Quando la superficie del mare si raffredda alla temperatura del punto di congelamento nello strato superiore dell'acqua (spesso alcuni centimetri), appare un gran numero di dischi o lastre di ghiaccio puro, chiamati fanghi. . 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 - dai quadrati (o quasi) alle formazioni esagonali. L'asse ottico di una tale lastra è sempre perpendicolare al piano della sua superficie. Questi cristalli di ghiaccio elementari galleggiano sulla superficie dell'acqua, formando il cosiddetto grasso di ghiaccio, che conferisce alla superficie del mare un aspetto alquanto oleoso. In acque calme, i piatti galleggiano in posizione orizzontale e loro da- gli assi sono diretti verticalmente. Il vento e le onde fanno sì che le placche si scontrino, si capovolgano e di conseguenza assumano posizioni diverse; congelandosi gradualmente, formano una copertura di ghiaccio permanente, in cui i singoli cristalli sono orientati in modo casuale. Nella prima fase di formazione, il ghiaccio giovane è sorprendentemente flessibile; sotto l'azione delle onde provenienti dal mare aperto o provocate da una nave in movimento, si piega senza rompersi e l'ampiezza delle oscillazioni della superficie del ghiaccio può raggiungere diversi centimetri.

In futuro, se la temperatura non aumenta, le singole piastre svolgono il ruolo di cristalli embrionali. Il meccanismo di questo processo non è ancora del tutto chiaro. Come si può vedere dalla figura. 4, il ghiaccio è costituito da cristalli separati, 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, l'unità strutturale del ghiaccio è chiamata grano piuttosto che singolo cristallo, poiché è chiaro che ha una sottostruttura complessa ed è composta da molte placche parallele. La relazione di questa sottostruttura con il fango primario sopra menzionato è abbastanza evidente. Non c'è dubbio che una parte del grano è formata da lastre di fango congelate, che vengono poi immagazzinate come strati separati del cristallo. Tuttavia, sembra esistere anche qualche altro processo, poiché in alcuni casi i cristalli iniziano a crescere sulla superficie inferiore di una calotta glaciale sufficientemente spessa e hanno anche una struttura lamellare. Qualunque sia il meccanismo di formazione dei cristalli, tutti - sia nel ghiaccio marino che nell'acqua dolce - sono costituiti da un gran numero di placche esattamente parallele tra loro. L'asse ottico del cristallo è perpendicolare a queste lastre.

Risultati interessanti si ottengono studiando la distribuzione dei cristalli secondo l'orientamento dei loro assi ottici in funzione della profondità della loro presenza nella massa di ghiaccio. L'orientamento può essere caratterizzato da due angoli: polare, che è l'angolo tra asse c sia verticale che azimutale, cioè un angolo misurato da una direzione arbitraria, come una linea nord-sud. I valori degli angoli azimutali di solito non obbediscono ad alcuna legge; rare eccezioni a questa regola possono essere causate da eventi di marea insoliti. Gli angoli polari mostrano un certo schema. Come accennato in precedenza, l'orientamento dei cristalli vicino alla superficie del ghiaccio è abbastanza variabile, poiché dipende dall'effetto del vento durante la formazione del ghiaccio. Ma man mano che scendiamo più in profondità nella massa di ghiaccio, gli angoli polari aumentano e a 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 (Peray e Pounder, 1958), a condizione che fosse raffreddata da una sola direzione e che l'acqua fosse in uno stato calmo, ha dato i risultati mostrati in Tabella. Le sezioni orizzontali sono state prelevate dalla superficie del ghiaccio e dalle profondità 5 e 13 cm. Ogni sezione è stata esaminata su un polariscopio universale. In questo caso è stato determinato il rapporto tra le aree (in percentuale) occupate da cristalli con lo stesso - entro intervalli di 10 gradi - orientamento degli assi ottici.

Orientamento dei cristalli nella calotta glaciale (Pounder, 1967)

Una situazione simile si osserva nel ghiaccio marino naturale che ha raggiunto una certa "età". Fanno eccezione quei casi in cui, durante la crescita della coltre di ghiaccio, si verificano movimenti che provocano compressione e frattura del ghiaccio. Pertanto, la massa principale di ghiaccio marino che esiste da un anno o più è costituita da cristalli i cui assi ottici sono diretti orizzontalmente e orientati casualmente in azimut. La lunghezza (altezza verticale) di tali cristalli raggiunge 1 m e più, con un diametro da 1 a 5 cm. Le ragioni della predominanza di cristalli con assi ottici orizzontali nel ghiaccio aiutano a comprendere la Fig. 4. Poiché il cristallo di ghiaccio ha un asse di simmetria principale, può crescere prevalentemente in due direzioni. Le molecole di ghiaccio sono attaccate al reticolo cristallino su piani (del cristallo) perpendicolari a asse c e detti 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, si può concludere che il primo tipo di crescita dei cristalli dovrebbe essere più intenso del secondo, il che è confermato dagli esperimenti.

