Температура замерзания морской воды таблица. Процессы замерзания пресной и морской воды проходят неодинаково из-за различия их химических и физических свойств. При какой температуре может замерзнуть морская вода

3 градуса Цельсии, но температура воздуха может быть и -20, а вода не будет замерзать, так как в океане вода сообщается с теплыми морями… . Морская вода - это раствор 44 химических элементов, но первостепенную роль в ней играют соли. Поваренная соль придает воде соленый вкус, а магниевая - горький. Соленость выражается в промилле (%о) . Это тысячная доля числа. В литре океанической воды растворено в среднем 35 граммов различных веществ, значит, соленость будет 35%о. Соленость вод океана не везде одинакова. На величину солености влияют следующие процессы: испарение воды. При этом процессе соли с водой не испаряются; льдообразование; выпадение атмосферных осадков, понижающих соленость; сток речных вод. Соленость вод океана у материков значительно меньше, чем в центре океана, так как воды рек опресняют ее; таяние льдов. Такие процессы, как испарение и льдообразование, способствуют повышению солености, а выпадение осадков, сток речных вод, таяние льдов понижают ее. Главную роль в изменении солености играют испарение и выпадение атмосферных осадков. Поэтому соленость поверхностных слоев океана, так же как и температура, зависит от климатических условий, связанных с широтой. Соленость Красного моря - 42%о. Это объясняется тем, что в это море не впадает ни одной реки, атмосферных осадков здесь выпадает очень мало (тропики) , испарение воды от сильного нагрева солнцем очень большое. Вода испаряется из моря, а соль остается. Соленость Балтийского моря не выше 1%о. Это объясняется тем, что это море находится в климатическом поясе, где меньше испарение, но выпадает больше осадков. Однако общая картина может нарушаться течениями. Это особенно хорошо заметно на примере Гольфстрима - одного из самых мощных течений в океане, ветви которого, проникая далеко в Северный Ледовитый океан (соленость 10-11%о) , несут воды с соленостью до 35%0. Обратное явление наблюдается у берегов Северной Америки, где под воздействием холодного арктического течения, например Лабрадорского, понижается соленость воды у берегов. Соленость глубинной части океана в целом практически постоянна. Здесь отдельные слои воды с различной соленостью могут чередоваться по глубине в зависимости от их плотности.

Вода в океане замерзает при (-2 С)

Прежде чем дать ответ, давайте узнаем, чем пресная вода отличается от соленой?

Соленость определяют в промилле, так самый соленый водоем - это Мертвое море (300-350 промилле или 300-350 гр. соли в 1 л воды).

Пресная вода имеет соленость не больше 1 промилле.

Существует ряд версий, почему моря соленые. Согласно основной во время формирования земной коры была высокая активность вулканов.

В вулканических газах содержался бром, хром и фтор, которые в контакте с водой трансформировались в кислоту. Затем кислоты вступали в реакцию с твердой породой дна океана, в итоге этой реакции формировалась соль.

По истечении 500 млн.

При какой температуре замерзает морская вода?

лет химический состав океанической воды стабилизировался, но некоторый процент соли попал в океан и с речной водой.

С пресными водами все проще, за пресность отвечают атмосферные осадки, они и наполняют пресные водоемы.

Бесконечный круговорот

Своего рода вечный двигатель - круговорот воды: дождь смывает различные загрязнения, проникает вглубь земли, расщепляет в себе минералы, затем дождевая вода уходит в реки, которые уносят ее в моря.

В месте соединения реки и моря вода менее соленая. Затем солнце нагревает воду мирового океана, она испаряется, примеси солей оседают. Жидкость, которая испарилась, в форме атмосферных осадков снова возвращается на поверхность земли.

Осадки также формируют пресные ледники, откуда берут начало горные реки, постепенно эта пресная вода вновь доберется до мирового океана и цикл повторится снова.

Атлантический океан является вторым по величине в мире, около половины большого объема Тихого океана.

На севере он ограничивает его в Гренландии и Исландии, на востоке — в Африке и Европе, на западе — в Северной и Южной Америке, а на юге — в Антарктиде.

Легко видеть, что океан льется у берегов почти всех континентов и имеет отчетливо продолговатую форму.

Характеристики Атлантического океана

Площадь Атлантического океана превышает 91 млн. Км2, что очень велико.

Его глубина также впечатляет: максимум 8742 метра, в среднем около 3600 метров. Поэтому размер воды очень высок — 329,6 млн. Км3. Это четверть мирового океана.

