa vo vode v podmienkach turbulentného miešania vody.

Ďalšie typy ľadu v čase tvorby - nilas ľad:

• nilas, vytvorený na pokojnej morskej hladine z tuku a snehu (tmavé nilas do hrúbky 5 cm, svetlé nilas do hrúbky 10 cm) - tenká elastická kôra ľadu, ktorá sa ľahko ohýba na vode alebo napučiava a pri stlačení vytvára zubaté vrstvy;
• banky vytvorené v odsolenej vode v pokojnom mori (hlavne v zátokách, v blízkosti ústia riek) - krehká lesklá kôra ľadu, ktorá sa ľahko rozbije pod vplyvom vĺn a vetra;
• palacinkový ľad vznikajúci počas slabých vĺn z ľadového tuku, snehu alebo kaše, alebo v dôsledku prasknutia v dôsledku vĺn banky, nilas alebo takzvaného mladého ľadu. Sú to ľadové platne okrúhleho tvaru s priemerom od 30 cm do 3 ma hrúbkou 10-15 cm s vyvýšenými okrajmi v dôsledku trenia a nárazov ľadových krýh.

Ďalším štádiom vývoja tvorby ľadu je mladý ľad, ktoré sa delia na sivý (10-15 cm hrubý) a sivobiely (15-30 cm hrubý) ľad.

Morský ľad, ktorý sa vyvíja z mladého ľadu a nie je starší ako jednu zimu, sa nazýva ľad prvého ročníka. Tento ľad prvého roku môže byť:

• tenký prvoročný ľad - biely ľad s hrúbkou 30-70 cm,
• priemerná hrúbka - 70-120 cm,
• hrubý prvoročný ľad - viac ako 120 cm hrubý.

Ak sa morský ľad topí aspoň jeden rok, klasifikuje sa ako starý ľad. Starý ľad sa delí na:

• zvyškový ľad z prvého roku – ľad, ktorý sa v lete neroztopil a je opäť v štádiu mrazu,
• dvojročný - trval viac ako jeden rok (hrúbka dosahuje 2 m),
• viacročný - starý ľad s hrúbkou 3 m alebo viac, ktorý prežil topenie najmenej dva roky. Povrch takéhoto ľadu je pokrytý početnými nepravidelnosťami a kopcami, ktoré vznikajú v dôsledku opakovaného topenia. Spodný povrch viacročného ľadu je tiež veľmi nerovný a má rôzny tvar.

Výskum morského ľadu na severnom póle

Hrúbka viacročného ľadu v Severnom ľadovom oceáne dosahuje v niektorých oblastiach 4 m.

Antarktické vody obsahujú najmä prvoročný ľad s hrúbkou do 1,5 m, ktorý v lete mizne.

Vlastnosti plavby v ľadových podmienkach závisia od plavebnej oblasti a jej prirodzeného ľadového režimu, ktorý zase závisí od mnohých faktorov: geografická poloha oblasti, povaha prúdov, slanosť a teplota vody, vetry, prílivové javy, prítomnosť riek vlievajúcich sa do morí v tejto oblasti.

Informácie o ľadových režimoch sú uvedené v hydrometeorologických náčrtoch plavebnej trasy, ktoré pozostávajú z charakteristík meteorologického, hydrologického a ľadového režimu.

Ilustračné materiály pre takéto eseje zahŕňajú atlasy fyziografických údajov, ľadové mapy a hydrometeorologické mapy a špeciálne prílohy navigačných smerov.

S uvedenými príručkami, ako aj údajmi z ľadovej hliadky, meteorologických staníc, leteckého prieskumu a iných zdrojov môže navigátor vo väčšine prípadov získať pomerne presnú predstavu o rozložení ľadu a navigačných charakteristikách. nadchádzajúca trasa. Údaje o rozložení ľadu s uvedením ich okrajov a odrôd sa odporúča zakresliť na prázdne mapy alebo na pauzovací papier prevzatý z navigačných máp.

Asymetrický ľadoborec

Počas prechodu lode zohráva dôležitú úlohu prijímanie dodatočných informácií a opráv od rádiových staníc vykonávajúcich špeciálnu službu, ako aj od ľadoborcov a jednotlivých lodí nachádzajúcich sa v rovnakej oblasti. Okrem toho je potrebné mať informácie o poveternostných podmienkach počas prechodu a predpovede poľadovice.

Na správne posúdenie prijatých informácií o ľade je potrebné poznať jeho klasifikáciu, a ak je to možné, aj navigačné charakteristiky, ktoré určujú stupeň priechodnosti ľadu.