Riso. cinque La predominanza della crescita di cristalli ad assi ottici inclinati, provocando la progressiva scomparsa del cristallo dalla verticale da- asse. (Pounder, 1967)

Interfaccia di 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 lastre di ghiaccio puro (fresco) con strati di salamoia tra di loro. Le lastre che compongono parte di un unico cristallo sono parallele tra loro e sono solitamente disposte verticalmente. Questo è il cosiddetto strato scheletrico (o telaio). La resistenza meccanica di questo strato è generalmente estremamente bassa. Con un ulteriore congelamento, le piastre si addensano leggermente, compaiono ponti di ghiaccio tra di loro 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 cellule possono essere trovate in Fig. 4 come file di punti neri lungo le linee tra i piatti. Un certo numero di cellule di salamoia è presente anche ai confini tra i cristalli, ma la maggior parte della salamoia è contenuta all'interno dei singoli grani. Sulla fig. 5 mostra i risultati di uno studio statistico dello spessore delle placche in un campione di ghiaccio marino annuale. Si può notare che le piastre hanno uno spessore uniforme, in media compreso tra 0,5-0,6 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; sappiamo solo che oscilla su un intervallo molto più ampio del diametro. In via provvisoria, 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 lastre di ghiaccio puro e un gran numero di cellule contenenti salamoia. Inoltre, il ghiaccio di solito contiene molte piccole bolle d'aria sferiche formate dall'aria disciolta nell'acqua rilasciata durante il processo di congelamento. La parte del volume del ghiaccio marino occupata dal liquido - salamoia, 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. Sulla base della conoscenza dei rapporti di fase delle soluzioni saline contenute nell'acqua di mare a basse temperature, (Assur, 1958) ha calcolato v per quei valori di salinità e temperatura del ghiaccio che si trovano sul globo. I risultati di Assur non tengono conto della presenza di bolle d'aria nel ghiaccio, ma l'influenza di quest'ultimo sul valore di v può essere determinata sperimentalmente confrontando la densità di un campione di ghiaccio marino con la densità di ghiaccio d'acqua dolce alla stessa temperatura . (Pounder, 1967)

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

3.2. MARE GHIACCIATO

Tutti i nostri mari, salvo rare eccezioni, sono ricoperti in inverno da ghiacci di vario spessore. A questo proposito, in una parte del mare la navigazione nel semestre freddo è difficoltosa, nell'altra si ferma e può essere effettuata solo con l'ausilio di rompighiaccio. Pertanto, il gelo dei mari interrompe il normale funzionamento della flotta e dei porti. Pertanto, per un funzionamento più qualificato della flotta, dei porti e delle strutture offshore, è necessaria una certa conoscenza delle proprietà fisiche del ghiaccio marino.

L'acqua di mare, a differenza dell'acqua dolce, non ha un punto di congelamento specifico. La temperatura alla quale iniziano a formarsi i cristalli di ghiaccio (aghi di ghiaccio) dipende dalla salinità dell'acqua di mare S. È stato stabilito sperimentalmente che il punto di congelamento dell'acqua di mare può essere determinato (calcolato) dalla formula: t 3 \u003d -0,0545S. Ad una salinità del 24,7%, il punto di congelamento è uguale alla temperatura della più alta densità dell'acqua di mare (-1,33°C). Questa circostanza (proprietà dell'acqua di mare) ha permesso di dividere l'acqua di mare in due gruppi a seconda del grado di salinità. L'acqua con una salinità inferiore al 24,7% è detta salmastra e, una volta raffreddata, raggiunge prima la temperatura di massima densità, quindi si congela, cioè si comporta come acqua dolce, in cui la temperatura di massima densità è di 4°C. L'acqua con salinità superiore a 24,7°/00 è chiamata acqua di mare.

