Când suprafața mării se răcește până la temperatura punctului de îngheț în stratul superior de apă (grosime de câțiva centimetri), apar un număr mare de discuri sau plăci de gheață pură, numite nămol. . Grosimea acestor bancuri de gheață este foarte mică, dimensiunea medie este de aproximativ 2,5 cm * 0,5 mm, iar forma poate fi extrem de variată – de la pătrate (sau aproape pătrate) până la formațiuni hexagonale. Axa optică a unei astfel de plăci este întotdeauna perpendiculară pe planul suprafeței sale. Aceste cristale elementare de gheață plutesc pe suprafața apei, formând așa-numita grăsime de gheață, care conferă suprafeței mării un aspect oarecum uleios. În apă calmă, plăcile plutesc în poziție orizontală și lor din- axele sunt îndreptate vertical. Vântul și valurile fac ca plăcile să se ciocnească, să se răstoarne și să ia poziții diferite ca urmare; înghețând treptat, formează o acoperire permanentă de gheață, în care cristalele individuale sunt orientate aleatoriu. În prima etapă de formare, gheața tânără este surprinzător de flexibilă; sub acţiunea valurilor venite din larg sau provocate de o navă în mişcare, se îndoaie fără a se rupe, iar amplitudinea oscilaţiilor suprafeţei gheţii poate ajunge la câţiva centimetri.

În viitor, dacă temperatura nu crește, plăcile individuale joacă rolul de cristale embrionare. Mecanismul acestui proces nu este încă pe deplin înțeles. După cum se poate observa din fig. 4, gheața constă din cristale separate, fiecare dintre ele având proprietăți pur individuale, de exemplu, gradul de transmitere a luminii polarizate (la fel pentru întregul cristal dat, „dar diferit de celelalte). În unele cazuri, unitatea structurală de gheață se numește mai degrabă bob decât un singur cristal, deoarece este clar că are o substructură complexă și constă din multe plăci paralele. Relația acestei substructuri cu nămolul primar menționat mai sus este destul de evidentă. Nu există nicio îndoială că o parte din cereale se formează din plăci de înghețare de nămol, care sunt apoi depozitate ca straturi separate ale cristalului. Cu toate acestea, pare să existe și un alt proces, deoarece în unele cazuri cristalele încep să crească pe suprafața inferioară a unei foi de gheață suficient de groasă și au, de asemenea, o structură lamelară. Oricare ar fi mecanismul de formare a cristalelor, toate - atât în ​​gheața de mare cât și în apă dulce - constau dintr-un număr mare de plăci, exact paralele între ele. Axa optică a cristalului este perpendiculară pe aceste plăci.

Rezultate interesante se obțin prin studierea distribuției cristalelor în funcție de orientarea axelor lor optice în funcție de adâncimea apariției lor în masa de gheață. Orientarea poate fi caracterizată prin două unghiuri - polar, care este unghiul dintre axa c atât vertical cât și azimutal, adică un unghi măsurat dintr-o direcție arbitrară, cum ar fi o linie nord-sud. Valorile unghiurilor azimutale, de obicei, nu respectă nicio lege; rarele excepții de la această regulă pot fi cauzate de evenimente neobișnuite de maree. Unghiurile polare arată un anumit model. După cum sa menționat mai sus, orientarea cristalelor în apropierea suprafeței gheții este destul de variabilă, deoarece depinde de efectul vântului în timpul formării gheții. Dar pe măsură ce mergem mai adânc în masa de gheață, unghiurile polare cresc și la o adâncime de aproximativ 20 cm axele optice ale aproape tuturor cristalelor sunt orientate orizontal. Un studiu de laborator al înghețului apei distilate (Peray și Pounder, 1958), cu condiția ca aceasta să fie răcită dintr-o singură direcție, iar apa să fie într-o stare calmă, a dat rezultatele prezentate în tabel. Au fost luate secțiuni orizontale de pe suprafața gheții și de la adâncimile 5 și 13 cm. Fiecare secțiune a fost examinată pe un polariscop universal. În acest caz, a fost determinat raportul zonelor (în procente) ocupate de cristale cu aceeași - în intervale de 10 grade - orientare a axelor optice.

