- •Министерство науки и образования Украины
- •Cодержание
- •Введение
- •1. Предмет и задачи океанологии
- •2. Основные океанологические организации
- •2.1. Международные организации
- •2.2. Важнейшие национальные научные учреждения
- •3. История исследования Мирового океана
- •4. Географическая характеристика Мирового океана
- •4.1. Морфометрические характеристики и деление Мирового океана
- •Распределение суши и воды на поверхности земного шара
- •4.2. Мировой океан как единый природный объект
- •4.3. Географическая характеристика Мирового океана
- •Основные морфометрические характеристики океанов
- •4.4. Строение океанической коры и основные элементы рельефа дна
- •Желоба Мирового океана с глубинами более 9000 м
- •5. Строение и химический состав морской воды
- •5.1. Молекулярное строение воды и ее аномалии
- •5.2. Химический состав морской воды
- •Состав природных вод (% по массе)
- •5.3. Соленость морской воды
- •5.4. Растворенные газы
- •Наиболее опасные тяжелые металлы
- •6. Основные физические характеристики морской воды
- •6.1. Плотность, удельный вес и удельный объем. Уравнение состояния морской воды
- •1) Условная плотность морской воды:
- •3) Стандартный условный удельный вес при температуре 00с:
- •6.2. Давление и сжимаемость морской воды
- •6.3. Термические свойства морской воды
- •6.4. Диффузия и осмос
- •7. Турбулентное перемешивание в океане
- •7.1. Типы турбулентного перемешивания
- •7.2. Вязкость (или сила внутреннего трения)
- •7.3. Морская турбулентность
- •7.4.Элементы статистической теории турбулентности
- •7.5. Турбулентный обмен в океане
- •7.6. Устойчивость слоев в море
- •7.7. Конвективное перемешивание
- •8. Оптические свойства морской воды
- •8.1. Световое излучение
- •8.2. Радиационный баланс Земли и освещенность поверхности моря
- •8.3. Поглощение и рассеяние света в море
- •Показатели поглощения χλ волн видимой части солнечного спектра
- •8.4. Прозрачность и цвет воды
- •8.4.Биолюминесценция и цветение моря
- •9. Акустические свойства морской воды
- •9.1. Скорость распространения звука
- •9.2. Поглощение и рассеяние звука в море. Реверберация
- •9.3. Рефракция звуковых лучей. Подводный звуковой канал
- •9.4. Биогидроакустика
- •10. Взаимодействие океана и атмосферы
- •10.1. Взаимосвязь процессов в океане и атмосфере
- •10.2. Изменчивость процессов в океане
- •10.3. Теплообмен в системе океан-атмосфера
- •10.3.1. Составляющие теплового баланса океана
- •10.4. Влагообмен в системе океан-атмосфера
- •10.5. Явления Эль Ниньо и Ла Нинья
- •10.6. Глобальное потепление: реальность и прогноз
- •11. Распределение температуры и солености в Мировом океане
- •11.1. Распределение температуры
- •Температура и соленость на поверхности океанов
- •11.2. Распределение солености
- •12. Термохалинный анализ вод океана
- •12.2. Смешение двух и трех водных масс
- •12.3. Смешение четырех водных масс
- •12.4. Аналитическая геометрия т,s- кривых
- •12.5. Статистический т,s- анализ
- •13. Водные массы Мирового океана
- •14. Фронтальные зоны и фронты в Мировом океане
- •15. Физико-географическое районирование Мирового океана
- •16. Морские льды
- •16.1. Классификация льдов
- •1. Начальные виды льда.
- •16.2. Соленость льда
- •16.3. Физические свойства льда
- •16.4. Механические свойства льда
- •16.5. Дрейф льдов
- •16.6. Распространение льдов в Мировом океане
- •17. Биологическая структура океана
- •17.1. Биологические зоны и провинции в океане
- •17.2. Морские гидробионты
- •17.3. Морская экосистема
- •17.4. Морской промысел
- •18. Природные ресурсы Мирового океана
- •Полезные ссылки
- •Английская система мер
- •Меры длины
- •Меры площади
- •Меры веса
- •Меры объёма
1. Начальные виды льда.
Ледяные иглы - отдельные кристаллы, взвешенные в поверхностном слое воды.
Ледяное сало - концентрация ледяных игл, образующих сплошной слой или пятна серовато-свинцового цвета.
Снежура - кашеобразная масса, образующаяся при выпадении снега на замерзающую воду.
Шуга - скопления ледяного сала, снежуры или всплывшего внутриводного льда, образующиеся при ветре и волнении.
При слабом волнении из ледяного сала, снежуры и шуги образуется блинчатый лед – пластины льда округлой формы от 30 см до 3 м в диаметре с приподнятыми краями , толщиной 10-15 см.
2. Нилас - тонкий, эластичный лед толщиной до 10 см, изгибающийся на волне. Нилас разделяют на темный, имеющий толщину до 5 см, и светлый - более толстый и имеющий большую отражательную способность. В заливах и бухтах образуется склянка – хрупкая, блестящая корка льда, легко ломающаяся под дествием ветра и волнения.