Краткая информация:

— Нижняя часть Атлантического океана очень неровная и имеет много дефектов, депрессии и небольших гор. И с севера на юг через центральную часть океанского дна, и прошел через Среднет-Атлантический хребет, чтобы отделить океан в западной и восточной частях (почти идентичный).
Морской лед

В районе хребта наблюдаются землетрясения и подводные вулканические извержения.
— Море, бухты и проливы занимают примерно 16% площади Атлантического океана (14,7 млн. Км2).
— В океане относительно мало островов, около тысячи.
— Из-за большой длины резервуара, а также циркуляции атмосферы и океанских течений Атлантический океан включает в себя все климатические зоны планеты.
В общем, средняя наружная температура составляет 20 ° C летом, а зимой — от 0 до 10 ° C. Как расстояние от экватора до севера, температура заметно уменьшается.
— Соленость воды колеблется от 34 ‰ (на экваторе) до 39 ‰ (в Средиземном море). Хотя в районах, где реки впадают в океан, это число может быть уменьшено вдвое.
— Плавающий лед на поверхности океана образуется только в северных и южных районах, так как они близки к переломам планеты.
— Разнообразие флоры и фауны Атлантического океана очень велико, но оно может похвастаться количеством живых организмов.
Благодаря этому в океане много людей. Но это приводит к значительному сокращению численности представителей дикой природы. Поэтому было установлено ограничение на вылов и введены другие подобные ограничения.
— В Атлантическом океане добываются минералы (нефть, газ, железная руда, сера и многие другие).
Это приводит к постепенному загрязнению их вод.

— Атлантический океан был назван в честь древнегреческого мифа об Атланте — мощного титана, у которого есть небесный свод на его плечах.
— Знаменитый Бермудский треугольник находится именно в Атлантическом океане.
В этой области многие корабли и самолеты действительно исчезли, но есть научные обоснования для этих инцидентов. Однако, что произошло на самом деле, никто точно не знает.

При какой температуре замерзает морская вода

Северный Ледовитый океан стал более пресным

Северный Ледовитый океан стал более пресным. Фото: Fotobank.ru/Getty Images

Северный Ледовитый океан поглощает довольно много пресной воды.

Ее источники – великие сибирские и северо-американские реки, осадки и ледники. Кроме того, в него поступают слабосоленые воды Тихого океана. Пресная вода легче соленой и поэтому скапливается в верхнем океаническом слое. Бенджамин Рейб (Benjamin Rabe) и его команда проанализировали 5000 профилей измерения солености на разных глубинах. Они использовали данные сенсоров на судах, на дрейфующих льдинах и на субмаринах. Большое количество данных было собрано в рамках Международного полярного года 2007/2008.

При сравнении распределения солености в 2006-2008 годах с аналогичными данными 1992-1999 годов ученые увидели, что слой распресненной воды на поверхности стал толще.

Они оценили прибавку в 20%, что составляет 8400 кубических километров. Основные причины распреснения Северного Ледовитого океана - усиление таяния ледников, увеличение количества осадков и увеличение речного стока. Исследователи подтвердили эти данные с помощью математического моделирования.

Надежда Маркина

infox.ru

О проекте «Карта Слов»

Слова и выражения в русском языке неразрывно связаны между собой миллионами невидимых нитей. Мы слышим слово снег и в нашей голове тотчас же вспыхивают россыпью ассоциации: зима, снежинки❄, Дед Мороз , снеговик ⛄, ёлка  и десятки других.

KARTASLOV.RU - это онлайн-карта слов и выражений русского языка.

при какой температуре замерзает океаническая вода? как температура зависит от солёности?

Здесь связи между словами обретают осязаемую форму.

При создании сайта мы использовали самые последние достижения в области компьютерной лингвистики, машинного обучения и искусственного интеллекта, опираясь при этом на мощнейшую теоретическую базу русского языка, созданную выдающимися советскими и российскими учёными-языковедами.

Начните своё путешествие с любого слова или выражения, переходя по ссылкам на соседние участки карты. Сейчас представлены два вида связей - ассоциации и синонимы, но в будущем мы обязательно охватим словообразовательные и вертикальные отношения между словами, превратив сервис в полноценный онлайн-тезаурус.

Для всех представленных на карте слов и выражений показаны примеры употребления в контексте.

При этом, используя поиск, вы всегда можете выйти за пределы расчерченной области.

Сообщество

Вступайте в наше сообщество во ВКонтакте, где мы регулярно публикуем новости проекта и общаемся с нашими пользователями.