Orientarea cristalelor în stratul de gheață (Pounder, 1967)

O situație similară se observă în gheața naturală care a atins o anumită „vârstă”. Excepții apar în acele cazuri când, în timpul creșterii stratului de gheață, apar mișcări care provoacă compresia și fracturarea gheții. Astfel, masa principală de gheață de mare care există de un an sau mai mult este formată din cristale ale căror axe optice sunt direcționate orizontal și orientate aleatoriu în azimut. Lungimea (înălțimea verticală) a unor astfel de cristale ajunge la 1 mși mai mult, cu un diametru de la 1 la 5 cm. Motivele predominării cristalelor cu axe optice orizontale în gheață ajută la înțelegerea Fig. 4. Deoarece cristalul de gheață are o axă principală de simetrie, el poate crește predominant în două direcții. Moleculele de gheață sunt atașate de rețeaua cristalină fie în planuri (ale cristalului) perpendiculare pe axa cși numite planuri bazale , sau în direcția axei c, care, la rândul său, duce la o creștere a ariei planurilor bazale. Pe baza legilor termodinamicii, se poate concluziona că primul tip de creștere a cristalelor ar trebui să fie mai intensă decât al doilea, ceea ce este confirmat de experimente.

Orez. cinci Predominanța creșterii cristalelor cu axe optice înclinate, determinând dispariția treptată a cristalului de pe verticală. din- axa. (Pounder, 1967)

Interfață cu gheață -apă

Studierea suprafeței subterane a gheții marine în creștere ajută la înțelegerea modului în care apa îngheață. Mai jos 1-2 cm Straturile de gheață constau din plăci de gheață pură (proaspătă) cu straturi de saramură între ele. Plăcile care fac parte dintr-un singur cristal sunt paralele între ele și sunt de obicei dispuse vertical. Acesta este așa-numitul strat scheletic (sau cadru). Rezistența mecanică a acestui strat este de obicei extrem de scăzută. Odată cu înghețarea ulterioară, plăcile se îngroașă oarecum, între ele apar punți de gheață și se formează treptat gheață solidă, în care saramura este conținută sub formă de picături sau celule între plăci. O scădere a temperaturii gheții duce la scăderea dimensiunii celulelor umplute cu saramură, care iau forma unor cilindri verticali lungi de dimensiuni aproape microscopice în secțiune transversală. Astfel de celule pot fi găsite în Fig. 4 ca șiruri de puncte negre de-a lungul liniilor dintre plăci. Un anumit număr de celule de saramură sunt, de asemenea, prezente la granițele dintre cristale, dar cea mai mare parte a saramură este conținută în boabele individuale. Pe fig. 5 prezintă rezultatele unui studiu statistic al grosimii plăcilor dintr-o probă de gheață de mare anuală. Se poate observa că plăcile au o grosime uniformă, în medie între 0,5-0,6 mm. Diametrul cuiburilor care conțin saramură este de obicei de aproximativ 0,05 mm.

Orez. 6

Încă nu sunt disponibile date suficiente despre lungimea unor astfel de cuiburi; știm doar că fluctuează într-un interval mult mai larg decât diametrul. În mod provizoriu, putem presupune că lungimea cuiburilor este de aproximativ 3 cm.

Astfel, vedem că în majoritatea cazurilor gheața de mare este formată din cristale macroscopice cu o structură internă complexă - conține plăci de gheață pură și un număr mare de celule care conțin saramură. În plus, gheața conține de obicei multe bule mici de aer sferice formate din aer dizolvat în apă eliberată în timpul procesului de înghețare. Partea din volumul de gheață de mare ocupată de lichid - saramură, este un parametru extrem de important numit conținut de saramură. v (Fig. 6). Poate fi calculată cunoscând salinitatea, temperatura și densitatea gheții marine. Pe baza cunoașterii relațiilor de fază ale soluțiilor sărate conținute în apa de mare la temperaturi scăzute, (Assur, 1958) s-a calculat v pentru acele valori ale salinității și temperaturii gheții care se găsesc pe glob. Rezultatele lui Assur nu iau în considerare prezența bulelor de aer în gheață, dar influența acestora din urmă asupra valorii lui v poate fi determinată experimental comparând densitatea unei probe de gheață cu densitatea gheții de apă dulce la aceeași temperatură. . (Pounder, 1967)

Orez. 7 Migrația saramură în direcția unui gradient de temperatură (Pounder, 1967)

3.2. GHEATA DE MARE

Toate mările noastre, cu rare excepții, sunt acoperite cu gheață de diferite grosimi iarna. În acest sens, într-o parte a mării, navigația în jumătatea rece a anului este dificilă, în cealaltă se oprește și poate fi efectuată doar cu ajutorul unor spărgătoare de gheață. Astfel, înghețarea mărilor perturbă funcționarea normală a flotei și a porturilor. Prin urmare, pentru o operare mai calificată a flotei, a porturilor și a structurilor offshore, sunt necesare anumite cunoștințe despre proprietățile fizice ale gheții marine.