Navigácia v ľade kladie zvýšené nároky na posádky lodí, navigátorov a námorníkov. Riadenie lode v ľade kladie na námorníkov pri kormidle množstvo špecifických požiadaviek. Okrem toho, že kormidelník musí dodržiavať príkazy strážneho dôstojníka, musí byť schopný samostatnej navigácie pri pohybe medzi ľadom.

Klasifikácia ľadu

Morský plávajúci ľad nie je spojený s brehom ani dnom a je v neustálom pohybe (driftuje) pod vplyvom vetra a prúdu. Plávajúci ľad je prevládajúcou kategóriou ľadu v moriach a oceánoch. Plávajúci ľad v mori sa tvorí nezávisle alebo v dôsledku pretrhnutia rýchleho ľadu (pobrežný ľad).

Plávajúci ľad sa líši tvarom, veľkosťou, vekom, koncentráciou a ďalšími vlastnosťami.

Podľa veku sa rozlišujú:

• počiatočné ľadové útvary (ľadové ihličie, ľadová masť, snehová vločka, kaša, palacinkový ľad, banka, tmavé nilas);
• mladý ľad (svetlý nilas, sivý ľad) s hrúbkou 5 - 15 cm;
• zimný ľad (sivobiely, biely ľad) o hrúbke 15 - 200 cm.

Podľa tvaru sa ľad delí na:

• nehybný (ľadová banka, rýchly ľad, stúpačka, stamukha);
• drifting, alebo floating (rozsiahle veľké a malé ľadové polia, hrubý a malý rozbitý ľad, kúsky ľadu, ľadová kaša).

Na základe štruktúry ľadu a stavu jeho povrchu sa rozlišujú:

• hladký ľad;
• vrstvené;
• hummocky;
• bez snehu;
• zasnežený ľad a námraza.

Podľa veľkosti je plávajúci ľad rozdelený do nasledujúcich typov:

• veľké ľadové polia pozostávajúce z ľadových kryh s veľkosťou viac ako 10 km;
• ľadové polia pozostávajúce z ľadových kryh s priemerom 2 - 10 km;
• malé ľadové polia - 0,5 - 2,0 km v priemere;
• úlomky polí - 100 - 500 m v priemere;
• hrubý ľad - ľadové kryhy s priemerom 20 - 100 m;
• drobný ľad - ľadové kryhy s priemerom 2 - 20 m;
• strúhaný ľad - ľadová drť s priemerom menším ako 2 m;
• nesyak - veľký pahorok alebo skupina hrbolčekov zmrznutých k sebe a predstavujúce samostatnú ľadovú kryhu do výšky 5 m;
• veľký nesyak - stredne veľká, silne hrboľatá ľadová kryha, stúpajúca 5 m nad vodu;
• malý nesyak - malý kúsok ľadu nazelenalého odtieňa, ktorý sotva stúpa nad vodou;
• ľadová kaša - nahromadenie ľadu pozostávajúce z úlomkov s priemerom nie väčším ako 2 m;
• ľadovec - monolitický kus ľadu, ktorý sa odlomil z ľadovca, vyčnieva viac ako 5 m nad morom a pláva (alebo na plytčine); Podľa tvaru sa ľadovce delia na stolové, kupolovité, šikmé, špicaté, zaoblené alebo pyramídové;
• ropak - samostatná ľadová kryha stojaca vertikálne alebo šikmo a obklopená relatívne hladkým ľadom.

Terminológia

Limity priemerného rozsahu ľadu sú priemernou polohou okraja ľadu pre daný mesiac alebo ročné obdobie, odvodené z dlhodobých pozorovaní.

Vzácny ľad- rôzne druhy plávajúceho ľadu, väčšinou rozbité, rovnomerne rozložené a zaberajúce až 30 % viditeľnej morskej hladiny (koncentrácia 1 - 3 body).

Tenký ľad- rôzne druhy rozbitého driftujúceho ľadu, zaberajúceho viac ako polovicu viditeľnej plochy (koncentrácia 4 - 6 bodov). Rednutie ľadu je spôsobené dvoma dôvodmi:

• prílivové prúdy, periodicky stláčajúce a stenčujúce ľad, a
• topiaci sa ľad.

Pevný ľad- nahromadenie plávajúceho ľadu pokrývajúceho asi 80 % viditeľného povrchu (koncentrácia 7 - 9 bodov).

Pevný ľad- súvislá masa pokrývajúca celý viditeľný priestor mora (kohézia 10 bodov).

Ľadoborec Rusko s jadrovým pohonom sa pohybuje v ľade

Ľad môže byť ľahký, ťažký alebo deformovaný.