Ответы
на кроссворды
и сканворды

Определения из сканвордов слова АЙСБЕРГ

большая океанская ледышка
«Обломок» Антарктиды
«Осколок» Антарктиды
«Титаническая» ледышка
английская «ледяная гора»
водоплавающая ледышка для «Титаника»
гора, вершины которой достичь проще, чем подножия
дрейфующая ледяная гора
крупная масса льда, плавающая в море
ледовый странник
ледышка, утопившая Титаник
ледяная гора в океане
ледяной остров Флетчера
ледяной путешественник по океану
мужчина из песни Пугачевой, который никому не симпатезирует
огромная ледяная глыба в море
отколовшийся от ледника дрейфующий водяной массив
отколовшийся от ледника дрейфующий ледяной массив с глубоко погруженной подводной частью
плавающая гора изо льда
плавающая ледяная гора
плавающая ледяная гора, отколовшаяся от прибрежного ледника
плавающий кусок Антарктиды
погубил «Титаник»
преграда для «Титаника»
преграда на пути «Титаника»
причина гибели «Титаника»
титаническая ледышка Кэмерона
титанический утопитель
убийца «Титаника»
холодный в океане
холодный друг Аллы Пугачевой
причина гибели Титаника
самый большой из себе подобных имел длину 350 км, ширину 40 км, и был обнаружен ледоколом «Глейшер» в 1956 году
соедините вместе два скандинавских слова - «лед» и «гора»
английская «ледяная гора»
убийца «Титаника»
с ним связана гибель «Титаника»
водоплавающая ледышка для «Титатника»
«осколок» Антарктиды
преграда для «Титаника»
погубил «Титаник»
преграда на пути «Титаника»
«титаническая» ледышка
«обломок» Антарктиды

Морская вода, в отличие от пресной, не имеет определенной точки замерзания, но она всегда ниже 0°С. Температура замерзания морской воды зависит от ее солености: чем больше соленость, тем ниже температура замерзания. Так, при средней для океана солености 35 % вода замерзает при -1,9°С, а при солености 40% — при -2,2°С. В Черном море, например, где соленость от 15 до 20%, лед появляется при охлаждении воды от -0,8 до -1,1°С.

Когда морская вода охладится до температуры замерзания соответственно своей солености, начинается образование кристаллов льда (замерзание) . При замерзании содержащиеся в морской воде соли не входят в состав кристаллов образовавшегося льда, так как температура замерзания солевого раствора значительно ниже (например, температура замерзания попаренной соли -21°С) . Поэтому большая часть солей выпадает в незамерзающую подледную воду, а некоторое се количество вмерзает в лед в виде мелких капель крепкого раствора солей, существенно влияющих на физико-химические и механические свойства морского льда. Чем ниже температура, при которой замерзает вода, тем больше капель рассола остается в морском льду и тем, следовательно, больше его соленость. Соли, выпадающие в процессе замерзания морской воды в поверхностный слой, увеличивают его соленость, что понижает температуру замерзания.

Температура наибольшей относительной плотности и температура замерзания морской воды с увеличением солености понижаются. При солености 24,7% обе температуры становятся одинаковыми: -1,33°С. Воды, соленость которых меньше 24,7 %, называются солоноватыми, температура их наибольшей плотности выше температуры замерзания. Поэтому процесс замерзания воды соленостью меньше 24,7 % происходит так же, как и пресной воды: сначала вода достигает температуры наибольшей плотности при данной солености, затем точки замерзания.

У воды соленостью более 24,7% температура самой высокой плотности всегда ниже температуры замерзания, поэтому до самого момента замерзания плотность морской воды с понижением температуры увеличивается, и верхние охлажденные слои воды (как более тяжелые) опускаются вниз; на поверхность поднимаются менее плотные и более теплые воды, что затрудняет льдообразование. В связи с этим в морях и океанах пода замерзает только после длительных осенних холодов, когда вся толща воды, охваченная вертикальной циркуляцией (конвекцией) , охладится до температуры замерзания.

Пресная вода имеет наибольшую плотность при +4°С и начинает замерзать при 0°С. В пресноводном бассейне после охлаждения воды до +4°С дальнейшее охлаждение поверхностного ее слоя происходит очень быстро. Вода здесь становится легче нижележащих вод, что исключает перемешивание, следовательно, и поднятие на поверхность более теплых водных масс из глубины. Лед, образовавшийся из пресной воды, представляет собой однородную массу ледяных кристаллов, в которую вкраплены пузырьки воздуха и различные твердые частицы, находившиеся в воде.