Apa de mare, spre deosebire de apa dulce, nu are un punct de îngheț anume. Temperatura la care încep să se formeze cristalele de gheață (ace de gheață) depinde de salinitatea apei de mare S. Sa stabilit experimental că punctul de îngheț al apei de mare poate fi determinat (calculat) cu formula: t 3 \u003d -0,0545S. La o salinitate de 24,7%, punctul de îngheț este egal cu temperatura celei mai mari densități a apei de mare (-1,33°C). Această împrejurare (proprietatea apei de mare) a făcut posibilă împărțirea apei de mare în două grupe în funcție de gradul de salinitate. Apa cu o salinitate mai mică de 24,7% se numește salmastre și, atunci când este răcită, ajunge mai întâi la temperatura de cea mai mare densitate, apoi îngheață, adică. se comportă ca apa dulce, la care temperatura cu cea mai mare densitate este de 4 ° C. Apa cu o salinitate mai mare de 24,7 ° / 00 se numește apă de mare.

Temperatura la cea mai mare densitate este sub punctul de îngheț. Acest lucru duce la apariția amestecului convectiv, care întârzie înghețarea apei de mare. Înghețarea încetinește și din cauza salinizării stratului de apă de la suprafață, care se observă la apariția gheții, deoarece atunci când apa îngheață, doar o parte din sărurile dizolvate în ea rămân în gheață, în timp ce o parte semnificativă din ele rămâne în apă. , crescând salinitatea acesteia și, prin urmare, și densitatea stratului de suprafață al apei, scăzând astfel punctul de îngheț. În medie, salinitatea gheții marine este de patru ori mai mică decât salinitatea apei.

Cum se formează gheața în apa de mare cu o salinitate de 35°/00 și un punct de îngheț de -1,91°C? După ce stratul de apă de la suprafață s-a răcit la temperatura indicată mai sus, densitatea acestuia va crește și apa se va scufunda, în timp ce apa mai caldă din stratul dedesubt se va ridica. Amestecarea va continua până când temperatura întregii mase de apă din stratul activ superior scade la -1,91 ° C. Apoi, după o suprarăcire a apei sub îngheț, la suprafață încep să apară cristale de gheață (ace de gheață).

Se formează ace de gheață nu numai pe suprafața mării, ci pe toată grosimea stratului mixt. Treptat, acele de gheață îngheață, formând pete de gheață pe suprafața mării, asemănătoare în aparență cu gheața înghețată. Salo. Ca culoare, nu este mult diferit de apă.

Când zăpada cade pe suprafața mării, procesul de formare a gheții se accelerează, deoarece stratul de suprafață este desalinizat și răcit, în plus, în apă sunt introduse nuclee de cristalizare gata făcute (fulgi de zăpadă). Dacă temperatura apei este sub 0 ° C, atunci zăpada nu se topește, ci formează o masă vâscoasă mocioasă numită înzăpezit. Untura și bulgări de zăpadă, sub influența vântului și a valurilor, se sparg în bucăți de culoare albă, numite nămol. Odată cu compactarea și înghețarea ulterioară a tipurilor inițiale de gheață (ace de gheață, untură, nămol, nămol), pe suprafața mării se formează o crustă de gheață subțire, elastică, care se îndoaie ușor pe un val și, atunci când este comprimată, formează straturi zimțate, numit nilas. Nilas are o suprafață mată și o grosime de până la 10 cm, împărțită în nile închise (până la 5 cm) și deschise (5-10 cm).

Dacă stratul de suprafață al mării este puternic desalinizat, atunci cu răcirea în continuare a apei și o stare calmă a mării ca urmare a înghețului direct sau a grăsimii de gheață, suprafața mării este acoperită cu o crustă subțire, lucioasă, numită sticla. Sticla este transparenta, ca sticla, se sparge usor la vant sau valuri, grosimea sa este de pana la 5 cm.

Pe un val ușor de grăsime de gheață, nămol sau zăpadă, precum și ca urmare a spargerii unei sticle și nilas cu o umflare mare, așa-numita gheață de clătite. Are o formă predominant rotundă de la 30 cm până la 3 m în diametru și până la aproximativ 10 cm grosime, cu marginile înălțate din cauza impactului sloturilor de gheață unul împotriva celuilalt.

În cele mai multe cazuri, formarea gheții începe lângă coastă cu apariția țărmurilor (lățimea lor este de 100-200 m de coastă), care, răspândindu-se treptat în mare, se transformă în gheață rapidă. Gheața rapidă și gheața rapidă se referă la gheața imobilă, adică la gheața care se formează și rămâne imobilă de-a lungul coastei, unde este atașată de coastă, peretele de gheață, de bariera de gheață.