La temperatura alla massima densità è inferiore al punto di congelamento. Ciò porta al verificarsi di una miscelazione convettiva, che ritarda il congelamento dell'acqua di mare. Il congelamento rallenta anche a causa della salinizzazione dello strato superficiale dell'acqua, che si osserva quando appare il ghiaccio, poiché quando l'acqua gela, solo una parte dei sali in essa disciolti rimane nel ghiaccio, mentre una parte significativa di essi rimane nell'acqua , aumentandone la salinità, e quindi, e la densità dello strato superficiale dell'acqua, abbassando così il punto di congelamento. In media, la salinità del ghiaccio marino è quattro volte inferiore alla salinità dell'acqua.

Come si forma il ghiaccio nell'acqua di mare con salinità di 35°/00 e punto di congelamento di -1,91°C? Dopo che lo strato superficiale dell'acqua si è raffreddato alla temperatura sopra indicata, la sua densità aumenterà e l'acqua affonderà, mentre l'acqua più calda dallo strato sottostante risalirà. La miscelazione continuerà fino a quando la temperatura dell'intera massa d'acqua nello strato attivo superiore scende a -1,91 ° C. Quindi, dopo un po' di superraffreddamento dell'acqua sotto lo zero, iniziano a comparire sulla superficie cristalli di ghiaccio (aghi di ghiaccio).

Si formano aghi di ghiaccio non solo sulla superficie del mare, ma in tutto lo spessore dello strato misto. A poco a poco, gli aghi di ghiaccio si congelano, formando macchie di ghiaccio sulla superficie del mare, che assomigliano al ghiaccio congelato in apparenza. Salò. A colori, non è molto diverso dall'acqua.

Quando la neve cade sulla superficie del mare, il processo di formazione del ghiaccio accelera, poiché lo strato superficiale viene dissalato e raffreddato, inoltre nell'acqua vengono introdotti nuclei di cristallizzazione già pronti (fiocchi di neve). Se la temperatura dell'acqua è inferiore a 0 ° C, la neve non si scioglie, ma forma una massa viscosa e pastosa chiamata nevoso. Lardo e palle di neve, sotto l'influenza del vento e delle onde, si rompono in pezzi di colore bianco, chiamati fango. Con l'ulteriore compattazione e congelamento dei tipi iniziali di ghiaccio (aghi di ghiaccio, strutto, fanghiglia, fanghiglia), sulla superficie del mare si forma una crosta di ghiaccio sottile ed elastica, che si piega facilmente su un'onda e, quando compressa, forma strati frastagliati, chiamata nila. Nilas ha una superficie opaca e uno spessore fino a 10 cm, suddivisi in nilas scuri (fino a 5 cm) e chiari (5-10 cm).

Se lo strato superficiale del mare è fortemente dissalato, quindi con un ulteriore raffreddamento dell'acqua e uno stato calmo del mare a causa del congelamento diretto o del grasso del ghiaccio, la superficie del mare è ricoperta da una sottile crosta lucida, chiamata bottiglia. La bottiglia è trasparente, come il vetro, si rompe facilmente con il vento o con le onde, il suo spessore arriva fino a 5 cm.

Su un'onda leggera di grasso di ghiaccio, fango o neve, nonché a seguito della rottura di una bottiglia e nila con un grande rigonfiamento, un cosiddetto frittella di ghiaccio. Ha una forma prevalentemente rotonda da 30 cm a 3 m di diametro e uno spessore fino a circa 10 cm, con bordi rialzati per l'impatto dei banchi di ghiaccio l'uno contro l'altro.

Nella maggior parte dei casi, la formazione di ghiaccio inizia vicino alla costa con l'aspetto di coste (la loro larghezza è di 100-200 m dalla costa), che, diffondendosi gradualmente nel mare, si trasformano in ghiaccio veloce. Fast ice e fast ice si riferiscono al ghiaccio immobile, cioè al ghiaccio che si forma e rimane immobile lungo la costa, dove è attaccato alla costa, parete di ghiaccio, alla barriera di ghiaccio.

La superficie superiore del ghiaccio giovane è nella maggior parte dei casi liscia o leggermente ondulata, mentre la superficie inferiore, al contrario, è molto irregolare e in alcuni casi (in assenza di correnti) si presenta come una spazzola di cristalli di ghiaccio. Durante l'inverno, lo spessore del ghiaccio giovane aumenta gradualmente, la sua superficie è ricoperta di neve e il colore cambia dal grigio al bianco a causa della salamoia che ne fuoriesce. Viene chiamato ghiaccio giovane di 10-15 cm di spessore grigio, e uno spessore di 15-30 cm - bianco grigio. Con un ulteriore aumento dello spessore del ghiaccio, il ghiaccio assume un colore bianco. Il ghiaccio marino che è durato un inverno e ha uno spessore da 30 cm a 2 m è comunemente indicato come bianco ghiaccio del primo anno, che è suddiviso in sottile(spessore da 30 a 70 cm), mezzo(da 70 a 120 cm) e Grasso(più di 120 cm).