Если вы заметили, то в море вода замерзает при температуре значительно ниже нуля градусов. Почему так происходит? Все зависит от концентрации в ней соли. Чем ее больше, тем ниже температура замерзания. В среднем, увеличение солености воды на два промилле понижает температуру ее замерзания на одну десятую градуса. Вот и посудите сами, какой должна быть температура окружающего воздуха, чтобы на поверхности моря, с соленостью воды 35 промилле, образовался тонкий слой льда. Как минимум, должно быть два градуса мороза.

То же Азовское море, с соленостью воды 12 промилле, замерзает при температуре минус 0,6 градуса. При этом примыкающий к нему Сиваш остается незамерзшим. Все дело в том, что соленость его воды составляет 100 промилле, а значит, для образования здесь льда необходимо не менее шести градусов мороза. Чтобы льдом покрылась поверхность Белого моря, где уровень солености воды достигает 25 промилле, нужно чтобы температура понизилась до минус 1,4 градуса.

Самое удивительное в том, что в охлажденной до минус одного градуса морской воде, снег не таит. Он просто продолжает в ней плавать, до тех пор, пока не превратится в кусок льда. Но попадая в охлажденную пресную воду, он тут же таит.

Процесс замерзания морской воды имеет свои особенности. Вначале начинают формироваться первичные ледяные кристаллы, которые невероятно похожи на тоненькие прозрачные иглы. Соль в них отсутствует. Она выдавливается из кристаллов и остается в воде. Если собрать такие иголки, и растопить в какой — нибудь посуде, то мы получим пресную воду.

Каша из ледяных иголок, внешне похожая на огромное жирное пятно, плавает на поверхности моря. Отсюда и ее оригинальное название – сало. При дальнейшем понижении температуры сало смерзается, образуя гладкую и прозрачную ледяную корку, которая носит название нилас. В отличие от сала, нилас содержит соль. Она появляется в нем в процессе смерзания сала и захватывания иголками, капелек морской воды. Это довольно хаотичный процесс. Именно поэтому соль в морском льде распределяется неравномерно, как правило, в виде отдельных вкраплений.

Ученые выяснили, что количество соли в морском льде зависит от температуры окружающего воздуха, которая имела место в момент его образования. При небольшом морозе скорость образования ниласа низкая, иглы захватывают мало морской воды, отсюда и соленость льда невысокая. При большом морозе ситуация прямо противоположная.

При таянии морского льда из него, в первую очередь, выходит соль. В результате, он постепенно становится пресным.

При какой температуре замерзает вода? Казалось бы – простейший вопрос, ответить на который может даже ребёнок: температура замерзания воды при обычном атмосферном давлении в 760 мм ртутного столба составляет ноль градусов по Цельсию.

Однако вода (несмотря на чрезвычайно широкую распространённость её на нашей планете) является самой загадочной и не до конца изученной субстанцией, поэтому ответ на этот вопрос требует обстоятельного и аргументированного разговора.

В России и в Европе температуру измеряют по шкале Цельсия, самое высокое значение которой имеет отметку в 100 градусов.
Американский учёный Фаренгейт разработал свою шкалу, насчитывающую 180 делений.
Существует ещё одна единица измерения температуры – кельвин, названная в честь английского физика Томсона, получившего звание лорда Кельвина.

Состояния и виды воды

Вода на планете Земля может принимать три основных агрегатных состояния: жидкое, твёрдое и газообразное, которые способны трансформироваться в разные формы, одновременно сосуществующие друг с другом (айсберги в морской воде, водяной пар и кристаллы льда в облаках на небе, ледники и свободно текущие реки).

В зависимости от особенностей происхождения, назначения и состава вода может быть:

пресной;
минеральной;
морской;
питьевой (сюда же отнесём водопроводную воду);
дождевой;
талой;
солоноватой;
структурированной;
дистиллированной;
деионизированной.

Наличие изотопов водорода делает воду:

лёгкой;
тяжёлой (дейтериевой);
сверхтяжёлой (тритиевой).

Все мы знаем о том, что вода бывает мягкой и жёсткой: этот показатель определяется содержанием катионов магния и кальция.

Каждый из перечисленных нами видов и агрегатных состояний воды имеет свою температуру замерзания и плавления.

Температура замерзания воды

Почему вода замерзает? Обычная вода всегда содержит некоторое количество взвешенных частиц минерального или органического происхождения. Это могут быть мельчайшие частицы глины, песка или домашней пыли.

Когда температура окружающей среды опускается до определённых значений, эти частицы берут на себя роль центров, вокруг которых начинают образовываться кристаллы льда.