Suprafața superioară a gheții tinere este în cele mai multe cazuri netedă sau ușor ondulată, în timp ce suprafața inferioară, dimpotrivă, este foarte neuniformă și în unele cazuri (în absența curenților) arată ca o perie de cristale de gheață. În timpul iernii, grosimea gheții tinere crește treptat, suprafața ei este acoperită cu zăpadă, iar culoarea se schimbă de la cenușiu la alb datorită scurgerii de saramură din ea. Se numește gheață tânără de 10-15 cm grosime gri, și o grosime de 15-30 cm - alb gri. Odată cu o creștere suplimentară a grosimii gheții, gheața capătă o culoare albă. Gheața de mare care a durat o iarnă și are o grosime de 30 cm până la 2 m este denumită în mod obișnuit ca albă. gheata din primul an, care se împarte în subţire(grosime de la 30 la 70 cm), mijloc(de la 70 la 120 cm) și gras(peste 120 cm).

În zonele Oceanului Mondial, unde gheața nu are timp să se topească în timpul verii și de la începutul iernii următoare începe să crească din nou și până la sfârșitul celei de-a doua ierni grosimea sa crește și este deja mai mare de 2 m, se numește doi ani de gheață. Gheață care există de mai bine de doi ani numită perenă, grosimea sa este mai mare de 3 m. Are o culoare verzuie-albastru, iar cu un amestec mare de zapada si bule de aer, are o culoare albicioasa, aspect sticlos. Cu timpul, împrospătată și compactată prin compresie, gheața de mai mulți ani capătă o culoare albastră. În funcție de mobilitatea lor, gheața de mare este împărțită în gheață fixă ​​(gheață rapidă) și gheață în derivă.

Gheața în derivă în formă (dimensiune) este împărțită în gheață de clătite, câmpuri de gheață, gheață mică spartă(bucată de gheață de mare mai mică de 20 m diametru), gheata rasa(gheață spartă cu o lungime mai mică de 2 m), nesyak(un cocoas mare sau un grup de cocoasele înghețate împreună, până la 5 m deasupra nivelului mării), geroasă(bucăți de gheață înghețate în câmpul de gheață), terci de gheață(acumulare de gheață în derivă, constând din fragmente de alte forme de gheață cu diametrul de cel mult 2 m). La rândul lor, câmpurile de gheață, în funcție de dimensiunile orizontale, sunt împărțite în:

Câmpuri uriașe de gheață, cu o lungime de peste 10 km;

Câmpuri extinse de gheață, cu o lungime de 2 până la 10 km;

Câmpuri mari de gheață, cu o lungime de 500 până la 2000 m;

Fragmente de câmpuri de gheață, de la 100 la 500 m în diametru;

Gheață spartă grosier, de la 20 la 100 m în diametru.

O caracteristică foarte importantă pentru navigație este concentrația de gheață în derivă. Concentrația este înțeleasă ca raportul dintre suprafața suprafeței mării acoperită efectiv cu gheață și suprafața totală a suprafeței mării pe care se află gheața în derivă, exprimată în zecimi.

În URSS a fost adoptată o scară de concentrare a gheții de 10 puncte (1 punct corespunde la 10% din suprafața acoperită cu gheață), în unele țări străine (Canada, SUA) - 8 puncte.

În ceea ce privește concentrația, gheața în derivă este caracterizată după cum urmează:

1. Gheață comprimată în derivă. Gheață în derivă care are o concentrație de 10/10 (8/8) și nu este vizibilă apă.

2. Gheață solidă înghețată. Gheață în derivă la o coeziune 10/10 (8/8) și sloturile de gheață înghețate împreună.

3. Gheață foarte închegată. Gheață în derivă cu o concentrație mai mare de 9/10, dar mai mică de 10/10 (7/8 până la 8/8).

4. Gheață închisă. Gheață în derivă cu o concentrație de 7/10 până la 8/10 (6/8 până la 7/8), constând din slot de gheață, dintre care majoritatea sunt în contact unul cu celălalt.

5. Gheață rară. Gheață în derivă cu o concentrație de 4/10 până la 6/10 (3/8 până la 6/8), cu un număr mare de pauze, sloturile de gheață de obicei nu se ating între ele.

6. Gheață rară. Gheață în derivă în care concentrația este de 1/10 până la 3/10 (1/8 până la 3/8) și o întindere de apă limpede domină gheața.

7. Separați sloturile de gheață. O zonă mare de apă care conține gheață de mare cu o concentrație mai mică de 1/10 (1/8). În absența gheții, această zonă ar trebui să fie numită apa pura.

Gheața în derivă sub influența vântului și a curenților se află în mișcare constantă. Orice modificare a vântului pe o zonă acoperită cu gheață în derivă provoacă modificări în distribuția gheții: cu cât acțiunea vântului este mai mare, mai puternică și mai lungă.