Nelle zone dell'Oceano Mondiale, dove il ghiaccio non ha il tempo di sciogliersi durante l'estate e dall'inizio del prossimo inverno ricomincia a crescere ed entro la fine del secondo inverno il suo spessore aumenta ed è già superiore a 2 m, è chiamato due anni di ghiaccio. Ghiaccio che esiste da più di due anni chiamato perenne, il suo spessore è superiore a 3 M. Ha un colore blu-verdastro, e con una grande mescolanza di neve e bolle d'aria, ha un colore biancastro, aspetto vitreo. Con il tempo, rinfrescato e compattato per compressione, il ghiaccio pluriennale acquisisce una colorazione blu. In base alla loro mobilità, il ghiaccio marino è diviso in ghiaccio fisso (ghiaccio veloce) e ghiaccio alla deriva.

Il ghiaccio alla deriva in forma (dimensione) è diviso in ghiaccio pancake, campi di ghiaccio, ghiaccio piccolo rotto(pezzo di ghiaccio marino di diametro inferiore a 20 m), ghiaccio grattugiato(ghiaccio rotto di meno di 2 m di diametro), nesjak(una grande collinetta o un gruppo di collinette congelate insieme, fino a 5 m sul livello del mare), gelido(pezzi di ghiaccio congelati nel campo di ghiaccio), porridge di ghiaccio(accumulo di ghiaccio alla deriva, costituito da frammenti di altre forme di ghiaccio di diametro non superiore a 2 m). A loro volta, i campi di ghiaccio, a seconda delle dimensioni orizzontali, sono suddivisi in:

Campi di ghiaccio giganti, di oltre 10 km di diametro;

Vaste distese di ghiaccio, larghe da 2 a 10 km;

Grandi campi di ghiaccio, larghi da 500 a 2000 m;

Frammenti di campi di ghiaccio, da 100 a 500 m di diametro;

Ghiaccio grossolanamente rotto, da 20 a 100 m di diametro.

Una caratteristica molto importante per la navigazione è la concentrazione di ghiaccio alla deriva. Per concentrazione si intende il rapporto tra l'area della superficie del mare effettivamente ricoperta di ghiaccio e l'area totale della superficie del mare su cui si trova il ghiaccio alla deriva, espresso in decimi.

In URSS è stata adottata una scala di concentrazione del ghiaccio a 10 punti (1 punto corrisponde al 10% dell'area coperta di ghiaccio), in alcuni paesi esteri (Canada, USA) - 8 punti.

In termini di concentrazione, il ghiaccio alla deriva è caratterizzato come segue:

1. Ghiaccio galleggiante compresso. Ghiaccio alla deriva che ha una concentrazione di 10/10 (8/8) e non è visibile acqua.

2. Ghiaccio solido congelato. Ghiaccio alla deriva a 10/10 (8/8) di coesione e banchi di ghiaccio congelati insieme.

3. Ghiaccio molto coeso. Ghiaccio alla deriva con una concentrazione maggiore di 9/10 ma inferiore a 10/10 (da 7/8 a 8/8).

4. Ghiaccio chiuso. Ghiaccio alla deriva con una concentrazione da 7/10 a 8/10 (da 6/8 a 7/8), costituito da banchi di ghiaccio, la maggior parte dei quali sono in contatto tra loro.

5. Ghiaccio sparso. Ghiaccio alla deriva con una concentrazione da 4/10 a 6/10 (da 3/8 a 6/8), con un gran numero di interruzioni, i banchi di ghiaccio di solito non si toccano.

6. Ghiaccio raro. Ghiaccio alla deriva in cui la concentrazione è compresa tra 1/10 e 3/10 (da 1/8 a 3/8) e una distesa di acqua limpida domina il ghiaccio.

7. Separare i banchi di ghiaccio. Una vasta area d'acqua contenente ghiaccio marino con una concentrazione inferiore a 1/10 (1/8). In assenza di ghiaccio, questa zona dovrebbe essere chiamata acqua pura.

Il ghiaccio alla deriva sotto l'influenza del vento e delle correnti è in costante movimento. Qualsiasi cambiamento del vento su un'area ricoperta di ghiaccio alla deriva provoca cambiamenti nella distribuzione del ghiaccio: maggiore, più forte e più lunga è l'azione del vento.