Ядрами кристаллизации могут стать также воздушные пузырьки, а также трещины и повреждения на стенках сосуда, в котором находится вода. Скорость процесса кристаллизации воды во многом определяется количеством этих центров: чем их больше, тем быстрее замерзает жидкость.

В обычных условиях (при нормальном атмосферном давлении) температурой фазового перехода воды из жидкого состояния в твёрдое является отметка 0 градусов по Цельсию. Именно при такой температуре происходит замерзание воды на улице.

Отчего горячая вода замерзает быстрее холодной?

Горячая вода замерзает быстрее холодной – на этот феномен обратил внимание Эрасто Мпемба – школьник с Танганьики. Его эксперименты с массой для приготовления мороженого показали, что скорость замерзания подогретой массы значительно выше, чем холодной.

Одной из причин этого интересного явления, получившего название «парадокс Мпембы», является более высокая теплоотдача горячей жидкости, а также наличие в ней большего количества ядер кристаллизации по сравнению с холодной водой.

Взаимосвязаны ли температура замерзания воды и высота?

При изменении давления, часто связанного с нахождением на разной высоте, температура замерзания воды начинает радикально отличаться от стандартной, характерной для обычных условий.
Кристаллизация воды на высоте происходит при следующих температурных значениях:

как ни парадоксально, на высоте 1000 м вода замерзает при 2 градусах тепла по шкале Цельсия;
на высоте 2000 метров это происходит уже при 4 градусах тепла.

Самая высокая температура замерзания воды в горах наблюдается на высоте свыше 5000 тысяч метров (например, в Фанских горах или на Памире).

Как давление влияет на процесс кристаллизации воды?

Давайте попробуем увязать динамику изменения температуры замерзания воды с переменой давления.

При давлении 2 атм вода замерзнет при температуре -2 градуса.
При давлении 3 атм началом замерзания воды станет температура -4 градуса по Цельсию.

При повышенном давлении температура начала процесса кристаллизации воды понижается, а температура кипения увеличивается. При низком давлении получается диаметрально противоположная картина.

Именно поэтому в условиях высокогорья и разреженной атмосферы весьма трудно сварить даже яйца, поскольку вода в котелке закипает уже при 80 градусах. Понятно, что при такой температуре приготовить пищу попросту невозможно.

При высоком давлении процесс плавления льда под лезвиями коньков происходит даже при очень низких температурах, но именно благодаря ему коньки скользят по ледяной поверхности.

Аналогичным образом объясняется примерзание полозьев сильно нагруженных нарт в рассказах Джека Лондона. Тяжёлые нарты, оказывающие давление на снег, вызывают его плавление. Образующаяся при этом вода облегчает их скольжение. Но стоит нартам остановиться и задержаться продолжительное время на одном месте, как вытесненная вода, замерзнув, приморозит полозья к дороге.

Температура кристаллизации водных растворов

Будучи отличным растворителем, вода легко вступает в реакции с различными органическими и неорганическими веществами, образуя массу подчас неожиданных химических соединений. Разумеется, каждое из них будет замерзать при разных температурах. Отразим это в наглядном списке.

Температура замерзания смеси спирта и воды зависит от процентного соотношения в ней обоих компонентов. Чем больше воды добавлено в раствор, тем ближе к нулю температура его замерзания. Если же в растворе больше спирта, процесс кристаллизации начнётся при значениях, близких к -114 градусам.
Важно знать, что фиксированной температуры замерзания водно-спиртовые растворы не имеют. Обычно говорят о температуре начала процесса кристаллизации и температуре окончательного перехода в твёрдое состояние.
Между началом образования первых кристаллов и полным застыванием спиртового раствора лежит температурный интервал величиной в 7 градусов. Так, температура замерзания воды со спиртом 40% концентрации на начальном этапе составляет -22,5 градуса, а окончательный переход раствора в твёрдую фазу произойдёт при -29,5 градусах.

Температура замерзания воды с солью находится в тесной связи со степенью её солёности: чем больше соли в растворе, тем при более низком положении ртутного столбика он замёрзнет.

Для измерения солёности воды используют особую единицу – «промилле». Итак, мы установили, что температура замерзания воды с увеличением концентрации солей понижается. Поясним это на примере:

Уровень солёности океанской воды равна 35 промилле, при этом средняя величина её замерзания составляет 1,9 градуса. Степень солёности черноморских вод насчитывает 18-20 промилле, поэтому замерзают они при более высокой температуре с диапазоном от -0,9 до -1,1 градуса Цельсия.