Observațiile pe termen lung ale derivei vântului a gheții compactate au arătat că deriva de gheață este direct dependentă de vântul care a provocat-o, și anume: direcția derivării gheții se abate de la direcția vântului cu aproximativ 30 ° la dreapta în nord. emisfera, iar la stânga în emisfera sudică, viteza de derive este legată de un coeficient de viteză al vântului de aproximativ 0,02 (r = 0,02).

În tabel. Figura 5 prezintă valorile calculate ale vitezei de derive a gheții în funcție de viteza vântului.

Tabelul 5

Deriva sloturilor de gheață individuale (mici aisberguri, fragmentele lor și câmpurile mici de gheață) diferă de deriva de gheață solidă. Viteza sa este mai mare, deoarece coeficientul vântului crește de la 0,03 la 0,10.

Viteza de mișcare a aisbergurilor (în Atlanticul de Nord) cu vânt proaspăt variază de la 0,1 la 0,7 noduri. În ceea ce privește unghiul de abatere al mișcării lor de la direcția vântului, acesta este de 30-40 °.

Practica navigației pe gheață a arătat că navigarea independentă a unei nave maritime obișnuite este posibilă cu o concentrație de gheață în derivă de 5-6 puncte. Pentru navele de tonaj mare cu carena slabă și pentru navele vechi, limita de coeziune este de 5 puncte, pentru navele de tonaj mediu care sunt în stare bună - 6 puncte. Pentru navele din clasa de gheață această limită poate fi mărită până la 7 puncte, iar pentru navele de transport de spargere a gheții - până la 8-9 puncte. Limitele indicate pentru trecerea gheții în derivă sunt derivate din practica pentru gheața medie-grea. Când navigați pe gheață grea de mai mulți ani, aceste limite ar trebui reduse cu 1-2 puncte. Cu o vizibilitate bună, navigarea în concentrații de gheață de până la 3 puncte este posibilă pentru navele de orice clasă.

Dacă este necesar să navigați printr-o zonă a mării acoperită cu gheață în derivă, trebuie avut în vedere că este mai ușor și mai sigur să intrați pe marginea gheții împotriva vântului. Intrarea în gheață cu vânt de coadă sau lateral este periculoasă, deoarece se creează condiții pentru grămada de pe gheață, ceea ce poate duce la deteriorarea părții laterale a navei sau a părții sale de santină.

Redirecţiona
Cuprins
Înapoi

Gheața de mare este clasificată:

dupa origine,

în forme și dimensiuni,

în funcție de starea suprafeței gheții (netedă, netedă),

după vârstă (stadii de dezvoltare și distrugere),

pe bază de navigație (performanță pe gheață de către nave),

pe o bază dinamică (gheață fixă ​​și plutitoare).

Origine gheața este împărțită în mare, râu și ghețar.

Marin gheața se formează din apa de mare, are o nuanță verzuie sau albicioasă (în prezența bulelor de aer sau a zăpezii).

apa dulce gheața se efectuează primăvara și vara din râuri, are o nuanță cenușie sau maronie din cauza incluziunilor de suspensii.

Gheţar gheața (de origine continentală) se formează ca urmare a desprinderii ghețarilor care coboară în mare - aisberguri, insule de gheață în derivă.

În aparență și formă gheata se imparte in:

ace de gheață format la suprafață sau în coloana de apă,

grăsime de gheață- o acumulare de ace de gheață înghețate sub formă de pete sau un strat subțire de culoare cenușie plumb,

furtună de zăpadă- o masă vâscoasă moale formată în timpul ninsorilor abundente pe apa rece,

nămol– acumularea de bulgări de gheață, zăpadă și gheață de fund,

nilas– crustă elastică subțire de gheață de până la 10 cm grosime,

sticla- gheata subtire transparenta de pana la 5 cm grosime, formata intr-o mare linistita din cristale de gheata sau grasime,

gheață de clătite- gheata, de obicei de forma rotunda, cu un diametru de la 30 cm la 3 m si o grosime de pana la 10 cm.

După vârstă se întâmplă gheață:

tineri gheață de 15-30 cm grosime, are o nuanță gri sau gri-alb,

anual gheață - gheață care a existat de cel mult o iarnă, cu o grosime de 30 cm până la 2 m.

bienal- gheață care a atins o grosime mai mare de 2 m până la sfârșitul celei de-a doua ierni,

perenă gheață - gheață care există de mai bine de 2 ani, de peste 3 m grosime, albastră.

Pe cale de navigație Capacitatea de trecere a gheții este estimată pe o scară de 10 puncte coeziune gheaţă. Concentrația (densitatea) gheții este raportul dintre suprafața bancilor de gheață și golurile de apă dintre ele într-o zonă dată. Practica navigației pe gheață a arătat că navigarea independentă a unei nave maritime convenționale este posibilă cu o concentrație de gheață în derivă de 5-6 puncte.