Osservazioni a lungo termine della deriva del vento del ghiaccio compatto hanno mostrato che la deriva del ghiaccio dipende direttamente dal vento che l'ha provocata, vale a dire: la direzione della deriva del ghiaccio devia dalla direzione del vento di circa 30° a destra nel nord emisfero, ea sinistra nell'emisfero australe, la velocità di deriva è correlata con un coefficiente di velocità del vento di circa 0,02 (r = 0,02).

In tavola. La figura 5 mostra i valori calcolati della velocità di deriva del ghiaccio a seconda della velocità del vento.

Tabella 5

La deriva dei singoli banchi di ghiaccio (piccoli iceberg, loro frammenti e piccoli campi di ghiaccio) differisce dalla deriva del ghiaccio solido. La sua velocità è maggiore, poiché il coefficiente del vento aumenta da 0,03 a 0,10.

La velocità di movimento degli iceberg (nel Nord Atlantico) con vento fresco varia da 0,1 a 0,7 nodi. Per quanto riguarda l'angolo di deviazione del loro movimento dalla direzione del vento, è di 30-40 °.

La pratica della navigazione sul ghiaccio ha dimostrato che la navigazione indipendente di una normale nave marittima è possibile con una concentrazione di ghiaccio alla deriva di 5-6 punti. Per le navi di grosso tonnellaggio con scafo debole e per le vecchie navi, il limite di coesione è di 5 punti, per le navi di medio tonnellaggio in buone condizioni - 6 punti. Per le navi di classe ghiaccio questo limite può essere aumentato fino a 7 punti e per le navi da trasporto rompighiaccio fino a 8-9 punti. I limiti indicati di percorribilità del ghiaccio alla deriva sono derivati ​​dalla pratica per il ghiaccio medio-pesante. Quando si naviga su ghiaccio pluriennale pesante, questi limiti dovrebbero essere ridotti di 1-2 punti. Con una buona visibilità, la navigazione in concentrazioni di ghiaccio fino a 3 punti è possibile per navi di qualsiasi classe.

Se è necessario navigare in una zona del mare ricoperta di ghiaccio alla deriva, bisogna tenere presente che è più facile e sicuro entrare nel bordo del ghiaccio contro vento. Entrare nel ghiaccio con vento di coda o laterale è pericoloso, poiché si creano le condizioni per il cumulo sul ghiaccio, che può causare danni alla fiancata della nave o alla sua parte di sentina.

Inoltrare
Sommario
Di ritorno

Il ghiaccio marino è classificato:

per origine,

nelle forme e nelle dimensioni,

in base allo stato della superficie del ghiaccio (liscia, gommosa),

per età (stadi di sviluppo e distruzione),

su base di navigazione (percorribilità del ghiaccio da parte delle navi),

su base dinamica (ghiaccio fisso e galleggiante).

Origine il ghiaccio è diviso in mare, fiume e ghiacciaio.

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

acqua dolce il ghiaccio viene effettuato in primavera e in estate dai fiumi, ha una sfumatura grigiastra o brunastra a causa delle inclusioni di sospensioni.

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

Nell'aspetto e nella forma il ghiaccio si divide in:

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

grasso di ghiaccio- un accumulo di aghi di ghiaccio congelati sotto forma di macchie o uno strato sottile di colore grigio piombo,

tempesta di neve- una massa viscosa e pastosa formata durante forti nevicate sull'acqua refrigerata,

fango– accumulo di blocchi di ghiaccio, neve e ghiaccio di fondo,

nila– crosta di ghiaccio sottile ed elastica fino a 10 cm di spessore,

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

frittella di ghiaccio- ghiaccio, generalmente di forma rotonda con un diametro da 30 cm a 3 m e uno spessore fino a 10 cm.

Per età succede il ghiaccio:

giovane ghiaccio spesso 15-30 cm, ha una tonalità grigia o grigio-bianca,

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

biennale- ghiaccio che ha raggiunto uno spessore superiore a 2 m entro la fine del secondo inverno,

perenne pack ice - ghiaccio che esiste da più di 2 anni, più di 3 m di spessore, blu.

A titolo di navigazione la passabilità del ghiaccio è stimata su una scala di 10 punti coesione Ghiaccio. La concentrazione (densità) del ghiaccio è il rapporto tra l'area dei banchi di ghiaccio e gli spazi d'acqua tra di loro in una determinata area. La pratica della navigazione sul ghiaccio ha dimostrato che la navigazione indipendente di una nave marittima convenzionale è possibile con una concentrazione di ghiaccio alla deriva di 5-6 punti.