Ľahký ľad s hrúbkou až 60 cm možno ľahko prekonať ľadoborcami a za priaznivých podmienok aj loďami so zosilneným vystužením trupu.

Ťažký ľad s hrúbkou viac ako 60 cm s viac ako rok starými humnami je ťažké prekonať iba výkonnými ľadoborecmi.

Deformovaný ľad, vrstvený s hĺbkou vrstiev až 20 m. Tento ľad je hrboľatý a môže byť nepriechodný aj pre najvýkonnejšie ľadoborec.

Humoring- druh tvorby ľadových prekážok, keď chyby, zrážky a stlačenie ľadu vytvárajú hrbole.

Hummocks- kopa ľadových krýh, zvyčajne zamrznutých; môžu byť umiestnené v samostatných útvaroch a skupinách, často v hrebeňoch.

V závislosti od ich polohy môžu byť hummoky pobrežné alebo pobrežné. Vznikajú lámaním, drvením a postupujúcim ľadom.

V kaši sa lode pohybujú ľahko, ale hustá elastická snehová pokrývka sťažuje pohyb, pretože nepichá stonku, ale iba stláča; tenký ľad alebo kôra, cievy prechádzajú s určitými ťažkosťami.

Ľadové kompresie- zhutnenie pod vplyvom vetrov a prúdov. Stláčanie ľadu sa pozoruje aj pri zmenách prílivových prúdov bez ohľadu na vetry. Vietor môže iba zosilniť alebo oslabiť, oneskoriť alebo urýchliť prílivovú kompresiu. Tento jav predstavuje najväčšie ťažkosti pri plávaní.

Koncentrácia plávajúceho ľadu sa určuje na desaťbodovej stupnici:

Stupnica koncentrácie driftujúceho ľadu
Body	Veľkosť plochy	Charakteristický
0	Žiadny ľad	Čistá voda
1	Plocha, ktorú zaberá unášaný ľad, je 9-krát menšia ako plocha vodných medzier medzi nimi	Vzácny ľad
2	Plocha, ktorú zaberá unášaný ľad, je 4-krát menšia ako plocha vodných medzier medzi nimi	Vzácny ľad
3	Plocha, ktorú zaberá unášaný ľad, je 2 - 2,5 krát menšia ako plocha vodných medzier medzi nimi	Vzácny ľad
4	Plocha, ktorú zaberá unášaný ľad, je 1,5-krát menšia ako plocha vodných medzier medzi nimi	Tenký ľad
5	Plocha, ktorú zaberá unášaný ľad, sa rovná ploche vodných medzier medzi nimi	Tenký ľad
6	Plocha, ktorú zaberá unášaný ľad, je 1,5-krát väčšia ako plocha vodných medzier medzi nimi	Tenký ľad
7	Plocha, ktorú zaberá unášaný ľad, je 2 - 2,5 krát väčšia ako plocha vodných medzier medzi nimi	Pevný ľad
8	Plocha, ktorú zaberá unášaný ľad, je 4-krát väčšia ako plocha vodných medzier medzi nimi	Pevný ľad
9	Plocha, ktorú zaberá unášaný ľad, je 9-krát väčšia ako plocha vodných medzier medzi nimi	Veľmi kompaktný ľad
10	Ľadové kryhy úplne pokrývajú viditeľnú hladinu mora	Pevný ľad

Známky blížiaceho sa ľadu

Na zaistenie bezpečnosti plavby je veľmi dôležité vopred zistiť približovanie sa ľadu, najmä pri zlej viditeľnosti alebo hmle, aby sa rýchlo znížila rýchlosť, posilnil dohľad a skontrolovala sa poloha plavidla. Príznaky blížiaceho sa ľadu sú:

• „Odraz ľadu“ alebo „ľadová obloha“ je charakteristický belavý odraz na oblakoch nad jednotlivými nahromadeniami ľadu. Odraz je obzvlášť zreteľný, keď je vzduch dobre priehľadný, keď je ľad pokrytý snehom;
• „vodná obloha“ - tmavé škvrny na nízkych oblakoch nad oblasťami čistej vody nachádzajúcimi sa medzi ľadom; tmavé škvrny na oblakoch sú niekedy odrazom špinavého ľadu. Pod bezoblačnou oblohou možno niekedy pomocou lomu zistiť čistú vodu alebo ľad;
• pokles teploty morskej vody, niekedy prudký, čo naznačuje takmer extrémny prístup k ľadu;
• pokles teploty vzduchu pozorovaný pri približovaní sa k rozsiahlym ľadovým poliam, najmä pri vetre z ľadu.
• zmena charakteru vlny; krátka vlna, niekedy tlačí pri približovaní sa k ľadu z náveternej strany a slabne pri približovaní sa zo závetria;
• vzhľad malých kúskov ľadu a „ľadovej kaše“;
• výskyt hmly nad obzorom;
• hluk, praskanie a šušťanie počuť pri približovaní sa k homolovitému ľadu;
• ozveny píšťal alebo výstrelov, odrážajúce sa od blízkych, vysokých homoľovitých ľadových más a od veľkých ľadovcov;
• vzhľad mrožov, tuleňov a kŕdľov vtákov.