Conform dinamicii gheața este împărțită în fixă ​​și plutitoare.

Încă gheață exista sub forma gheață rapidăîn larg. Grosimea gheții rapide perene de pe coasta Groenlandei este mai mare de 3 m, iar în largul coastei Antarcticii zeci și chiar sute de metri. Gheața rapidă anuală din Oceanul Arctic are aproximativ 2–3 m grosime și până la 500 km lățime (Marea Laptev).

plutind gheața se formează fie prin înghețarea gheții plutitoare, fie ca urmare a desprinderii de gheață rapidă.

Termenul este folosit pentru a se referi la orice tip de gheață de mare plutitoare. gheață în derivă.

Dimensiunile gheții în derivă sunt diferite: cu dimensiuni de peste 500 m în diametru, ele sunt numite înghețatcâmpuri, cu dimensiuni 100…500m - fragmente de gheațăcâmpuri, cu dimensiuni de 200…100m - gheață mare, cu dimensiuni mai mici de 20m - , gheață spartă fin.

Mișcarea gheții are loc sub influența vântului sau a curenților, sub influența cărora își schimbă coeziunea. Odată cu vântul care bate pe mal, concentrația de gheață în derivă crește, cu vântul care bate de pe mal, gheața este rarefiată. Odată cu creșterea vitezei curenților, gheața este rarefiată, cu scăderea vitezei, gheața se acumulează. Acumularea (comprimarea) gheții are loc în momentul schimbării curenților de maree și durează 1-2 ore, după care gheața se subțiază. Când nivelul apei crește, gheața se rarifică, iar când scade, se unește.

Gheţar gheata - aisberguri(muntii de gheata) se formeaza in zonele Oceanului Arctic si in largul coastei Antarcticii. Ele sunt transportate de curenți către latitudinile temperate ale ambelor emisfere. Aisbergurile ating uneori dimensiuni enorme. În 1854, în regiunea de 44°S. 28°V.L. a întâlnit un aisberg de 120 km lungime și 90 m înălțime. Doar o zecime din aisberg se ridică deasupra apei.

Gheața de mare este gheața formată în mare (ocean) atunci când apa îngheață. Deoarece apa de mare este sărată, înghețarea apei cu o salinitate egală cu salinitatea medie a oceanelor are loc la o temperatură de aproximativ -1,8 ° C.

Evaluarea cantității (densității) de gheață de mare este dată în puncte - de la 0 (apă limpede) la 10 (gheață solidă).

Proprietăți

Cele mai importante proprietăți ale gheții marine sunt porozitatea și salinitatea, care determină densitatea acesteia (de la 0,85 la 0,94 g/cm³). Datorită densității scăzute a gheții, bancurile de gheață se ridică deasupra suprafeței apei cu 1/7 - 1/10 din grosimea lor. Topirea gheții de mare începe la temperaturi peste -2,3°C. În comparație cu apa dulce, este mai dificil să se rupă în bucăți și este mai elastică. Salinitate

Salinitatea gheții marine depinde de salinitatea apei, de viteza de formare a gheții, de intensitatea amestecării apei și de vârsta acesteia. În medie, salinitatea gheții este de 4 ori mai mică decât salinitatea apei care a format-o, variind de la 0 la 15 ppm (în medie 3 - 8 ‰).

Densitate

Gheața de mare este un corp fizic complex format din cristale de gheață proaspătă, saramură, bule de aer și diverse impurități. Raportul dintre componente depinde de condițiile de formare a gheții și de procesele ulterioare ale gheții și afectează densitatea medie a gheții.
Astfel, prezența bulelor de aer (porozitatea) reduce semnificativ densitatea gheții. Salinitatea gheții are un efect mai mic asupra densității decât porozitatea. Cu o salinitate a gheții de 2 ppm și porozitate zero, densitatea gheții este de 922 de kilograme pe metru cub, iar cu o porozitate de 6 procente, scade la 867.
În același timp, la porozitate zero, o creștere a salinității de la 2 la 6 ppm duce la o creștere a densității gheții doar de la 922 la 928 kilograme pe metru cub.

Proprietăți termofizice

Conductivitatea termică medie a gheții marine este de aproximativ cinci ori mai mare decât cea a apei și de opt ori mai mare decât cea a zăpezii și este de aproximativ 2,1 W/m°, dar spre suprafețele inferioare și superioare ale gheții poate scădea din cauza o creștere a salinității și o creștere a numărului de pori.

