Файл: Океанография и морская метеорология учебник..pdf

рл — плотность льда;

Р„ — плотность воды.

Вреальных условиях значения отношений (4.5) ле­ жат в пределах от 1,5 до 9,0.

В определенных пределах нагрузок лед ведет себя как упругое тело, т. е. обладает способностью после пре­ кращения действия деформирующего напряжения воз­ вращаться в первоначальное состояние, восстанавливать свои форму и объем. Величину напряжения, при кото­ ром деформации перестают быть обратимыми, называют пределом упругости. При расчетах прочности льда этот предел принимается равным 0,5 кгс/см2. При напряже­ ниях, превосходящих предел упругости, лед получает де­ формацию, которая не вполне исчезает и после снятия нагрузки, т. е. становится пластичным. Пластическая деформация в конце концов приостанавливается, после

—на излом — 17;

—на разрыв— 1 1 ;

—на срез — 7;

—на скручивание — 4.

Однако следует подчеркнуть, что в зависимости от структуры льда, его температуры и солености действи­ тельные значения разрушающих нагрузок могут значи­ тельно отличаться от средних: в различных условиях лед может вести себя как упругое, пластичное или твер­ дое тело.

Морской лед более пластичен и труднее поддается дроблению на части, чем пресноводный (речной или глетчерный) лед, который очень крепок, но менее пла­ стичен. Чем выше соленость льда, тем менее он прочен, более вязок и пластичен. При понижении температуры прочность льда повышается, одновременно увеличивает­ ся его хрупкость. Особенно пластичны ниласовые льды толщиной до 1 0 см при температуре, близкой к темпе­ ратуре плавления; такие льды, не ломаясь, повторяют очертания зыби, наползают на берег.

203

Пористый лед менее прочен, наибольшей прочностью обладает прозрачный лед, прочность же внутриводного льда значительно ниже. Снежный покров делает лед более пластичным, предохраняя его от переохлаждения; такой лед не колется кораблем, а обминается.

Твердость льда зависит от температуры и при очень низких температурах близка к твердости горных пород. Механические характеристики льда учитываются при расчетах ледовых переправ, автодорог и аэродромов. Ориентировочные данные о величинах допустимых на­

Из всех приближенных формул для расчета грузо­ подъемности морского льда наиболее обоснованной счи­ тается формула, полученная М. М. Казанским и А. Р. Шульманом:

204

Плавание во льдах. Все моря, омывающие берега Советского Союза, в зимнее время в той или иной мере покрываются льдами. Наличие ледяного покрова делает плавание во льдах совершенно особым видом плавания, усложняет, а порой исключает использование некоторых видов оружия и боевой техники ВМФ. Плавание во льдах требует от командиров кораблей и соединений опыта такого плавания, знания особенностей ледового режима. Для продления сроков навигации наша страна имеет мощный ледокольный флот, в том числе единст­ венный в мире атомный ледокол «Ленин».

Появление тяжелых льдов приводит либо к прекра­ щению плавания надводных кораблей, либо к сущест­ венным ограничениям даже в морях умеренных широт. Встреча со льдами, если командир не предпримет мер предосторожности, чревата аварийной ситуацией.

Информацию о льдах (географическое положение кромки льда, его сплоченность, скорость и направление дрейфа, а при достаточно разреженных льдах — разме­ ры льдин) на сравнительно большом удалении от ко­ рабля можно получить с помощью радиолокационных станций. Отдельные крупные льдины, ледяные поля и острова, айсберги хорошо фиксируются и с помощью гидролокационных станций. Полезно использовать также признаки приближения к льдам, в частности ха­ рактерные белесоватые отсвечивания (ледяной отблеск) на нижних слоях облаков и др.

Плавание во льдах связано с излишним расходом топлива, износом корпуса и механизмов, увеличением времени на переход. Особо труднопроходимы тороси­ стые поля сплоченностью 8 баллов и более, в которых даже мощные ледоколы если и продвигаются, то очень медленно,- тараня лед ударами.

205

Затертые в плавучих льдах корабли становятся не­ управляемыми и дрейфуют вместе со льдами. Ветер, течения, сгонно-нагонные и приливные колебания уров­ ня существенно изменяют условия ледового плавания, разрежая или сплачивая плавучие льды. Сжатия льда сопровождаются его уплотнением, степень которого зави­ сит от интенсивности вызвавшего его фактора и харак­ тера препятствия, затрудняющего свободное движение льда. Особенно опасны для кораблей сжатия на границе плавучих льдов при смене сильных приливных течений. Такие сжатия продолжаются от 0,5 до 2 ч; им обычно предшествуют следующие явления:

—канал за кормой начинает быстро сужаться;

—у корабля резко ухудшаются маневренные каче­

ства;

—появляется характерный треск и скрежет льдов

[19].

