Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ
Все дело в большой величине удельной теплоты плавления льда. Для того чтобы поднять на 1 °C температуру 1 г воды, ей надо сообщить 1 кал тепла. Для того же, чтобы получить из 1 г льда при 0 °C воду той же температуры, потребуется 80 кал.
363. Какова соленость морского льда?Морской лед состоит из кристаллов пресноводного льда, между которыми заключено небольшое количество рассола. Соленость молодого льда составляет от 2 до 10‰. Когда ледообразование идет быстро, в промежутки между кристаллами попадает больше соли и рассол становится более концентрированным.
364. Почему старый лед более пресный?Захваченный морским льдом рассол тяжелее самого льда, поэтому он постепенно просачивается вниз. Когда возраст льда достигает года, талая вода из него уже пригодна для питья. В прошлом веке такую талую воду иногда использовали для пополнения судовых запасов воды.
365. Что такое «ледяное небо»?Белое или желтоватое сияние на небе, вызванное отражением льда на нижней границе низкой облачности, называют «ледяным небом». Оно часто служит первым признаком того, что впереди находится лед.
366. Что такое паковый лед?Любой достаточно большой участок ледяного покрова, не прикрепленный к берегу, называется паковым льдом[31]. При разломе пакового льда образуются ледяные поля. Доступные для судов проходы между паковыми льдами называются разводьями.
367. Каков возраст арктических паковых льдов?В американском секторе Арктики лед движется против часовой стрелки; образовавшийся здесь лед редко покидает этот район, многократно описывая замкнутую циркуляцию. Паковый лед, образующийся у северных берегов Сибири, дрейфует на восток через весь Арктический бассейн и выходит в Северную Атлантику между Шпицбергеном и Гренландией. По расчетам советских специалистов, возраст льдов в евразийском секторе Арктики колеблется от 2 до 9 лет. Летом, когда ледяной покров тает с поверхности, его толщина уменьшается на 0,5–1 м. Когда температура воздуха становится отрицательной, на ледяные поля снизу намерзает новый лед. У кромки пака, вблизи побережья, старых льдов не бывает: здесь лед обычно полностью тает каждое лето. Паковый лед в американском секторе Арктики считается гораздо более старым, чем лед евразийского сектора: даже возраст в 10 лет здесь не в диковинку.
368. Сильно ли нарастает арктический лед за одну зиму?Толщина льдов в любом районе Арктики изменяется от года к году в зависимости от суровости зимы. Исследовательская арктическая лаборатория Инженерного корпуса армии США в г. Ганновер, штат Нью-Гемпшир, совместно с канадским министерством транспорта проводит наблюдения и собирает сведения о льдах в американском секторе Арктики. По данным 35 арктических станций, максимальная толщина льда, нарастающего за зиму, составляет около 3 м. Впрочем, лед может оказаться гораздо толще за счет торошения, происходящего под действием ветра и течений. Многолетний лед также имеет большую толщину. В советском секторе Арктики максимальная толщина льда примерно такая же.
369. Увеличивается ли максимальная толщина льда с широтой?Можно было бы ожидать, что толщина ледяного покрова увеличивается с широтой, но это не всегда так. Например, в пункте Порт-Гаррисон (Канада) 4 июня 1965 г. была отмечена максимальная толщина льда — 270 см, больше чем на любой другой из 35 канадских и американских арктических станций. Порт-Гаррисон находится на восточном побережье Гудзонова залива на 58° с. ш. и 78° з. д. В следующем году самый толстый лед в американском секторе Арктики был зафиксирован в Эврике (Северо-Западная территория): 18 июня 1966 г. толщина льда достигала здесь 255 см. Между тем Эврика расположена в точке с координатами 80° с. ш. и 86° з. д., то есть гораздо севернее Порт-Гаррисона. В 1966 г. на ст. Порт-Гаррисон была отмечена толщина льда всего 209 см.
370. Какие льды встречались на пути «Манхеттена» во время его плавания через Северо-Западный проход?Танкер «Манхеттен» вышел в конце лета 1969 г. и прибыл в залив Прюдхо-бей на Аляске 17 сентября. В это время ледяной покров в Арктике минимален, лишь в некоторых районах на открытой воде начинает образовываться тонкий слой молодого льда. Во время рейса наблюдались два типа льда: однолетний (молодой) лед толщиной до 1,8 м и поля многолетнего (старого) льда толщиной 3 м с небольшим.