Capacitatea termică a gheții marine se apropie de cea a gheții proaspete pe măsură ce temperatura gheții scade pe măsură ce saramura îngheață. Odată cu creșterea salinității și, în consecință, cu o creștere a masei de saramură, capacitatea termică a gheții de mare este din ce în ce mai dependentă de căldura transformărilor de fază, adică de schimbările de temperatură.
Capacitatea termică efectivă a gheții crește odată cu creșterea salinității și a temperaturii.

Căldura de topire (și cristalizare) a gheții marine variază de la 150 la 397 kJ/kg, în funcție de temperatură și salinitate (cu creșterea temperaturii sau a salinității, căldura de topire scade).

Proprietati optice

Gheața pură este transparentă la razele de lumină. Incluziunile (bule de aer, saramură, praf) împrăștie razele, reducând semnificativ transparența gheții.

Nuanțele de culoare ale gheții marine din masivele mari variază de la alb la maro.

Gheața albă se formează din zăpadă și are multe bule de aer sau celule de saramură.

Gheața de mare tânără, cu o textură granulară, cu cantități semnificative de aer și saramură, este adesea de culoare verde.

Gheața plină de ani, din care impuritățile sunt stoarse, și gheața tânără care a înghețat în condiții calme, au adesea o culoare albastră sau albastră. Gheața glaciară și aisbergurile sunt, de asemenea, albastre. În gheața albastră, structura cristalelor ca un ac este clar vizibilă.

Gheața brună sau gălbuie are origine fluvială sau litorală, conține impurități de argilă sau acizi humici.

Tipurile inițiale de gheață (grăsime de gheață, nămol) au o culoare gri închis, uneori cu o tentă de oțel. Pe măsură ce grosimea gheții crește, culoarea acesteia devine mai deschisă, transformându-se treptat în alb. Când se topesc, bucățile subțiri de gheață devin din nou gri.

Dacă gheața conține o cantitate mare de impurități minerale sau organice (plancton, suspensii eoliene, bacterii), culoarea ei se poate schimba în roșu, roz, galben, până la negru.

Datorită proprietății gheții de a capta radiațiile cu unde lungi, este capabilă să creeze un efect de seră, care duce la încălzirea apei de sub ea.

Proprietăți mecanice

Sub proprietățile mecanice ale gheții, înțelegeți capacitatea acesteia de a rezista la deformare.

Tipuri tipice de deformare a gheții: tensiune, compresie, forfecare, încovoiere. Există trei etape de deformare a gheții: elastic, elastic-plastic și etapa de distrugere.
Contabilitatea proprietăților mecanice ale gheții este importantă în determinarea cursului optim al spărgătoarelor de gheață, precum și la plasarea mărfurilor pe banchete de gheață, stații polare și la calcularea rezistenței carenei navei.

Conditii de educatie

Când se formează gheața de mare, mici picături de apă sărată sunt prinse între cristale de gheață complet proaspete și curg treptat în jos. Punctul de îngheț și temperatura celei mai mari densități a apei de mare depind de salinitatea acesteia.
Apa de mare cu o salinitate sub 24,695 ppm (așa-numita apă salmatră), atunci când este răcită, ajunge mai întâi la cea mai mare densitate, ca apa dulce, iar atunci când este răcită în continuare și fără agitație, ajunge rapid la punctul de îngheț.
Dacă salinitatea apei este peste 24,695 ppm (apă sărată), aceasta se răcește până la punctul de îngheț cu o creștere constantă a densității cu amestecare continuă (schimb între straturile de apă rece și inferioare mai calde), ceea ce nu creează condiții pentru răcirea și înghețarea rapidă a apei, adică atunci când În aceleași condiții meteorologice, apa sărată a oceanului îngheață mai târziu decât apa salmară.

Clasificări

Gheața de mare este împărțită în trei tipuri în funcție de locație și mobilitate:

gheață plutitoare (în derivă),

gheață multianuală (pachet).

În funcție de etapele dezvoltării gheții, se disting mai multe așa-numitele tipuri inițiale de gheață (în ordinea timpului de formare):

ace de gheață,

grăsime de gheață,

intra-apa (inclusiv fundul sau ancora), formata la o anumita adancime si obiecte in apa in conditii de amestecare turbulenta a apei.

Mai departe, în timpul formării, tipurile de gheață - nilas ice:

nilas, formate la o suprafață calmă a mării din untură și zăpadă (nilas întunecate până la 5 cm grosime, nilas ușoare până la 10 cm grosime) - o crustă elastică subțire de gheață care se îndoaie ușor pe apă sau se umflă și formează straturi zimțate la comprimare;

sticle formate în apă proaspătă la o mare calmă (în principal în golfuri, în apropierea gurilor de râu) - o crustă de gheață fragilă, lucioasă, care se sparge ușor sub acțiunea valurilor și a vântului;

gheață de clătite, care se formează în timpul valurilor slabe din grăsime de gheață, zăpadă sau nămol, sau ca urmare a unei ruperi ca urmare a valurilor unei sticle, nilas sau așa-numita gheață tânără. Este o placă de gheață de formă rotunjită de la 30 cm până la 3 m în diametru și 10 - 15 cm grosime cu margini înălțate din cauza frecării și impacturilor sloturilor de gheață.