Secondo dinamica il ghiaccio è diviso in fisso e galleggiante.

Ancora ghiaccio esistono nella forma ghiaccio veloce al largo della costa. Lo spessore del ghiaccio veloce perenne al largo della costa della Groenlandia è superiore a 3 m e al largo della costa dell'Antartide decine e persino centinaia di metri. Il ghiaccio veloce annuale nell'Oceano Artico ha uno spessore di circa 2-3 m e una larghezza fino a 500 km (Mare di Laptev).

galleggiante il ghiaccio si forma per congelamento del ghiaccio galleggiante o come risultato della rottura del ghiaccio veloce.

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

Le dimensioni del ghiaccio alla deriva sono diverse: con dimensioni superiori a 500 m di diametro, vengono chiamate ghiacciatocampi, con dimensioni 100…500m - frammenti di ghiacciocampi, con dimensioni di 200…100 m - ghiaccio grande, con dimensioni inferiori a 20 m - , ghiaccio finemente rotto.

Il movimento del ghiaccio avviene sotto l'influenza del vento o delle correnti, sotto l'influenza della quale cambiano la loro coesione. Con il vento che soffia sulla riva, la concentrazione di ghiaccio alla deriva aumenta, con il vento che soffia dalla riva, il ghiaccio si rarefa. All'aumentare della velocità delle correnti il ​​ghiaccio si rarefa, al diminuire della velocità il ghiaccio si accumula. L'accumulo (compressione) di ghiaccio si verifica al momento del cambiamento delle correnti di marea e dura 1-2 ore, dopodiché si osserva la rarefazione del ghiaccio. Quando il livello dell'acqua sale, il ghiaccio si rarefa, e quando scende, si fonde.

Ghiacciaio Ghiaccio - iceberg(montagne di ghiaccio) si formano nelle aree dell'Oceano Artico e al largo delle coste dell'Antartide. Sono trasportati dalle correnti alle latitudini temperate di entrambi gli emisferi. Gli iceberg a volte raggiungono dimensioni enormi. Nel 1854, nella regione di 44°S. 28°W.L. incontrato un iceberg lungo 120 km e alto 90 m. Solo un decimo dell'iceberg si erge sopra l'acqua.

Il ghiaccio marino è il ghiaccio che si forma nel mare (oceano) quando l'acqua si congela. Poiché l'acqua di mare è salata, il congelamento dell'acqua con una salinità pari alla salinità media degli oceani avviene a una temperatura di circa -1,8 ° C.

La valutazione della quantità (densità) di ghiaccio marino è data 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 salgono sopra la superficie dell'acqua di 1/7 - 1/10 del loro spessore. Lo scioglimento del ghiaccio marino inizia a temperature superiori a -2,3°C. Rispetto all'acqua dolce, è più difficile da frantumare ed è più elastico. Salinità

La salinità del ghiaccio marino dipende dalla salinità dell'acqua, dal tasso di formazione del ghiaccio, dall'intensità della miscelazione dell'acqua e dalla sua età. In media, la salinità del ghiaccio è 4 volte inferiore alla salinità dell'acqua che lo ha formato, variando da 0 a 15 ppm (media 3 - 8 ‰).

Densità

Il ghiaccio marino è un corpo fisico complesso costituito da cristalli di ghiaccio freschi, salamoia, bolle d'aria e varie impurità. Il rapporto tra i componenti dipende dalle condizioni di formazione del ghiaccio e dai successivi processi di ghiaccio e influisce sulla 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 una 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, a 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.

Proprietà termofisiche

La conducibilità termica media del ghiaccio marino è circa cinque volte superiore a quella dell'acqua, e otto volte superiore a quella della neve, ed è di circa 2,1 W/m°, ma verso le superfici inferiore e superiore del ghiaccio può diminuire per un aumento della salinità e un aumento del numero di pori.

La capacità termica del ghiaccio marino si avvicina a quella del ghiaccio fresco quando la temperatura del ghiaccio diminuisce quando la salamoia si congela. Con un aumento della salinità e, di conseguenza, un aumento della massa della salamoia, la capacità termica del ghiaccio marino dipende sempre più dal calore delle trasformazioni di fase, cioè dalle variazioni di temperatura.
La capacità termica effettiva del ghiaccio aumenta con l'aumento della salinità e della temperatura.

