4. Плотность, пористость, плавучесть. Плавучие льды

Плавучие льды не связаны с берегом и дрейфуют под влиянием ветра и течения. К ним относятся начальные стадии льда (сало, снежура, шуга, блинчатый лед), более поздние его формы (нилас, молодик, однолетний, двухлетний и многолетний лед), лед в виде полей, их обломков или отдельных льдин, а также айсберги, их обломки и ледяные острова.

В зависимости от размеров льдин плавучие льды подразделяются на следующие формы:

• ледяные поля - это наиболее крупные по площади образования дрейфующего льда, которые по размерам делятся на гигантские (свыше 10 км в поперечнике), обширные (2-10 км), большие (0,5-2 км) и обломки полей - льдины размером 100- 500 м;

• крупнобитый лед - льдины размером 20-100 м;

• мелкобитый лед - льдины размером 2-20 м;

• тертый лед - льдины размером 0,5-2 м;

• сморозь - смерзшиеся в ледяном поле куски льда различного возраста;

• торосы -отдельные нагромождения обломков льдин (бугры) на ледяном покрове, образующиеся вследствие сильного столкновения или сжатия льдов;

• несяк - большой торос или группа торосов, смерзшихся вместе, представляющих собой отдельную льдину со сравнительно малыми горизонтальными и большими вертикальными размерами; осадка до 20-25 м и высота над уровнем моря до 5 м

Плотность

Плотность морской воды, в отличие от пресной, зависит от температуры, солености и давления, т.е. ρ = f (T,S,P)

Эта формула в общем виде выражает уравнение состояния морской воды. Связь между плотностью воды и определяющими ее параметрами нелинейна, и простой теоретической формулы для нее еще не получено. Поэтому предложены

Морской лёд является сложным физическим телом, состоящим из кристаллов пресного льда, рассола, пузырьков воздуха и различных примесей. Соотношение составляющих зависит от условий льдообразования и последующих ледовых процессов, и влияет на среднюю плотность льда. Так, наличие пузырьков воздуха (пористость[3]) значительно уменьшает плотность льда. Солёность льда оказывает на плотность меньшее воздействие, чем пористость. При солёности льда 2 промилле и нулевой пористости плотность льда составляет 922 килограмма на кубический метр, а при пористости 6 процентов понижается до 867. В то же время при нулевой пористости увеличение солёности с 2 до 6 промилле приводит к увеличению плотности льда только с 922 до 928 килограммов на кубический метр[4].

Пористость

Солёность и пористость морского льда определяют его плотность, которая меняется в пределах от 0,85 до 0,93—0,94 г/см³.Вследствие своей малой плотности льдины возвышаются над поверхностью воды на ¹/₇—¹/₁₀ своей толщины. Прочность морского льда меньше прочности пресноводного льда, она увеличивается с уменьшением солёности и пористости и с понижением температуры льда. В отличие от пресноводного льда, морской лед начинает таять с момента любого повышения его температуры при значениях выше — 23 °С

5. Начальные формы льда. — ледяные иглы — небольшие кристаллы льда;  — ледяное сало — смерзающееся скопление ле­дяных игл, плавающее на поверхности моря;  — снежура — кашеобразная масса, образующаяся при сильном снегопаде на охлажденную воду;  — шуга — рыхлые белесоватые комки льда, образую­щиеся при смерзании ледяного сала или снежуры.  Молодые (ниласовые) льды:  — блинчатый лед — круглые ледяные образова­ния диаметром до 3—4 м, толщиной в несколько санти­метров;  — нилас — тонкий (до 10 см) эластичный сплош­ной лед, изгибающийся на волне и разламывающийся ветром;  — серый лед, или молодик, толщиной от 10 до 30 см;  — белый лед, толщиной от 30 до 70 см, в неарк­тических морях является предельной возрастной стадией.  Арктические льды поздних стадий:  — однолетний лед — к концу весны достигает толщины 1,5 м, в период летнего таяния обычно пол­ностью не исчезает;  — двухлетний лед — достигает толщины 2 м;  — многолетний (паковый) лед толщиной от 2,5 м и более, поверхность обычно холмистая.  По динамическому признаку (подвижности) различа­ют неподвижные и дрейфующие льды. Льды возрастных стадий могут находиться в том и другом состоянии, кро­ме льдов начальных стадий, которые встречаются лишь в состоянии дрейфа.  К числу неподвижных льдов относятся:  — припай — обширный ледяной покров, связанный с берегом, от которого может простираться на десятки и сотни миль;  — стамуха — сидящее на мелководье торосистое скопление льда. 

6. Формиронание ледяного покрова. Формирование ледяного покрова начинается с заберегов, кромки которых, постепенно наращиваясь, в некоторых местах смыкаются в ледяные перемычки. Чаще всего первые ледяные перемычки появляются на крутых поворотах реки и на местах деления русла островами и середками. Шуга, поступающая с открытых участков реки, дойдя до перемычки, создает зажор, выше которого наблюдается значительный подъем уровня воды. При этом в зоне подпора скорость течения воды уменьшается. При достаточно низких температурах воздуха прочно смерзшиеся шаговые льдины, достигнув зажора, останавливаются и довольно быстро образуют неподвижный ледяной покров. В этом случае прохождение кромки ледяного покрова, который формируется как зажор, распространяющийся вверх по течению, не вызывает очень больших подъемов уровней. Если же после образования ледяной перемычки или при движении кромки ледяного покрова вверх по течению наступает потепление погоды, то шуга, поступающая сверху, оказывается довольно рыхлой и, останавливаясь у кромки ледяного покрова, долго не смерзается. В этой зоне происходят частые передвижки шаговых скоплений, во время которых шуга уплотняется, стеснение русла постепенно возрастает. Зажор развивается как в глубину, забивая иногда сечение реки до дна, так и в длину, охватывая участок реки длиной до нескольких километров. В таких случаях вода выходит из берегов, увлекая с собой массы льда. По плоскому рельефу надпойменной террасы вода разливается на значительные площади, но глубина воды на затопленной территории бывает небольшой, так как шаговые зажоры образуются при низких расходах воды. С наступлением морозов поверхность зажора смерзается, кромка ледяного покрова начинает быстро двигаться вверх по течению, подледная шуга на месте зажора рассасывается, уровни воды в реке падают.