Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ
Обледенение вызывают три фактора: дождь, арктическое морозное парение и брызги морской воды, при условии что температура воздуха ниже точки замерзания. Капли воды, попадающие на палубу и надстройки судна, должны иметь температуру, близкую к нулю, или быть переохлажденными. В этом случае вода сразу превращается в лед, который покрывает судно сплошной ледяной коркой. Нарастание льда идет обычно не очень быстро. Арктическое морозное парение состоит из переохлажденных капель воды, часть которых замерзает при попадании на судно, а другие замерзают несколько позже. Самое сильное обледенение происходит вследствие забрызгивания движущегося судна при ветре силой более 5 баллов; при этом температура воздуха должна быть ниже точки замерзания (минус 1,9 °C), а температура воды близка к точке замерзания.
418. Может ли обледеневшее судно перевернуться?При обледенении судна на eгo надстройках может нарасти большая масса льда. Особенно опасно обледенение для малых судов типа траулеров. Добавочный вес уменьшает высоту надводного борта, что влияет на остойчивость судна. Опаснее всего, когда лед нарастает на высоких мачтах, такелаже и надстройках, так как при этом создается большой опрокидывающий момент и остойчивость судна снижается. Обледенение может быть настолько интенсивным, что надводная часть судна оказывается тяжелее подводной и оно переворачивается. Обледенение резко увеличивает парусность надстроек, рангоута и такелажа, что затрудняет управление судном в штормовых условиях. Случаи гибели траулеров вследствие обледенения широко известны и подтверждаются документами. При расследовании обстоятельств гибели в 1956 г. траулеров «Лоретта» (559 т) и «Родериго» (810 т) выяснилось, что нарастание льда на этих судах за сутки составило 50 т, то есть около 10% их водоизмещения. Серьезная опасность обледенения существует не только в Северной Атлантике. Согласно японским источникам, на одном судне водоизмещением 500 т в течение суток наросло 60 т льда.
419. Что такое бриз?Бриз — это ветер, дующий днем с моря на сушу (морской бриз), а ночью — с суши на море (береговой бриз).
420. Если Мировой океан оказывает смягчающее воздействие на климат, то почему многие климатические «рекорды» принадлежат островам и побережьям?Вот некоторые из наиболее интересных климатических «рекордов», зафиксированных на островных и береговых метеостанциях.
— Самое большое в мире среднее годовое количество осадков (11680 мм) наблюдалось на горе Вайалеале на о. Кауаи в группе Гавайских о-вов.
— Некоторые из наиболее интенсивных ливней отмечены на о. Реюньон, расположенном в Индийском океане; 28–29 февраля 1964 г. здесь наблюдался самый интенсивный в мире 12-часовой ливень (1350 мм), 15–16 марта 1952 г. — самый интенсивный 24-часовой ливень (1880 мм). и 13–18 марта 1952 г. — самый сильный пятидневный ливень (3860 мм).
— Баия-Феликс на побережье Чили считается одним из самых дождливых мест на Земле, в течение года здесь отмечается 325 дней с дождем.
— В северной части этой же страны находятся наиболее засушливые места в мире — Арика и Икика: в Арике самая низкая в мире среднегодовая норма осадков (0,8 мм), а в Икике не было дождей 14 лет подряд.
Для островов и побережий характерна высокая повторяемость туманов. Рекорд США по туманам держит мыс Дизапойнтмент («Разочарование») в штате Вашингтон: в среднем 2552 часа с туманом в году. Есть сведения, что в Виллапе (тот же штат Вашингтон) наблюдалось в году 7613 часов с туманом.
Перечисленные выше экстремальные климатические характеристики объясняются особенностями взаимодействия океана, атмосферы и топографии суши. Максимальные и минимальные количества осадков определяются главным образом горным рельефом островов и побережий. Обильные осадки обычно наблюдаются на наветренных склонах гор, а на подветренных склонах господствуют засушливые условия. Туманы возникают при охлаждении теплого влажного воздуха, но в некоторых местах их частая повторяемость является следствием местных географических особенностей.