Ľadové mapy

Ľadová mapa poskytuje všeobecnú predstavu o rozložení ľadu v navigačnej oblasti. Informácie o stave ľadu sa získavajú pomocou umelých satelitov Zeme, lietadiel a helikoptér na prieskum ľadu, pozorovaní lodí, pobrežných pozorovacích bodov a staníc automatického unášania ľadu. Pomocou všetkých týchto informácií pobrežné služby pripravujú ľadové mapy, ktoré sa prenášajú na lode.

Rozhodnutie o pohybe plavidla v ľade sa robí na základe analýzy ľadových máp, na ktorých sú vo forme symbolov zobrazené charakteristiky ľadovej pokrývky. Hlavným symbolom v tomto systéme symbolov je ovál, ktorý označuje hlavné navigačné charakteristiky ľadu (obr. 1), kde písmeno C označuje celkovú koncentráciu ľadu v bodoch.

Ryža. 1 Oválny symbol morského ľadu

• Ca, Cb, Cs— koncentrácia ľadu v najhrubších (Ca), menej hrubých (Cb) a tretích najhrubších (Cc) bodoch;
• Sa, Sb, Sc— vek ľadu, ktorého koncentrácia je Ca, Cb, Cc;
• Fa, Fb, Fc- prevládajúce formy ľadu, ktorých vek je Sa, Sb, Sc.

Pre dobu ľadovú sa používajú tieto základné číselné symboly:

• 1 - počiatočné druhy ľadu;
• 2 - nilas, do hrúbky 10 cm;
• 3 - mladý ľad, hrubý 10 - 30 cm;
• 4 - mladý ľad, hrubý 10 - 15 cm;
• 5 - mladý ľad, hrubý 15 - 30 cm;
• 6 - ľad prvého ročníka, hrúbka 30-250 cm;
• 7 - starý ľad s hrúbkou viac ako 250 cm;
• Δ—kontinentálny ľad;
• X – vek neznámy.

Nasledujúce digitálne symboly sa používajú na označenie tvaru ľadových útvarov:

• 1 - strúhaný ľad alebo ľadová kaša;
• 2 - drvený ľad;
• 3 — hrubý ľad;
• 4 — úlomky ľadových polí;
• 5 - veľké ľadové polia;
• 6 - rozsiahle ľadové polia;
• 7 - obrie ľadové polia;
• 8 - rýchly ľad;
• 9 - ľadovce;
• X - tvar neznámy.

Príklad použitia oválneho symbolu morského ľadu znázorneného na obr. 1 znamená, že v tejto oblasti sa nachádza ľad s celkovou koncentráciou 6 bodov. Z toho 2 body sú úlomky starých ľadových polí, 1 bod je veľký rozbitý mladý ľad, 3 body sú nilas, ktorých tvar nie je určený.

Spolu s hlavným symbolom - oválom, sa na ľadovej mape používajú aj ďalšie symboly, ktoré dopĺňajú a upresňujú celkový obraz rozloženia ľadu:

Ďalšie symboly ľadu
	ľadová homoľa, v bodoch;
	ničenie ľadu v bodoch;
	snehová pokrývka ľadu (C – plocha zasneženého ľadu v desatinách celkovej plochy; S – snehová pokrývka v bodoch ← smer sastrugi);
	stlačenie ľadu v bodoch;
	odporúčané trasy.

Na ľadovej mape je každá ľadová zóna s približne rovnakými charakteristikami pozdĺž svojej hranice odlíšená izočiarami (obr. 2). Kvôli prehľadnosti môžu byť rôzne oblasti zatienené.