Il calore di fusione (e cristallizzazione) del ghiaccio marino varia da 150 a 397 kJ/kg, a seconda della temperatura e della salinità (con l'aumentare della temperatura o della salinità, il calore di fusione diminuisce).

Proprietà ottiche

Il ghiaccio puro è trasparente ai raggi di luce. Le inclusioni (bolle d'aria, salamoia, polvere) disperdono i raggi, riducendo notevolmente la trasparenza del ghiaccio.

Le sfumature di colore del ghiaccio marino nei grandi massicci variano dal bianco al marrone.

Il ghiaccio bianco è formato dalla neve e ha molte bolle d'aria o cellule di salamoia.

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

Il ghiaccio pluriennale, da cui vengono spremute le impurità, e il ghiaccio giovane che si congela in condizioni di calma, hanno spesso un colore blu o blu. Anche il ghiaccio glaciale e gli iceberg sono blu. Nel ghiaccio blu, la struttura aghiforme dei cristalli è chiaramente visibile.

Il ghiaccio bruno o giallastro ha origine fluviale o costiera, contiene impurità di argilla o acidi umici.

I tipi iniziali di ghiaccio (grasso di ghiaccio, fango) hanno un colore grigio scuro, a volte con una sfumatura acciaio. All'aumentare dello spessore del ghiaccio, il suo colore diventa più chiaro, trasformandosi gradualmente in bianco. Quando si sciolgono, sottili pezzi 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 al nero.

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

Proprietà meccaniche

Sotto le proprietà meccaniche del ghiaccio si comprende la sua capacità di resistere alla deformazione.

Tipici tipi di deformazione del ghiaccio: trazione, compressione, taglio, flessione. Ci sono tre fasi di deformazione del ghiaccio: fase elastica, elastico-plastica e fase di distruzione.
La contabilizzazione delle proprietà meccaniche del ghiaccio è importante per determinare il percorso ottimale dei rompighiaccio, nonché per posizionare il carico su banchi di ghiaccio, stazioni polari e per calcolare la resistenza dello scafo della nave.

Condizioni di educazione

Quando si forma il ghiaccio marino, minuscole goccioline di acqua salata vengono intrappolate tra cristalli di ghiaccio completamente freschi, che scorrono gradualmente verso il basso. Il punto di congelamento e la temperatura della massima densità dell'acqua di mare dipendono dalla sua salinità.
L'acqua di mare con salinità inferiore a 24.695 ppm (cosiddetta acqua salmastra), una volta raffreddata, raggiunge prima la densità più alta, come l'acqua dolce, e una volta ulteriormente raffreddata e senza agitazione, raggiunge rapidamente il punto di congelamento.
Se la salinità dell'acqua è superiore a 24.695 ppm (acqua salata), si raffredda fino al punto di congelamento con un aumento costante della densità con miscelazione continua (scambio tra lo strato superiore freddo e quello inferiore caldo dell'acqua), che non crea condizioni per un rapido raffreddamento e congelamento dell'acqua, cioè quando nelle stesse condizioni meteorologiche, l'acqua salata dell'oceano si congela più tardi dell'acqua salmastra.

Classificazioni

Il ghiaccio marino è diviso in tre tipi in base alla posizione e alla mobilità:

ghiaccio galleggiante (alla deriva),

banchisa pluriennale (pack).

In base alle fasi di sviluppo del ghiaccio, si distinguono diversi cosiddetti tipi iniziali di ghiaccio (in ordine di tempo di formazione):

aghi di ghiaccio,

grasso di ghiaccio,

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

Più avanti nel tempo di formazione tipi di ghiaccio - ghiaccio di nilas:

nilas, formato su una superficie del mare calmo da lardo e neve (nilas scuri fino a 5 cm di spessore, nilas chiari 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 viene compressa;

bottiglie formate in acqua rinfrescata in un mare calmo (principalmente nelle baie, vicino alle foci dei fiumi) - una crosta di ghiaccio fragile e lucida che si rompe facilmente sotto l'azione delle onde e del vento;

ghiaccio pancake, che si forma durante le onde deboli da grasso di ghiaccio, neve o fango, o come risultato di una rottura a seguito delle onde di una bottiglia, nilas o il cosiddetto ghiaccio giovane. Rappresenta lastre di ghiaccio arrotondate da 30 cm a 3 m di diametro e spesse 10 - 15 cm con bordi rialzati dovuti allo sfregamento e agli urti dei banchi di ghiaccio.

