Файл: Океанография и морская метеорология учебник..pdf

3Озерки талой воды распространены повсеместно, появляются проталины и трещины

4Проталины и промоины распространены по всей по­ верхности льда

5 Сплошные проталины. Из воды выступают лишь воз­ вышенные участки льдин

Навигационная классификация льдов. В основу на­ вигационной классификации льдов положена их про­ ходимость, т. е. возможность самостоятельного плава­ ния во льдах кораблей и судов различных классов, оце­ ниваемая по 9-балльной шкале (табл. 15) [46].

При составлении ледовых пособий пользуются сле­ дующими градациями проходимости [19]:

—лед проходим для кораблей всех типов;

—лед затрудняет плавание кораблей с обычным стальным корпусом;

—лед затрудняет плавание кораблей с усиленным

корпусом;

198

Т а б л и ц а 15

Проходимость льдов

1 Корабль идет свободно, не меняя курса и скорости

2Корабль идет по разводьям

3Корабль встречает препятствия, но идет по. курсу,

оставляя за собой канал

4То же, но не оставляя канала

5Корабль идет переменными курсами, форсируя пере­

мычки

6Корабль пробивается сквозь лед, сохраняя генераль­ ный курс

7Корабль таранит лед ударами, не сохраняя генераль­ ного курса

8Корабль периодически останавливается, ожидая бо­ лее благоприятных условий

9 Корабль зажат льдами, не может двигаться, попав

втяжелые льды

—лед затрудняет плавание кораблей с усиленным корпусом, следующих за ледоколом;

—лед затрудняет плавание ледоколов;

—лед непроходим даже для мощных ледоколов. Следует отметить, что понятие проходимости льдов в

значительной степени относительно, так как особенно­ сти состояния льдов, погоды, времени суток, а также степень опытности командира в ледовом плавании из­ меняют это понятие в достаточно широких пределах.

В последние годы в связи с интенсивным подледным плаванием появились новые ледовые термины, в том числе:

— ледяной потолок — дрейфующий лед с точки зре­ ния подводника;

—окно во льду — тонкие места в ледяном потолке, обычно тоньше 1 м;

—благоприятный лед — ледяной потолок со значи­

тельным количеством (не менее 10 на 30 миль плава­ ния) больших окон, полыней и разводий, позволяющих подводной лодке всплыть;

— неблагоприятный лед —ледяной потолок, в кото­ ром нет больших окон [5].

199

Свойства морского льда. Морской лед по своей структуре представляет собой совокупность смерзшихся кристаллов чистого пресного льда, содержащего в ячей­ ках между ними включения крепкого рассола из мор­ ской воды, а также пузырьков воздуха, минеральных и органических примесей.

С о л е н о с т ь морского льда — выраженная в про­ милле (%о) абсолютная концентрация солей в воде, по­ лученной при его таянии; лежит в пределах 0—18% о (при среднем значении 3—8 %о).

Соленость молодых льдов оказывается тем больше, чем выше соленость морской воды, из которой он обра­ зовался, чем быстрее протекал процесс льдообразова­ ния и чем больше пористость и гигроскопичность льда. В среднем соленость льда в начале зимы в 4—5 раз меньше солености морской воды, из которой он образо­ вался. С течением времени солевой рассол из льда вы­ текает в море, благодаря чему к середине зимы лед заметно уменьшает свою соленость. Весной рыхлый, раз­ рушающийся, пропитанный морской водой лед вновь становится более соленым. Арктические льды со време­ нем совершенно опресняются (S = 0,01—1,0%о).

При средней солености морской воды 35% о образо­ вание льда начинается при температуре —1,9° С, соот­ ветствующей температуре кристаллизации карбонатов. Но в солевых ячейках льда еще остается некоторое ко­ личество рассола, в котором отдельные соли выкристал­ лизовываются при более низких температурах, поэтому остающийся рассол полностью затвердевает только при —55° С. Это обстоятельство определяет ряд термических

0,49 кал/(г-°С); с понижением температуры теплоем­ кость незначительно понижается. Теплоемкость же мор­ ского льда заметно уменьшается с понижением темпе­ ратуры и особенно с уменьшением его солености. В ре­ альных условиях удельная теплоемкость морского льда изменяется в широких пределах — от 0,5 до 16 кал/(г • °С), что обусловлено аномальными тепловыми процессами в

2 0 0

в результате образования дополнительных объемов льда в солевых ячейках при понижении температуры от 0 до —23° отмечается аномальное расширение льда, и толь­ ко при более низких температурах, когда большинство солей в ячейках кристаллизуется, происходит нормаль­ ное сжатие льда с уменьшением температуры. Величина линейного термического коэффициента расширения мор­ ского льда при этом меняется в очень широких преде­ лах (от —9 -ІО- 4 до 5 - ІО-5), обусловливая возникнове­ ние во льду больших напряжений, вызывающих измене­ ние структуры и подвижки льда.

Теплота плавления морского льда незначительно от­ личается от теплоты плавления пресного льда. Удель­ ная теплота плавления морского льда поэтому прини­ мается равной 79,67 кал/г.

Теплопроводность чистого морского льда примерно в пять раз выше теплопроводности морской воды. При­

ся то обстоятельство, что полюс холода в Северном по­

Заметим также, что теплопроводность верхнего слоя льда, более насыщенного воздухом, оказывается при­ мерно на 1/3 меньше указанной выше величины, по­ этому лед является естественной защитой вод океана от выхолаживания.

П р о з р а ч н о с т ь и цвет. Нилас и молодые льды оказываются прозрачными для прямой и рассеянной солнечной радиации в коротковолновом диапазоне излу­ чения с длинами волн от 0,2 до 4,0 мкм. Пройдя ледяной покров, солнечные лучи поглощаются верхним слоем воды. Нагреваясь, вода сама становится источником длинноволнового излучения с длинами волн более 4 мкм, которое лед сильно поглощает. Возникает парниковый, или оранжерейный, эффект, в результате которого вода под льдом не только не охлаждается, но и несколько на­ гревается.

С переходом в следующую возрастную стадию про­ зрачность белого льда уменьшается, а поглощение сол­

201

нечных лучей резко возрастает, обусловливая таяние льда с поверхности и последующее разрушение.

Снежный покров на льду до 90% солнечной энергии отражает обратно в атмосферу, предохраняя лед от тая­ ния до тех пор, пока на снегу не появятся пятна талой воды — снежицы, менее прозрачные для солнечных лу­ чей, чем лед, и поэтому быстрее нагреваемые. С этого момента начинается интенсивное разрушение ледяного покрова.

Цвет чистых льдов материкового происхождения, а также опресненных многолетних льдов — голубоватый. Однолетние льды имеют зеленоватый оттенок, молодые

ского льда зависит от его температуры, солености и по­ ристости. Зависимость плотности от температуры опре­ деляется термическими аномалиями морского льда, об­ условливающими уменьшение, а затем увеличение плот­ ности льда по мере понижения температуры.

Плотность чистого пресного льда при 0°С равна 0,918 г/см3, у молодого морского льда она достигает 0,953 г/см3, но к концу зимы заметно уменьшается (до 0,860 г/см3) по мере опреснения льда.

Пористостью льда называют выраженное в процен­ тах отношение объема воздуха, находящегося во льду, к общему объему льда. Высокое содержание воздуха в морских льдах обусловлено замещением им вытекаю­ щего из льда рассола, в связи с чем пористость льда в распресненных морях оказывается ниже, чем в соленых (4—5% и 8—13% соответственно). С увеличением пори­ стости плотность льда уменьшается.

равенство веса льда весу вытесненной подводной ча­

202