Температура замерзания воды с сахаром (для раствора, моляльность которого составляет 0,8) равна -1,6 градуса.
Температура замерзания воды с примесями во многом зависит от их количества и характера примесей, входящих в состав водного раствора.
Температура замерзания воды с глицерином зависит от концентрации раствора. Раствор, содержащий 80 мл глицерина, замёрзнет при -20 градусах, при снижении содержания глицерина до 60 мл процесс кристаллизации начнётся при -34 градусах, а начало замерзания 20% раствора – минус пять градусов. Как можно заметить, линейная зависимость в данном случае отсутствует. Для замерзания 10% раствора глицерина будет достаточно температуры -2 градуса.
Температура замерзания воды с содой (подразумевается едкая щёлочь или каустическая сода) представляет ещё более загадочную картину: 44% раствор каустика замерзает при +7 градусах Цельсия, а 80% - при+ 130.

Замерзание пресных водоёмов

Процесс образования льда на пресноводных водоемах происходит в несколько ином температурном режиме.

Температура замерзания воды в озере, точно так же, как и температура замерзания воды в реке, равна нулю градусов по шкале Цельсия. Замерзание самых чистых речек и ручьев начинается не с поверхности, а со дна, на котором присутствуют ядра кристаллизации в виде частиц донного ила. Коркой льда поначалу покрываются коряги и водные растения. Стоит лишь донному льду подняться на поверхность, как река мгновенно промерзает насквозь.
Замерзшая вода на Байкале иногда может охлаждаться до отрицательных температур. Происходит это лишь на мелководье; температура воды при этом может составлять тысячные, а иногда и сотые доли одного градуса ниже нуля.
Температура байкальской воды под самой коркой ледяного покрова, как правило, не превышает +0,2 градуса. В низших пластах она постепенно повышается до +3,2 на дне самой глубокой котловины.

Температура замерзания дистиллированной воды

Замерзает ли дистиллированная вода? Напомним о том, что для замерзания воды необходимо присутствие в ней неких центров кристаллизации, коими могут стать пузырьки воздуха, взвешенные частицы, а также повреждения стенок ёмкости, в которой она находится.

Дистиллированная вода, совершенно лишённая всяких примесей, не имеет и ядер кристаллизации, а поэтому её замерзание начинается при очень низких температурах. Начальная точка замерзания дистиллированной воды составляет -42 градуса. Учёным удалось добиться переохлаждения дистиллированной воды до -70 градусов.

Вода, подвергнутая воздействию очень низких температур, но при этом не кристаллизовавшаяся, называется «переохлаждённой». Можно, поместив бутылку с дистиллированной водой в морозильную камеру, добиться её переохлаждения, а затем продемонстрировать очень эффектный трюк - смотрите в видео:

Тихонько постучав по бутылке, извлечённой из холодильника, или бросив в неё небольшой кусочек льда, можно показать, как мгновенно она превращается в лед, имеющий вид удлинённых кристаллов.

Дистиллированная вода: замерзает или нет под давлением эта очищенная субстанция? Такой процесс возможен лишь в специально созданных лабораторных условиях.

Температура замерзания соленой воды

3.2. МОРСКОЙ ЛЕД

Все наши моря, за редким исключением, зимой покрываются льдом различной мощности. В связи с этим в одной части моря навигация в холодную половину года затрудняется, в другой прекращается и может осуществляться только с помощью ледоколов. Таким образом, замерзание морей нарушает нормальную работу флота и портов. Поэтому для более квалифицированной эксплуатации флота, портов и морских сооружений необходимы определенные знания физических свойств морского льда.

Морская вода, в отличии от пресной, не имеет определенной точки замерзания. Температура, при которой начинают образовываться кристаллы льда (ледяные иглы), зависит от солености морской воды S . Опытным путем установлено, что температуру замерзания морской воды можно определить (рассчитать) по формуле: t 3 = -0,0545S. При солености 24,7% температура замерзания равна температуре наибольшей плотности морской воды (-1,33°С). Это обстоятельство (свойство морской воды) позволило разделить по степени солености морскую воду на две группы. Вода с соленостью меньшей 24,7% называется солоноватой и при охлаждении сначала достигает температуры наибольшей плотности, а затем замерзает, т.е. ведет себя как пресная, у которой температура наибольшей плотности 4° С. Вода с соленостью больше 24,7°/00 называется морской.

