Морские льды

реферат

2. Определение и сущность явления

Согласно определению, данному в номенклатуре по морскому льду всемирной метеорологической организации, морской лед - любая форма льда, встречающегося в море и образовавшегося в результате замерзания морской воды. Нужно отметить, что не весь лед, встречающийся в море, можно считать «морским». В целом, льды, встречающиеся в море, еще со времен М.В.Ломоносова (1761) разделяют по происхождению на морские, речные и материковые (глетчерные) (Зубов,1938). В данной работе рассмотрены лишь терминологически «морские» льды.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Морской лед представляет собой смесь воды и соли, находящуюся в различных агрегатных состояниях: в твердом - непосредственно кристаллы как льда, так и соли, в жидком - рассол, также газообразном - пузырьки воздуха. Именно наличие солей определяет большую часть свойств и особенностей морских льдов. В частности - процесс его образования. Объясняется это тем, что наличие солей в морской воде, из которой и образуется лед, прямым образом влияют на температуры ее наибольшей плотности и замерзания. Эта зависимость показана на рисунке 1.

Рассмотрим, как проходит процесс замерзания воды для соленых вод (соленостью более 24,7 промилле): для таких вод температура замерзания выше температуры наибольшей плотности. В связи с этим охлаждение поверхностного слоя воды будет вызывать его погружение, т.е. активизацию конвекции, вплоть до достижения всего слоя воды, затронутого конвекцией температуры замерзания. В связи с этим и замерзает морской лед не с поверхности, а на всей глубине этого слоя. Что касается солоноватых вод, когда в них образуются ледяные кристаллы, резко увеличивается соленость незамерзшей воды, поэтому вскоре после начала ледообразования, солоноватые воды переходят в категорию соленых.

Таким образом, ледяные кристаллы, образовавшиеся в зоне конвекции, в связи с их меньшей плотностью всплывают вверх. Когда их объем становится достаточно велик, отдельные кристаллы начинают смерзаться, из-за чего вода, заполнявшая промежутки между ними, остается внутри льда (Бурке, 1940). Это обуславливает некоторые другие особенности льда, например, его соленость.

Соленостью морского льда называется соленость воды, образовавшейся после таяния этого льда. Она в значительной степени зависит от скорости ледообразования (сколько рассола успеет вытечь за это время), от «возраста» льда, т.к рассол может перемещаться в ледяной массе, и, конечно, от солености самой морской воды. Из этого можно вывести важное следствие - соленость морского льда всегда меньше воды, из которой он был образован (Деев,2002).

Как было сказано выше, лед представляет из себя систему веществ (воды и солей), находящихся в различных агрегатных состояниях. Их соотношение определяет еще одно свойство льда, называемое пористостью. Пористость (по Дееву) - соотношение суммарного объема газовых пузырьков, находящихся во льду к общему объему этого льда. Пузырьки могут появиться в ледяной массе различными способами: в результате выделения растворенных газов из воды в процессе ледообразования, в результате выделения газов из органических отложений или же в процессе жизнедеятельности живых организмов, а также в результате замещения с течением времени воздухом рассола, вытекающего из морского льда (Зубов, 1938). Пористость в свою очередь влияет на плотность льда, которая изменяется от 0,560 г/см3 у тонкого летнего льда до 0,930 г/см3 у зимнего многолетнего льда. Помимо пористости, на плотность морского льда влияют также соотношение кристаллов льда и рассола, в свою очередь находящиеся в связи с соленостью, а значит и с условиями льдообразованиями и соленостью самой морской воды.

Еще одной важной характеристикой морских льдов является их температура. Во-первых, температура льда не может опуститься ниже температуры замерзания воды. Однако нахождение морского льда на границе теплой воды и холодного воздуха определяет такую его особенность, как вертикальный градиент температур. Так, температура нижнего, прилегающего к воде слоя льда почти не меняет своего значения и равна температуре замерзания. Температура поверхности льда всегда равна температуре воздуха (при отсутствии снежного покрова) и колеблется гораздо чаще, чем температура на нижней поверхности толщи. Это создает условия вертикальной миграции рассола в направлении температурного градиента, который в зимнее время направлен вертикально вниз. Помимо этого, морской лед играет роль изолятора, предохраняющего море от чрезмерных потерь тепла.

Делись добром ;)