Ryža. 2 Ľadová mapa

Legenda
Farbenie prehľadových máp podľa veku (štádií vývoja) ľadu: používa sa pri tvorba, tvorba a čiastočná deštrukcia ľadu „zimné sfarbenie vekom“
Vekové charakteristiky ľadu:
podmienené farbenie podľa farby:		použitie grafických symbolov:
* * *	počiatočné druhy ľadu
⊛	nilas, banka (hrúbka do 10 cm)
	sivý ľad (10-15 cm)
	šedo-biely ľad (15-30 cm)
	tenký prvý ročník (biely) ľad (30-70 cm)
	stredne hrubý ľad prvého ročníka (70-120 cm)
	hrubý ľad prvého roku (viac ako 120 cm)
	zvyškový ľad z prvého roku
	dvojročný ľad (do 2,5 m alebo viac)
	viacročný ľad (asi 3 m alebo viac)
Formy plávajúceho ľadu:		Legenda, vek:
	drvený ľad		Nilas
	drvený ľad		sivá
	trosky z ľadových polí		šedo-biely
	veľké polia		tenký
	rozsiahle ľadové polia		priemer
	obrie ľadové polia		hustý
	ľadová kaša		starý
	ľadová palacinka		rýchly ľad
Vekové charakteristiky pevného ľadu (rýchleho ľadu) v cm:		Všeobecné vlastnosti ľadu:
	nilský ľad (5-10 cm)		vekové zloženie driftujúceho ľadu
	mladý ľad (10-30 cm)		ľadová homoľa (v bodoch)
	tenký ľad prvého ročníka (30-70 cm)		index kompresie (v bodoch)
	stredná hrúbka ľadu prvého roku (70-120 cm)		vrstvenie ľadu
	hrubý ľad prvého roku (> 120 cm)		rozpad ľadu

Farbenie prehľadových máp podľa súdržnosti: používané v období ničenia a topenia ľadu "letné sfarbenie súdržnosťou"
Koncentrácia ľadu:		Formy plávajúceho ľadu:
	tuhá, zmrznutá tuhá látka. a veľmi spl. unášanie. ľad (9-10/10)		drvený ľad
	pevný ľad (7-8/10)		drvený ľad
	vypustený ľad (4-6/10)		trosky z ľadových polí
	vzácny ľad (1-3/10)		veľké polia
	jednotlivé ľadové kryhy (<1/10)		rozsiahle ľadové polia
	čistá voda		obrie ľadové polia
	ľadovcové vody		ľadová kaša
			ľadová palacinka
Legenda
	čisto
	1-3
	4-6
	7-8
	9-10
	10
	rýchly ľad

Moderné prostriedky na poskytovanie a zobrazovanie hydrometeorologických informácií na lodiach

V roku 2006 bol na základe Arktického a antarktického inštitútu (AARI) vytvorený systém monitorovania a predpovedania stavu atmosféry a hydrosféry na podporu námorných aktivít v Arktických a mrazivých moriach Ruskej federácie.

Hlavnými zdrojmi počiatočných informácií sú:

• Umelé zemské satelity;
• pozemná sieť pobrežných a ostrovných polárnych staníc;
• automatické driftovacie bóje;
• domáce a zahraničné strediská hydrometeorologických informácií.

Problémy, ktoré treba vyriešiť:

• ovládanie ľadu;
• dlhodobé plánovanie operácií;
• výber optimálnej trasy plavby.

V dôsledku toho bol vyvinutý „ľadový terminál“, ktorý umožňuje zobrazenie nasledujúcich údajov na monitore počítača lode vo forme nepriehľadných a priehľadných vrstiev v kombinácii s navigačnou mapou:

• povrchové snímky získané zo satelitov;
• skutočné ľadové mapy;
• Predpovedné ľadové mapy;
• prehľadné mapy a predpovede počasia;
• navigačné odporúčania.

Informácie sa prijímajú prostredníctvom komunikačných kanálov poskytovaných systémami Inmarsat, Globalstar, Iridium alebo Internet. Nižšie sú uvedené príklady použitia „ľadových terminálov“ na lodiach (obr. 3 – 6).

Ryža. 3 Ľadová mapa Ryža. 4 Predpoveď ľadovca v Tartárskom prielive Ryža. 5 Odporúčaná trasa v Tartárskom prielive Ryža. 6 Trasa plavidla pri cestovaní v ľade

Odporúčané čítanie:

Morský ľad je klasifikovaný:

podľa pôvodu,

podľa tvarov a veľkostí,

podľa stavu ľadovej plochy (rovina, hrboľatá),

podľa veku (štádia vývoja a zničenia),

podľa navigačných kritérií (prejazdnosť ľadom loďami),

podľa dynamických charakteristík (pevný a plávajúci ľad).

Podľa pôvodu Ľad sa delí na morský, riečny a ľadovcový.

Marineľad sa tvorí z morskej vody a má zelenkastý alebo belavý (v prítomnosti vzduchových bublín alebo snehu) odtieň.