La fase successiva nello sviluppo della formazione del ghiaccio è il ghiaccio giovane, che è diviso in ghiaccio grigio (spessore 10-15 cm) e grigio-bianco (spessore 15-30 cm).

Il ghiaccio marino che si sviluppa da ghiaccio giovane e non ha più di un periodo invernale è chiamato ghiaccio del primo anno.

Questo ghiaccio del primo anno può essere:

ghiaccio sottile di un anno - ghiaccio bianco 30 - 70 cm di spessore,

spessore medio - 70 - 120 cm,

ghiaccio spesso un anno - più di 120 cm di spessore.

Se il ghiaccio marino si è sciolto per almeno un anno, è classificato come ghiaccio vecchio.

Il ghiaccio antico si divide in:

un anno residuo - ghiaccio che non si è sciolto in estate, che è di nuovo in fase di congelamento,

due anni - è durato più di un anno (lo spessore raggiunge i 2 m),

ghiaccio pluriennale con uno spessore di 3 m o più, che si è sciolto per almeno due anni. La superficie di tale ghiaccio è ricoperta da numerose irregolarità, cumuli, formati a seguito del ripetuto scioglimento. Anche la superficie inferiore del ghiaccio pluriennale è caratterizzata da una grande rugosità e da una varietà di forme.

Lo spessore del ghiaccio pluriennale nell'Oceano Artico in alcune aree raggiunge i 4 m.

Nelle acque antartiche c'è principalmente ghiaccio del primo anno fino a 1,5 m di spessore, che scompare in estate.

Secondo la struttura, il ghiaccio marino è suddiviso condizionatamente in aciculare, spugnoso e granulare, sebbene di solito si presenti in una struttura mista.

Aree di distribuzione

In base alla durata della copertura di ghiaccio e alla sua genesi, l'area d'acqua dell'Oceano Mondiale è solitamente divisa in sei zone:

Aree d'acqua dove la copertura di ghiaccio è presente tutto l'anno (il centro dell'Artico, le regioni settentrionali dei mari dell'Oceano Artico, i mari antartici di Amundsen, Bellingshausen, Weddell.

Aree d'acqua in cui il ghiaccio cambia ogni anno (Barents, Kara Seas).

Aree d'acqua con copertura di ghiaccio stagionale che si forma in inverno e scompare completamente in estate (Mar d'Azov, Aral, Baltico, Bianco, Caspio, Okhotsk, Giappone).

Zone d'acqua dove il ghiaccio si forma solo in inverni molto freddi (Marmara, Mar Nero, del Nord).

Aree d'acqua in cui si osserva il ghiaccio portato da correnti oltre i loro confini (Mare di Groenlandia, regione di Terranova, una parte significativa dell'Oceano Antartico, compresa l'area in cui sono distribuiti gli iceberg.

Il resto delle aree d'acqua che costituiscono la maggior parte dell'Oceano Mondiale, sulla cui superficie non c'è ghiaccio.

Ghiaccio inferiore

Ghiaccio di fondo - un accumulo di masse di ghiaccio di una struttura spugnosa sciolta sul fondo dei corsi d'acqua naturali, di solito prima dell'inizio della deriva del ghiaccio.

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Guarda cos'è "Bottom Ice" in altri dizionari:

INFERIORE, INFERIORE, INFERIORE (speciale). agg. In fondo. Ghiaccio inferiore (depositato sul fondo). Canna da pesca di fondo (attaccata in modo che la lenza con un amo raggiunga il fondo). Dizionario esplicativo di Ushakov. DN Ushakov. 1935 1940 ... Dizionario esplicativo di Ushakov

Ground, base Dizionario dei sinonimi russi. bottom adj., numero di sinonimi: 2 ground (4) ... Dizionario dei sinonimi

Vedi in basso. Dizionario esplicativo di Ozhegov. SI Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 ... Dizionario esplicativo di Ozhegov

Accumuli di ghiaccio intra-acqua (vedi. Ghiaccio intra-acqua) sul fondo delle sezioni non gelate (polynyas) di fiumi e laghi ... Grande enciclopedia sovietica

io agg. 1. rapporto con sostantivo. fondo I, associato ad esso 2. Peculiare al fondo [fondo I], caratteristico di esso. 3. Vivere, crescere, situato sul fondo [fondo I 1.] o proprio sul fondo del serbatoio. II agg. 1. rapporto con sostantivo. trifoglio dolce ad esso associato 2.… … Dizionario esplicativo moderno della lingua russa Efremova