3. Молодой лед. Подразделяется на серый лед, имеющий толщину 10-15 см, и серо-белый лед толщиной от 15 до 30 см. Молодой лед под действием ветра ломается, образуя нагромождения - торосы.
4. Однолетний лед - морской лед, просуществовавший не более одной зимы. Его поверхность покрыта снегом, который на ровных местах располагается сравнительно ровным слоем, а около торосов образует сугробы. Тем не менее торосы остаются хорошо заметными. Летом в понижениях льда скапливается талая вода, образуя озерки - снежницы.
5. Старый лед - морской лед не успевший растаять в течение одного лета. Подразделяется на остаточный однолетний, двухлетний и многолетний лед. К началу нового периода нарастания в зависимости от климатических условий толщина однолетнего льда колеблется от 0.5 до 1.5 м и более. Толщина двухлетних и многолетних льдов превышает 2 м, достигая в центральных районах Северного Ледовитого океана 3.5-4.0 м.
В морфологическом отношении дрейфующий лед подразделяется на ледяные поля - плоские льдины размером более 20 м в поперечнике, и битый лед - совокупность льдин размером менее 20 м. Среди ледяных полей выделяются собственно ледяные поля размером более 500 м в поперечнике, их обломки размером от 100 до 500 м в сечении и крупнобитый лед, а битые льды делятся на мелкобитый лед и тертый, размеры льдин которого менее 2 м.
Важной характеристикой распределения льда по акватории является его сплоченность. Она определяется отношением общей площади льдин в области, где они распределены более или менее равномерно, к площади рассматриваемой области. Это отношение берется в долях единицы, которые называются баллами сплоченности, и меняется от 0 при отсутствии льда до 10 для сплошного ледяного покрова.
16.2. Соленость льда
Под соленостью морского льда понимается соленость воды (в г/кг), полученной при плавлении льда.
Морской лед, в отличие от морской воды, имеет принципиально иную соленость, что объясняется спецификой образования морского льда. Как известно, температура замерзания воды понижается по мере увеличения солености. В диапазоне солености от 30 до 35‰ точка замерзания меняется от -1.6оС до –1.9оС.
Механизм образования морского льда можно представить как замерзание пресной воды с вытеснением солей в ячейки морской воды внутри толщи льда. Когда температура достигает точки замерзания, образуются ледяные кристаллы, которые “окружают” незамерзшую воду. Незамерзшая вода обогащается солями, вытесненными кристаллами льда, что приводит к дальнейшему понижению точки замерзания воды в этих ячейках. Если кристаллы льда не полностью окружат обогащенную солями незамерзшую воду, она будет опускаться и смешиваться с нижележащей морской водой. Если процесс замерзания растянут во времени, то почти весь обогащенный солями рассол уйдет из льда и его соленость окажется близкой к нулю. При быстром замерзании большая часть рассола захватится льдом и его соленость будет почти такой же, как и соленость окружающей воды.
Таким образом, морской лед (особенно вновь образованный) представляет собой конгломерат кристаллов чистого пресного льда и включений рассола (соленостью более 50‰), заполняющего полости и капилляры.
Соленость морского льда примерно в 4 раза меньше солености воды, из которой он образовался. В большинстве случаев она находится в диапазоне от 2 до 20‰ со средними значениями 3-8‰.
Соленость морского льда зависит от следующих факторов:
1) От солености воды, из которой образовался лед: чем больше соленость воды, тем большую соленость будет иметь лед, образованный из этой воды;
2) От скорости льдообразования. При быстром льдообразовании меньшее количество рассола успевает стечь в море, и поэтому лед будет иметь большую соленость. Лед, образующийся при более низких температурах, будет иметь большую соленость;
3) От интенсивности перемешивания. Лед, образовавшийся при интенсивном перемешивании (волнение, сильные течения и др.), обладает большей соленостью, чем лед, образовавшийся при спокойном море;
4) От возраста льда. Чем старше лед, тем меньше его соленость, так как с течением времени количество рассола во льду уменьшается и лед становится менее соленым. Многолетние льды имеют соленость от 1 до 0.01‰, т. е. практически могут считаться пресными.
Таким образом, соленость морского льда обусловлена количеством рассола во льду. Его количество уменьшается при понижении температуры льда, так как находящиеся в рассоле соли имеют различную температуру кристаллизации и последовательно выкристаллизовываются. Первыми при температуре –20С из рассола выпадают карбонаты, затем при температуре около –80С сульфаты, при температуре –230С начинают интенсивно выпадать хлориды, на долю которых приходится более 90% всех солей.
Продолжающееся понижение температуры ведет к дальнейшей выкристаллизации солей, которое в основном заканчивается при температуре –430С с выпадением из рассола хлористого магния. Однако кристаллизация отдельных солей (хлористого кальция) продолжается до –550С. После этого рассола во льду почти нет, а лед представляет собой смесь кристаллов льда и солей - криогидрат. При этом на поверхности льда при наличии на нем рассола образуются небольшие (3-4 см) белоснежные кустики, называемые ледяными цветами.