SladkovodnéĽad sa vyplavuje z riek na jar av lete a má sivastý alebo hnedastý odtieň v dôsledku inklúzií suspendovaných látok.

Ľadovecľad (kontinentálneho pôvodu) vzniká otelením ľadovcov zostupujúcich do mora - ľadovce, driftujúce ľadové ostrovy.

Podľa vzhľadu a tvaru ľady sa delia na:

ľadové ihly vytvorené na povrchu alebo vo vodnom stĺpci,

ľadová masť- nahromadenie zamrznutých ľadových ihiel vo forme škvŕn alebo tenkej vrstvy sivastej olovnatej farby,

snehová vločka– viskózna kašovitá hmota vytvorená počas hustého sneženia na chladenej vode,

kal- hromadenie hrudiek ľadu, snehu a spodného ľadu,

Nilas- tenká elastická ľadová kôra do hrúbky 10 cm,

fľaša– tenký priehľadný ľad s hrúbkou do 5 cm, vytvorený z ľadových kryštálikov alebo tuku v pokojnom mori,

ľadová palacinka– ľad, zvyčajne okrúhleho tvaru s priemerom 30 cm až 3 ma hrúbkou do 10 cm.

Podľa veku ľad sa stáva:

mladýľad je hrubý 15-30 cm, má sivý alebo sivobiely odtieň,

Výročnýľad - ľad, ktorý neexistuje dlhšie ako jednu zimu, s hrúbkou 30 cm až 2 m.

dvojročné– ľad, ktorý do konca druhej zimy dosiahol hrúbku viac ako 2 m,

trvalkaľadový ľad je ľad, ktorý existuje viac ako 2 roky, hrubý viac ako 3 m, modrej farby.

Podľa navigačnej funkcie priepustnosť ľadu sa hodnotí na 10-bodovej škále súdržnosťľad. Koncentrácia ľadu (hrúbka) je pomer plochy ľadových kryh a priestorov vody medzi nimi v danej oblasti. Prax ľadovej navigácie ukázala, že nezávislá plavba obyčajného námorného plavidla je možná, keď je koncentrácia unášaného ľadu 5-6 bodov.

Podľa dynamických charakteristík Ľad sa delí na pevný a plávajúci.

Pevný ľad existujú vo forme rýchly ľad pri pobreží. Hrúbka viacročného rýchleho ľadu pri pobreží Grónska je viac ako 3 m a pri pobreží Antarktídy sú desiatky a dokonca stovky metrov. Hrúbka jednoročného rýchleho ľadu v Severnom ľadovom oceáne je asi 2–3 m, šírka až 500 km (Laptevské more).

plávajúceĽad vzniká buď zamrznutím plávajúceho ľadu alebo v dôsledku odlamovania rýchleho ľadu.

Termín používaný na označenie akéhokoľvek typu plávajúceho morského ľadu unášaný ľad.

Veľkosti unášaného ľadu sú rôzne: keď je veľkosť väčšia ako 500 m v priemere, nazývajú sa tzv. ľadovýpolia, pre veľkosti 100…500m - úlomky ľadupoliach, s rozmermi 200...100m - veľký ľad, pre veľkosti menšie ako 20 m - , drvený ľad.

K pohybu ľadu dochádza pod vplyvom vetra alebo prúdov, pod vplyvom ktorých menia svoju kompaktnosť. Keď vietor fúka na breh, koncentrácia unášaného ľadu sa zvyšuje, keď vietor fúka od brehu, ľad sa stenčuje. So zvyšujúcou sa rýchlosťou prúdov sa ľad stenčuje a pri znižovaní rýchlosti sa ľad hromadí. Hromadenie (stláčanie) ľadu nastáva počas zmeny prílivových prúdov a trvá 1-2 hodiny, po ktorých sa pozoruje rednutie ľadu. Keď hladina vody stúpa, ľad sa stenčuje a keď klesá, spevňuje sa.

Ľadovecľad – ľadovcov(ľadové hory) vznikajú v oblastiach Severného ľadového oceánu a pri pobreží Antarktídy. Prúdy ich nesú do stredných zemepisných šírok oboch hemisfér. Ľadovce niekedy dosahujú obrovské veľkosti. V roku 1854 v oblasti 44° j. 28°Z. Narazili na ľadovec dlhý 120 km a vysoký 90 m. Nad vodou sa týči len desatina ľadovca.