421. Какая часть солнечной энергии поглощается водной оболочкой Земли?В различных районах океана солнечная энергия поглощается и отражается по-разному. В среднем отражательная способность гидросферы составляет 35%. Наиболее велико поглощение солнечной радиации в тропиках (90%), соответственно отражение там минимально (10%), так как небо в тропиках обычно безоблачно. В противоположность тропикам Арктика является районом высокой отражательной способности и низкого поглощения, так как там почти круглый год сохраняется ледяной покров и велика повторяемость облачности. В полярных районах от подстилающей поверхности отражается более 60% (может быть, даже 80%) приходящей солнечной радиации.
Химия океана
В кубическом километре морской воды содержится около 40 млн. т растворенных твердых веществ.
423. Что такое закон относительной пропорциональности?Этот закон был открыт в 1884 г. В. Диттмаром (поэтому иногда его называют правилом Диттмара.). Проанализировав 77 проб морской воды, собранных во время кругосветного плавания «Челленджера», Диттмар пришел к выводу, что несмотря на изменчивость общего содержания солей в различных точках океана соотношение между основными компонентами остается неизменным. Такое постоянство позволяет для определения солености морской воды измерять лишь одну основную компоненту раствора, а остальные рассчитывать.
424. Почему химический состав морской воды столь однороден?Все океаны соединены между собой, и воды их непрерывно перемешиваются. Даже если придонные водные массы в глубоководных районах океана возвращаются на поверхность раз в 2000 лет, то такой круговорот совершился более миллиона раз, ибо океаны существуют уже около 3 млрд. лет.
425. В постоянных ли пропорциях содержатся в морской воде микро элементы?Нет, относительное содержание таких элементов (алюминий, медь, олово, висмут и др.) не пропорционально общему солесодержанию. Нет связи и между соленостью и растворенными в воде газами — кислородом, углекислым газом и азотом.
426. Сколько химических элементов содержится в морской воде?В морской воде обнаружено по меньшей мере 72 из 92 встречающихся в естественных условиях химических элементов. Большая их часть содержится в воде в чрезвычайно малых концентрациях. Вероятнее всего, в морской воде присутствуют все элементы, встречающиеся на Земле в природных условиях.
427. Какие химические элементы содержатся в морской воде в наибольших количествах?Вот главные элементы, расположенные в порядке убывания их содержания в морской воде: хлор, натрий, магний, сера, кальций, калий, бром, углерод, стронций, бор.
428. Как приготовить искусственную морскую воду?Для этого пользуются разными формулами, однако в любом искусственном составе должны содержаться следующие соли: хлористый натрий (NaCl), хлористый магний (MgCI2), сернокислый магний (MgSO4) и хлористый кальций (СаС12). Лаймен и Флеминг вместо сернокислого магния (MgSO4) используют сернокислый натрий (Na2SO4). Приблизительное весовое содержание (в г/кг) основных составных частей таково:
429. Как различные химические элементы попали в морскую воду?Некоторые элементы (калий, натрий, кальций и магний) представляют собой продукт выветривания горных пород. Другие элементы (хлориды, бромиды и бикарбонаты) могли попасть в воду вместе с вулканическими газами.
430. Почему в морской воде мало силикатов?Ежегодно реки выносят в море около 400 млн. т силикатов, и тем не менее в морской воде их растворено очень мало. Это можно частично объяснить тем, что силикаты реагируют с бикарбонатами, образуя глину, осаждающуюся на дно. Возможно, однако, что большую часть силикатов потребляют в верхнем слое океана диатомовые водоросли.
431. Какие газы растворены в морской воде?В воде содержатся все атмосферные газы, хотя и в иных пропорциях, чем в воздухе. Больше всего растворено азота, который, впрочем, в силу своей инертной природы не участвует в биологических процессах. В значительных количествах в воде содержатся кислород и углекислый газ. Аргон, гелий и неон присутствуют в весьма малых концентрациях. В тех районах Мирового океана, где отсутствует кислород, в воде образуется сероводород. В атмосфере этот газ в нормальных условиях отсутствует.
432. Как растворяется в воде угарный газ?Этот ядовитый газ выделяется некоторыми морскими растениями и животными. Эверетт Дуглас из Скриппсовского океанографического института установил, что окись углерода растворяется в морской воде хуже, чем кислород, но лучше, чем водород или азот.