Скопления льдов следует ожидать в зонах конвер­ генции (схождения течений), в центрах антициклонических течений и в тех районах, где течения ослабевают. Разрежение льдов и образование полыней наблюдаются обычно в зонах дивергенции (расхождения течений), в центрах циклонических течений, а также в тех районах, где скорости течения увеличиваются. Вследствие воз­ действия отклоняющей силы вращения Земли течения, направленные вдоль берега, либо сплачивают льды у берега, либо относят их в море, образуя у берега по­ лыньи и разводья.

Гряды торосов, полосы разрозненного льда, по­ лыньи и разводья обычно располагаются поперек направления ветра или вдоль фронта приливной волны.

Скорость перемещения морских льдов под действием ветра возрастает со скоростью ветра. В открытых ча­ стях морей и океанов она приблизительно в 50 раз мень­ ше скорости ветра. При умеренных скоростях ветра на­ правление ветрового дрейфа льдов отклоняется на угол около 60° вправо (в Северном полушарии) или влево (в Южном) от направления ветра. С возрастанием ско­ рости ветра этот угол уменьшается, приближаясь к 30°. Согласно исследованиям Н. Н. Зубова чисто ветровой дрейф сплоченных льдов направлен вдоль изобар таким образом, что низкое давление остается слева, а скорость

2 0 6

ной карте давления, мбар/км.

Следует иметь в виду, что корабли, гидротехнические и другие инженерные сооружения, находящиеся в зоне припая, испытывают сильный напор льдов, обусловлен­ ный их термическим расширением; для предупреждения повреждений необходимо ограждать их каналом шири­ ной около полуметра, пробиваемым во льду в расстоя­ нии 3—5 м от объектов.

Кораблям и подводным лодкам не рекомендуется приближаться к айсбергам, встреча с которыми возмож­ на в умеренных и даже субтропических широтах. В этих широтах подводная часть айсбергов постепенно подтаи­ вает, остойчивость уменьшается — бывает достаточно легкого ветра, чтобы ледяная гора перевернулась.

Для успешного действия подводных лодок в Аркти­ ческом бассейне необходимо знать положение полыней и разводий как мест возможного всплытия. Организа­ ция противолодочной и других видов обороны при нали­ чии ледяного покрова имеет ряд особенностей тактиче­ ского и технического характера. При низких температу­ рах воздуха возможно обледенение кораблей, что сни­ жает их боевые возможности, а при определенных усло­ виях становится опасным. Все это вызывает необходи­ мость иметь на флоте хорошо организованную ледовую разведку для четкого гидрометеорологического обеспе­ чения действий сил и средств ВМФ, специальные посо­ бия для плавания во льдах.

§ 19. ЛЕДОВЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ НА МОРЯХ

Наблюдения над льдами русские мореплаватели, промышленники и рыбаки вели издавна. Особо серьез­ ное внимание этим наблюдениям стало уделяться в годы

207

Советской власти в связи с освоением севера и северовостока страны и развитием судоходства по Северному морскому пути. Создана сеть полярных гидрометеоро­ логических станций, дрейфующих станций СП и автома­ тических радиометеорологических станций (ДАРМС), выполнены многочисленные судовые наблюдения, про­ ведены крупные гидрографические и океанографические экспедиции, создан специальный научно-исследователь­ ский институт, занимающийся проблемами Арктики и Антарктики (ААНИИ). Особенно большую работу в об­ ласти ледовых разведок выполняют самолеты созданной в 1929 г. полярной авиации. Значительный вклад в изу­ чение Арктического бассейна внесен подледными пла­ ваниями советских подводных лодок с атомными энер­ гетическими установками. Советские океанографы раз­ работали ряд теоретических вопросов, связанных с ле­ довым режимом и проблемами активного плавания в полярных морях.

Цели и организация ледовых наблюдений на морях.

Главными целями наблюдений на морях являются:

— обеспечение безопасности плавания;

—оперативное предупреждение мореплавателей о ледовой опасности, освещение условий плавания и про­ водки судов и кораблей через льды;

—отыскание возможных мест всплытия подводных

лодок;

—выбор площадок для оборудования ледовых аэро­ дромов;

—изыскание ледовых автодорог и переправ;

—обеспечение промысловых нужд рыбаков и зверо­

боев;

—выявление общего состояния ледового покрова по

всем замерзающим морям и установление физической сущности процессов образования, перемещения и исчез­ новения льдов для прогнозирования ледовой обстановки и создания ледовых пособий.

Решение этих задач возможно лишь при комплекс­ ном анализе взаимодействия океана, атмосферы и суши. Поэтому ледовые наблюдения должны быть поставлены так, чтобы можно было собрать материал для такого всестороннего анализа. Однако следует иметь в виду, что в ряде случаев практически полезные выводы могут быть получены и на основе массовых попутных судовых

2 08