Keď sa morský povrch ochladí na teplotu bodu mrazu, v hornej vrstve vody (s hrúbkou niekoľkých centimetrov) sa objaví veľké množstvo kotúčov alebo dosiek čistého ľadu, nazývaných kaša. . Hrúbka týchto ľadových krýh je veľmi malá, priemerná veľkosť je približne 2,5 cm * 0,5 mm, a tvar môže byť mimoriadne rôznorodý – od štvorcov (alebo takmer štvorcov) až po šesťuholníkové útvary. Optická os takejto platne je vždy kolmá na rovinu jej povrchu. Tieto elementárne ľadové kryštály plávajú na hladine vody a vytvárajú to, čo sa nazýva ľadová mastnota, ktorá dodáva morskej hladine trochu mastný vzhľad. V pokojnej vode plávajú platne vo vodorovnej polohe a sú s- osi smerujú vertikálne. Vietor a vlny spôsobia, že sa dosky zrazia, prevrátia a v dôsledku toho zaujmú rôzne polohy; Postupným zamrznutím vytvárajú trvalú ľadovú pokrývku, v ktorej sú jednotlivé kryštály náhodne orientované. V prvej fáze tvorby je mladý ľad prekvapivo pružný; pod vplyvom vĺn prichádzajúcich z otvoreného mora alebo spôsobených pohybujúcou sa loďou sa ohýba bez zlomenia a amplitúda vibrácií ľadovej plochy môže dosiahnuť niekoľko centimetrov.

Následne, ak sa teplota nezvýši, jednotlivé platne zohrávajú úlohu zárodočných kryštálov. Mechanizmus tohto procesu ešte nebol úplne študovaný. Ako je možné vidieť z obr. 4 sa ľad skladá z jednotlivých kryštálov, z ktorých každý má čisto individuálne vlastnosti, napríklad stupeň priepustnosti polarizovaného svetla (rovnaký pre celý daný kryštál, „ale odlišný od ostatných). V niektorých prípadoch sa štruktúrna bunka ľadu nazýva skôr zrno ako samostatný kryštál, pretože je jasné, že má zložitú subštruktúru a pozostáva z mnohých rovnobežných dosiek. Vzťah medzi touto spodnou štruktúrou a vyššie uvedeným primárnym kalom je celkom zrejmý. Niet pochýb o tom, že časť zrna je vytvorená zo zamrznutých kalových platní, ktoré sú potom zachované ako samostatné vrstvy kryštálu. Zdá sa však, že existuje nejaký iný proces, pretože v niektorých prípadoch kryštály začínajú rásť na spodnom povrchu pomerne hrubej ľadovej pokrývky a majú tiež doštičkovú štruktúru. Bez ohľadu na mechanizmus tvorby kryštálov, všetky - v morskom ľade aj v sladkej vode - pozostávajú z veľkého počtu dosiek, presne rovnobežných jedna s druhou. Optická os kryštálu je umiestnená kolmo na tieto dosky.

Zaujímavé výsledky prináša štúdium rozloženia kryštálov podľa orientácie ich optických osí v závislosti od hĺbky ich výskytu v hrúbke ľadu. Orientáciu možno charakterizovať dvoma uhlami – polárnym, čo je uhol medzi os c vertikálne aj azimutálne, t.j. uhol meraný z nejakého ľubovoľného smeru, napríklad z čiary sever-juh. Veľkosti azimutálnych uhlov sa zvyčajne neriadia žiadnym zákonom; zriedkavé výnimky z tohto pravidla môžu byť spôsobené nezvyčajnými prílivovými javmi. Polárne uhly vykazujú určitý vzor. Ako už bolo spomenuté vyššie, orientácia kryštálov v blízkosti povrchu ľadu je dosť premenlivá, pretože závisí od vplyvu vetra pri tvorbe ľadu. Ale keď idete hlbšie do ľadu, polárne uhly sa zväčšujú a v hĺbke asi 20 cm Optické osi takmer všetkých kryštálov sú orientované horizontálne. Laboratórna štúdia zmrazovania destilovanej vody (Perey a Pounder, 1958), za predpokladu, že bola chladená iba z jedného smeru a voda bola v pokojnom stave, poskytla výsledky uvedené v tabuľke. Horizontálne rezy boli odobraté z ľadovej plochy a z hĺbok 5 a 13 cm. Každý rez bol skúmaný pomocou univerzálneho polaroskopu. Zároveň bol stanovený pomer plôch (v percentách) obsadených kryštálmi s rovnakou - v 10-stupňových intervaloch - orientáciou optických osí.

