29. Морские льды. Льдообразование в пресных и морских водах. Классификации ледяного покрова.

Образование льда в море, кроме наступления устойчивой морозной погоды, зависит от нескольких факторов: - поверхностной солености, обусловливающейТ замерзания морской воды; - переохлаждения воды, т.е. понижение ее Т несколько ниже температуры замерзания; - наличие в воде ядер кристаллизации. Т замерзания иТ наибольшей плотности морских вод зависят от солености. Поэтому морские воды, соленость которых менее 24.695‰ (солоноватые воды), при охлаждении вначале достигают состояния наибольшей плотности, как и пресные воды, а при дальнейшем охлаждении в отсутствии перемешивания быстро достигают температуры замерзания. Воды соленостью больше 24.695‰ (соленые воды) охлаждаются до температуры замерзания при постоянном увеличении плотности, что сопровождается непрерывным перемешиванием. Лед образуется только после длительных осенних холодов, когда вся толща воды, охваченная вертикальной циркуляцией, охладилась до температуры замерзания. Таким образом, при равных погодных условиях морские воды замерзают позже солоноватых. Началу льдообразования благоприятствует спокойное море, наличие опресненного таянием льдов или речным стоком поверхностного слоя воды, большая отдача тепла в атмосферу.

Классификация льдов Морской лед образуется из морской воды, когда ее температура понижается до температуры замерзания. Он может быть поверхностным, образовавшимся в поверхностном слое воды, и внутриводным. Характерным свойством этих льдов является наличие в них солей, попадающих с морской водой. Основная масса материкового льда попадает в Мировой океан из антарктических ледников. В меньшем количестве он встречается в Северном Ледовитом океане, откуда течениями выносится в северную часть Атлантического океана.

По динамике выделяются подвижные (дрейфующие) льды, меняющие свое положение на акватории под действием ветра и течений, и неподвижные льды. К неподвижным льдам относят припай и стамухи. Припай - это морской лед, прикрепленный к берегу или отмели и испытывающий лишь вертикальные колебания при изменениях уровня. Ширина и длина припая может достигать десятки километров. Припай может взламываться и переходить в дрейфующий лед. Стамуха - это сидящее на мели ледяное нагромождение.

По возрасту морской лед подразделяется на:

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.

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.

В пресных водах замерзание воды происходит при температуре около 0с.

Важнейшие свойства морского льда — пористость и солёность, определяющие его плотность (от 0,85 до 0,94 г/см³). Из-за малой плотности льда льдины возвышаются над поверхностью воды на 1/7 — 1/10 их толщины. Таяние морского льда начинается при температуре выше −2,3 °C. По сравнению с пресноводным он труднее поддаётся раздроблению на части и более эластичен.

Средняя удельная теплопроводность морского льда примерно в 5 раз выше, чем у воды, и в 8 раз выше, чем у снега, и составляет около 2,1 Вт/м·градус, но к нижней и верхней поверхностям льда может уменьшаться из-за увеличения солёности и роста количества пор.

Теплоёмкость морского льда приближается к теплоёмкости пресного льда с понижением температуры льда, когда солевой рассол вымерзает.

С ростом солёности, а следовательно, увеличением массы рассола, теплоёмкость морского льда всё больше зависит от теплоты фазовых преобразований, то есть изменений температуры. Эффективная теплоёмкость льда увеличивается с повышением его солёности и температуры.

Теплота плавления (и кристаллизации) морского льда колеблется от 150 до 397 кДж/кг в зависимости от температуры и солёности (с повышением температуры или солёности теплота плавления понижается).