371. Какую нагрузку может выдержать лед?По данным испытаний, проведенных Исследовательской арктической лабораторией Инженерного корпуса армии США в Ганновере, пресноводный лед толщиной 60 см, целость которого не нарушена, может выдержать платформу весом 18 т, а лед толщиной 90 см выдерживает 36-тонную платформу со спаренными колесами.
372. Действительно ли ледокол колет лед?Ледокол — не совсем точное название; на самом деле он не колет лед, а раздвигает его в стороны. Ледокол ломает лед лишь в тех случаях, когда ледяное поле настолько велико, что его невозможно сдвинуть с места. Тогда ледокол либо ударяет корпусом край льдины, либо наползает на нее носовой частью. При этом кроме веса самой носовой части судна играет роль по закону рычага плавучесть погруженной в воду кормы. Взломанный таким образом лед раздвигается в стороны, в районы чистой воды. Возникающее при движении ледокола трение столь велико, что ледокол может вообще остановиться. Кроме того, амортизирующее действие снежного покрова может не дать носовой части судна снова опуститься на воду. В таких случаях начинают перекачивать водяной балласт с одного борта на другой и обратно, то есть искусственно создавать бортовую качку, чтобы избавиться от снежного плена. Иногда, впрочем, и этот метод оказывается бесполезным, даже если при этом ледокол резко дает полный задний ход.
373. Как ледокол пробивает канал во льду?Для пробивки канала применяются два основных метода. Первый метод заключается в том, что ледокол, разогнавшись, наносит удар по льду под некоторым углом к основному курсу, затем дает задний ход и повторяет удар под тем же углом, но с другого борта. Так, чередуя углы атаки, ледокол пробивает канал. Другой метод состоит в том, что два ледокола работают параллельными курсами на расстоянии около трех корпусов друг от друга. Под ударами ледоколов лед между ними взламывается. При этом образуется канал большей ширины, чем в первом случае.
374. С какого времени начали использовать ледоколы в Антарктике?США впервые применили ледоколы в Антарктике в 1946 г., когда там проводилась операция «Хайджамп». В операции участвовали ледоколы «Бертон Айленд» и «Нордвинд» (первый из них принадлежал тогда ВМС, второй — Береговой охране; ныне все американские ледоколы принадлежат Береговой охране). Эти суда оказались столь полезными, что во всех экспедициях «Дипфриз» участвовали по меньшей мере по три ледокола (а чаще всего по четыре). Кроме американских ледоколов, в Антарктике работал аргентинский ледокол «Генерал Сан-Мартин» (с 1954 г.) и новый японский ледокол «Фудзи» (с 1965 г.)[32].
375. Почему «ледяной плуг» эффективнее обычного ледокола?Ледяной плуг взламывает лед снизу, поднимая его вверх, а обычный ледокол давит на него сверху вниз, что труднее, так как при этом приходится преодолевать сопротивление воды.
В последнее время канадцы используют ледяной плуг для расчистки ото льда устья р. Св. Лаврентия. Преимущество ледяного плуга еще и в том, что взломанный снизу лед выталкивается из канала на окружающие ледяные поля.
376. С какой точностью прогнозируют начало ледообразования, толщину льда и его подвижки?Точность ледовых прогнозов зависит от района, требуемой детальности и заблаговременности прогноза, а также от точности исходной метеорологической информации. Начало ледообразования прогнозируют на основании сведений о теплосодержании и солености водных масс, о течениях и ожидаемом теплообмене между морем и атмосферой. Информация о температуре, солености и течениях собирается океанологами с борта исследовательских судов ледокольного типа в то время года, когда ледяной покров минимален. По таким данным можно рассчитать ледовый потенциал акватории. Зная его и ожидаемую температуру воздуха и применяя основные законы термодинамики, можно дать прогноз ледообразования.
Долгосрочные прогнозы ледообразования на Крайнем Севере имеют точность 2–4 суток. Южнее, где окружающие условия более изменчивы, точность прогнозов снижается до 8 — 12 суток.
Характеристики паковых льдов в основных районах их распространения меняются из года в год сравнительно мало. Более заметные изменения происходят у южной кромки пака, где пролегают судоходные трассы; именно по этой причине изменения характеристик льда имеют здесь решающее значение. Поэтому, хотя в общем прогноз состояния паковых льдов достаточно точен, ледовые прогнозы в районах судоходства требуют последующей корректировки.