Orientácia kryštálov v ľadových príkrovoch (Pounder, 1967)

Podobná situácia je pozorovaná v prírodnom morskom ľade, ktorý dosiahol určitý „vek“. Výnimky sa vyskytujú v prípadoch, keď počas rastu ľadovej pokrývky dochádza k pohybom, ktoré spôsobujú stlačenie a prasknutie ľadu. Prevažná časť morského ľadu, ktorý existuje už rok alebo viac, pozostáva z kryštálov, ktorých optické osi sú nasmerované horizontálne a chaoticky orientované v azimute. Dĺžka (vertikálna výška) takýchto kryštálov dosahuje 1 m a viac, s priemerom od 1 do 5 cm. Dôvody prevahy kryštálov s horizontálnymi optickými osami v ľade pomáhajú pochopiť Obr. 4. Keďže kryštál ľadu má jednu hlavnú os symetrie, môže rásť primárne v dvoch smeroch. Molekuly ľadu sa pripájajú ku kryštálovej mriežke buď v rovinách (kryštálu) kolmých na os c a nazývané bazálne roviny , alebo v smere osi c, čo zase vedie k zväčšeniu plochy bazálnych rovín. Na základe zákonov termodynamiky môžeme dospieť k záveru, že prvý typ rastu kryštálov by mal byť intenzívnejší ako druhý, čo potvrdzujú aj experimenty.

Ryža. 5 Prevláda rast kryštálov so sklonenými optickými osami, čo spôsobuje postupné vymiznutie kryštálu s vertikálnou s-os. (Pounder, 1967)

Rozhranie ľadu -voda

Štúdium spodného povrchu rastúceho morského ľadu pomáha pochopiť, ako voda zamŕza. Nižšie 1-2 cm Vrstva ľadu pozostáva z dosiek čistého (čerstvého) ľadu s vrstvami soľanky medzi nimi. Dosky, ktoré tvoria časť samostatného kryštálu, sú navzájom rovnobežné a zvyčajne sú umiestnené vertikálne. Ide o takzvanú kostrovú (alebo rámovú) vrstvu. Mechanická pevnosť tejto vrstvy je zvyčajne extrémne nízka. Ďalším zmrazovaním platne trochu hrubnú, vznikajú medzi nimi ľadové mosty a postupne vzniká pevný ľad, v ktorom je soľanka obsiahnutá vo forme kvapiek alebo buniek medzi platňami. Pokles teploty ľadu vedie k zmenšeniu veľkosti buniek naplnených soľankou, ktoré majú podobu dlhých zvislých valcov takmer mikroskopických rozmerov v priereze. Takéto bunky možno nájsť na obr. 4 vo forme radov čiernych bodiek umiestnených pozdĺž čiar medzi doskami. Určitý počet buniek soľanky je tiež prítomný na hraniciach medzi kryštálmi, ale väčšina soľanky je obsiahnutá vo vnútri jednotlivých zŕn. Na obr. V tabuľke 5 sú uvedené výsledky štatistickej štúdie hrúbky dosiek vo vzorke ročného morského ľadu. Je vidieť, že platne majú rovnomernú hrúbku, v priemere v rozmedzí 0,5-0,6 mm. Priemer hniezd obsahujúcich soľanku je zvyčajne asi 0,05 mm.

Ryža. 6

Dostatočné údaje o dĺžke takýchto hniezd stále nie sú k dispozícii; je známe len to, že kolíše v oveľa širších medziach ako je priemer. Približne môžeme predpokladať, že dĺžka hniezd je asi 3 cm.

Vidíme teda, že vo väčšine prípadov sa morský ľad skladá z makroskopických kryštálov so zložitou vnútornou štruktúrou – obsahuje platne čistého ľadu a veľké množstvo buniek obsahujúcich soľanku. Okrem toho ľad zvyčajne obsahuje veľa malých guľovitých vzduchových bublín vytvorených zo vzduchu rozpusteného vo vode, ktoré sa uvoľňujú počas procesu zmrazovania. Časť objemu morského ľadu, ktorú zaberá tekutá soľanka, je mimoriadne dôležitý parameter nazývaný obsah soľanky v (obr. 6). Dá sa vypočítať na základe znalosti slanosti, teploty a hustoty morského ľadu. Na základe poznatkov o fázových vzťahoch soľných roztokov obsiahnutých v morskej vode pri nízkych teplotách (Assur, 1958) vypočítal v pre tie hodnoty slanosti a teploty ľadu, ktoré sa nachádzajú na zemeguli. Výsledky získané spoločnosťou Assur nezohľadňujú prítomnosť vzduchových bublín v ľade, ale ich vplyv na hodnotu v možno určiť experimentálne porovnaním hustoty vzorky morského ľadu s hustotou sladkovodného ľadu. pri rovnakej teplote. (Pounder, 1967)

Ryža. 7 Migrácia soľanky pozdĺž teplotného gradientu (Pounder, 1967)