Температура при наибольшей плотности ниже температуры замерзания. Это ведет к возникновению конвективного перемешивания, задерживающего замерзание морской воды. Замерзание замедляется также и из-за осолонения поверхностного слоя воды, которое наблюдается при появлении льда, так как при замерзании воды только часть солей, растворенных в ней, остается во льду, значительная же их часть остается в воде, увеличивая ее соленость, а следовательно, и плотность поверхностного слоя воды, тем самым понижая температуру замерзания. В среднем соленость морского льда в четыре раза меньше солености воды.

Как же происходит образование льда в морской воде, имеющей соленость 35°/00 и температуру замерзания -1,91° С? После того, как поверхностный слой воды охладится до указанной выше температуры, плотность его увеличится и вода будет опускаться вниз, а более теплая вода из нижележащего слоя будет подниматься вверх. Перемешивание будет продолжаться до тех пор, пока температура всей массы воды верхнего деятельного слоя не понизится до -1,91° С. Затем, после некоторого переохлаждения воды ниже температуры замерзания, на поверхности начинают появляться кристаллы льда (ледяные иглы).

Ледяные иглы образуются не только на поверхности моря, но и во всей толще перемешанного слоя. Постепенно ледяные иглы смерзаются, образуя на поверхности моря ледяные пятна, напоминающие по виду застывшее сало . По цвету оно мало чем отличается от воды.

При выпадении снега на поверхности моря процесс льдообразования ускоряется, так как при этом поверхностный слой опресняется и охлаждается, кроме того, в воду вводятся готовые ядра кристаллизации (снежинки). Если температура воды ниже 0°С, то снег не тает, а образует вязкую кашеобразную массу, называемую снежурой . Сало и снежура под действием ветра и волн сбивается в куски белого цвета, называемые шугой . При дальнейшем уплотнении и смерзании начальных видов льда (ледяные иглы, сало, шуга, снежура) на поверхности моря образуется тонкая, эластичная корка льда, легко прогибающаяся на волне и при сжатии образующая зубчатые наслоения, называемая ниласом . Нилас имеет матовую поверхность и толщину до 10 см, подразделяется на темный (до 5 см) и светлый (5-10 см) нилас.

Если поверхностный слой моря сильно опреснен, то при дальнейшем охлаждении воды и спокойном состоянии моря в результате непосредственного замерзания или из ледяного сала поверхность моря покрывается тонкой блестящей коркой, называемой склянкой . Склянка прозрачна, как стекло, легко ломается при ветре или волне, толщина ее до 5 см.

На легкой волне из ледяного сала, шуги или снежуры, а также в результате разлома склянки и ниласа при большой зыби образуется так называемый блинчатый лед . Он имеет преимущественно круглую форму от 30 см до 3 м в диаметре и приблизительно до 10 см толщины, с приподнятыми краями вследствие удара льдин одна о другую.

В большинстве случаев льдообразование начинается у берега с появления заберегов (ширина их 100-200 м от берега), которые, постепенно распространяясь в море, переходят в припай. Забереги и припай относятся к неподвижному льду, т. е. ко льду, который образуется и остается неподвижным вдоль побережья, где он прикреплен к берегу, ледяной стене, к ледяному барьеру.

Верхняя поверхность молодого льда в большинстве случаев гладкая или слегка волнистая, нижняя, наоборот, очень неровная и в некоторых случаях (при отсутствии течений) похожа на щетку из ледяных кристаллов. В течение зимы толщина молодого льда постепенно увеличивается, поверхность его покрывается снегом, а цвет за счет стекания из него рассола меняется от серого до белого. Молодой лед толщиной 10-15 см называется серым , а толщиной 15-30 см - серо-белым . При дальнейшем нарастании толщины льда лед приобретает белый цвет. Морской лед, просуществовавший одну зиму и имеющий толщину от 30 см до 2 м, принято называть белым однолетним льдом , который подразделяется на тонкий (толщина от 30 до 70 см), средний (от 70 до 120 см) и толстый (более 120 см).

В районах Мирового океана, где лед не успевает растаять за лето и с начала следующей зимы начинает вторично нарастать и к концу второй зимы толщина его увеличивается и составляет уже более 2 м, называется двухлетним льдом . Лед, просуществовавший более двух лет, называется многолетним , толщина его более 3 м. Он имеет зеленовато-голубой цвет, а при большой примеси снега и пузырьков воздуха, имеет беловатый цвет, стекловидного вида. Со временем опресненный и уплотненный сжатиями многолетний лед приобретает голубой цвет. Морские льды по их подвижности разделяют на неподвижный лед (припай) и дрейфующий лед.