O etapă ulterioară în dezvoltarea formării gheții este gheața tânără, care este împărțită în gheață gri (10–15 cm grosime) și gri-albă (15–30 cm grosime).

Gheața de mare care se dezvoltă din gheață tânără și nu are mai mult de o perioadă de iarnă se numește gheață din primul an.

Această gheață din primul an poate fi:

gheață subțire de un an - gheață albă de 30 - 70 cm grosime,

grosime medie - 70 - 120 cm,

gheață groasă de un an - mai mult de 120 cm grosime.

Dacă gheața de mare a fost topită de cel puțin un an, este clasificată ca gheață veche.

Gheața veche este împărțită în:

rezidual de un an - gheață care nu s-a topit vara, care este din nou în stadiul de îngheț,

doi ani - a durat mai mult de un an (grosimea ajunge la 2 m),

multi ani - gheață veche cu o grosime de 3 m sau mai mult, care s-a topit de cel puțin doi ani. Suprafața unei astfel de gheață este acoperită cu numeroase nereguli, movile, formate ca urmare a topirii repetate. Suprafața inferioară a gheții de mai mulți ani este, de asemenea, caracterizată printr-o rugozitate mare și o varietate de forme.

Grosimea gheții multianuale din Oceanul Arctic în unele zone ajunge la 4 m.

În apele antarctice, există în principal gheață din primul an de până la 1,5 m grosime, care dispare vara.

Conform structurii, gheața de mare este împărțită condiționat în aciculară, spongioasă și granulară, deși de obicei apare într-o structură mixtă.

Zone de distribuție

În funcție de durata stratului de gheață și de geneza acesteia, zona de apă a Oceanului Mondial este de obicei împărțită în șase zone:

Zone de apă în care acoperirea de gheață este prezentă pe tot parcursul anului (centrul Arcticii, regiunile nordice ale mărilor Oceanului Arctic, mările Antarctice din Amundsen, Bellingshausen, Weddell.

Zone de apă în care gheața se schimbă anual (Barents, Marea Kara).

Zone de apă cu acoperire sezonieră de gheață care se formează iarna și dispar complet vara (Mările Azov, Aral, Baltică, Albă, Caspică, Okhotsk, Japonia).

Zone de apă în care se formează gheață doar în ierni foarte reci (Marmara, Marea Nordului, Marea Neagră).

Zone de apă în care se observă gheață adusă de curenții de dincolo de granițele lor (Marea Groenlandei, regiunea Newfoundland, o parte semnificativă a Oceanului de Sud, inclusiv zona în care sunt distribuite aisbergurile.

Restul zonelor de apă care alcătuiesc cea mai mare parte a Oceanului Mondial, pe suprafața cărora nu există gheață.

Gheață de jos

Gheață de fund - o acumulare de mase de gheață dintr-o structură spongioasă liberă la fundul cursurilor de apă naturale, de obicei înainte de apariția derivării gheții.

Fundația Wikimedia. 2010 .

Vedeți ce este „Gheața de jos” în alte dicționare:

BOT, fund, fund (special). adj. spre fund. Gheață de jos (așezată pe fund). Undița de jos (atașată astfel încât firul cu cârlig să ajungă la fund). Dicționar explicativ al lui Ushakov. D.N. Uşakov. 1935 1940... Dicționar explicativ al lui Ushakov

Ground, grassroots Dicționar de sinonime rusești. fund adj., număr de sinonime: 2 teren (4) ... Dicţionar de sinonime

Vezi jos. Dicționar explicativ al lui Ozhegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Şvedova. 1949 1992... Dicționar explicativ al lui Ozhegov

Acumulări de gheață intra-apatică (vezi. Gheață intra-apatică) la fundul secțiunilor neînghețate (polinii) ale râurilor și lacurilor ... Marea Enciclopedie Sovietică

eu adj. 1. raport cu substantiv. jos I, asociat cu acesta 2. Particular fundului [I jos], caracteristic acestuia. 3. Vii, crește, situat în fundul [fund I 1.] sau chiar în fundul rezervorului. II adj. 1. raport cu substantiv. trifoiul dulce asociat cu acesta 2.… … Dicționar explicativ modern al limbii ruse Efremova