Дрейфующий лед по форме (размерам) подразделяют на блинчатый лед, ледяные поля, мелкобитый лед (кусок морского льда менее 20 м в поперечнике), тертый лед (битый лед менее 2 м в поперечнике), несяк (большой торос или группа торосов, смерзшихся вместе, высотой над уровнем моря до 5 м), сморозь (смерзшиеся в ледяное поле куски льда), ледяная каша (скопление дрейфующего льда, состоящее из обломков других форм льда не более 2 м в поперечнике). В свою очередь ледяные поля, в зависимости от горизонтальных размеров, подразделяются на:

Гигантские ледяные поля, более 10 км в поперечнике;

Обширные ледяные поля, от 2 до 10 км в поперечнике;

Большие ледяные поля, от 500 до 2000 м в поперечнике;

Обломки ледяных полей, от 100 до 500 м в поперечнике;

Крупнобитый лед, от 20 до 100 м в поперечнике.

Очень важной характеристикой для судоходства является сплоченность дрейфующего льда. Под сплоченностью понимается отношение площади морской поверхности, фактически покрытой льдом, к общей площади поверхности моря, на которой располагается дрейфующий лед, выраженное в десятых долях.

В СССР принята 10-балльная шкала сплоченности льда (1 балл соответствует 10% покрытой льдом площади), в некоторых зарубежных странах (Канаде, США)-8-балльная.

По сплоченности дрейфующий лед характеризуется так:

1. Сжатый дрейфующий лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого составляет 10/10 (8/8), и воды не видно.

2. Смерзшийся сплошной лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого составляет 10/10 (8/8), и льдины смерзлись вместе.

3. Очень сплоченный лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого больше 9/10, но меньше 10/10 (от 7/8 до 8/8).

4. Сплоченный лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого от 7/10 до 8/10 (от 6/8 до 7/8), состоящий из льдин, большинство которых соприкасается друг с другом.

5. Разреженный лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого составляет от 4/10 до 6/10 (от 3/8 до 6/8), с большим числом разводий, льдины обычно не соприкасаются одна с другой.

6. Редкий лед. Дрейфующий лед, в котором сплоченность составляет от 1/10 до 3/10 (от 1/8 до 3/8), и пространство чистой воды преобладает над льдом.

7. Отдельные льдины. Большая площадь воды, в которой имеется морской лед сплоченностью менее 1/10 (1/8). При полном отсутствии льда эту площадь следует называть чистая вода.

Дрейфующие льды под влиянием ветра и течений находятся в постоянном движении. Всякая перемена ветра над районом, покрытым дрейфующим льдом, вызывает изменения в распреде- лении льда: тем больше, чем сильнее и продолжительнее действие ветра.

Многолетние наблюдения над ветровым дрейфом сплоченного льда показали, что дрейф льда находится в прямой зависимости от ветра, вызвавшего его, а именно: направление дрейфа льда отклоняется от направления ветра приблизительно на 30° в северном полушарии вправо, а в южном - влево, скорость дрейфа связана со скоростью ветра ветровым коэффициентом, равным приблизительно 0,02 (r = 0,02).

В табл. 5 приведены вычисленные значения скорости дрейфа льда в зависимости от скорости ветра.

Таблица 5

Дрейф отдельных льдин (мелких айсбергов, их обломков и небольших ледяных полей) отличается от дрейфа сплоченного льда. Скорость его больше, так как ветровой коэффициент возрастает от 0,03 до 0,10.

Скорость перемещения айсбергов (в Северной Атлантике) при свежих ветрах колеблется от 0,1 до 0,7 уз. Что же касается угла отклонения их движения от направления ветра, то он составляет 30-40°.

Практика ледового плавания показала, что самостоятельное плавание обычного морского судна возможно при сплоченности дрейфующего льда 5-6 баллов. Для крупнотоннажных судов со слабым корпусом и для старых судов предел сплоченности 5 баллов, для судов среднего тоннажа, находящихся в хорошем состоянии,-6 баллов. Для судов ледового класса этот предел может быть повышен до 7 баллов, а для ледокольных транспортных судов - до 8-9 баллов. Указанные пределы проходимости дрейфующего льда выведены из практики для средне- тяжелого льда. При плавании в тяжелых многолетних льдах эти пределы следует снизить на 1-2 балла. При хорошей видимости плавание во льдах сплоченностью до 3 баллов возможно для судов любого класса.

В случае необходимости следовать через район моря, покрытый дрейфующим льдом, необходимо иметь в виду, что легче и безопасней входить в кромку льда против ветра. Входить в лед при попутном или боковом ветре опасно, так как создаются условия навала на лед, что может привести к повреждению борта судна или его скуловой части.

Вперед
Оглавление
Назад