Около −1,8 °C.
Оценка количества (густоты) морского льда даётся в баллах - от 0 (чистая вода) до 10 (сплошной лёд).
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 .
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 ) 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 .
Нилас (на переднем плане) в Арктике
Оттенки цвета морского льда в больших массивах варьируют от белого до коричневого.
Белый лёд образуется из снега и имеет много пузырьков воздуха или ячеек с рассолом.
Молодой морской лёд зернистой структуры со значительным количеством воздуха и рассола часто имеет зелёный цвет.
Многолетние торосистые льды, из которых выдавлены примеси, и молодые льды, которые замерзали в спокойных условиях, часто имеют голубой или синий цвет. Голубым также бывает глетчерный лёд и айсберги . В голубом льду чётко видна игольчатая структура кристаллов .
Коричневый или желтоватый лёд имеет речной или прибрежный генезис, в нём имеются примеси глины или гуминовых кислот .
Начальные виды льда (ледяное сало, шуга) имеют тёмно-серый цвет, иногда со стальным оттенком. С увеличением толщины льда его цвет становится светлее, постепенно переходя в белый. При таянии тонкие льдинки снова становятся серыми.
В случае, если лёд содержит большое количество минеральных или органических примесей (планктон , эоловые взвеси, бактерии), его цвет может меняться на красный, розовый, жёлтый , вплоть до чёрного .
В связи со свойством льда задерживать длинноволновую радиацию, он способен создавать парниковый эффект, что приводит к нагреванию находящейся под ним воды.
Под механическими свойствами льда понимают его способность противостоять деформациям .
Типичные виды деформации льда: растяжение, сжатие , сдвиг , изгиб . Выделяют три стадии деформации льда: упругая , упруго-пластическая , стадия разрушения. Учёт механических свойств льда важен при определении оптимального курса ледоколов , а также при размещении на льдинах грузов, полярных станций , при расчёте прочности корпуса судна .
При образовании морского льда между целиком пресными кристаллами льда оказываются мелкие капли солёной воды, которые постепенно стекают вниз. Температура замерзания и температура наибольшей плотности морской воды зависит от её солёности. Морская вода, солёность которой ниже 24,695 промилле (так называемая солоноватая вода), при охлаждении сначала достигает наибольшей плотности , как и пресная вода , а при дальнейшем охлаждении и отсутствии перемешивания быстро достигает температуры замерзания . Если солёность воды выше 24,695 промилле (солёная вода), она охлаждается до температуры замерзания при постоянном увеличении плотности с непрерывным перемешиванием (обменом между верхними холодными и нижними более тёплыми слоями воды), что не создаёт условий для быстрого выхолаживания и замерзания воды, то есть при одинаковых погодных условиях солёная океаническая вода замерзает позже солоноватой.
Морской лёд по своему местоположению и подвижности разделяется на три типа:
Прогноз изменения толщины ледового покрова к 2050 году
По стадиям развития льда выделяют несколько так называемых начальных видов льда (в порядке времени образования):
Дальнейшие по времени образования виды льда - ниласовые льды :
Дальнейшей стадией развития льдообразования являются молодые льды , которые подразделяются на серый (толщина 10-15 см) и серо-белый (толщиной 15-30 см) лёд.
Морской лёд, развивающийся из молодого льда и имеющий возраст не более одного зимнего периода, называется однолетним льдом . Этот однолетний лёд может быть:
Если морской лёд подвергался таянию хотя бы в течение одного года, он относится к старым льдам . Старые льды подразделяются на:
Исследование морского льда на Северном полюсе
Толщина многолетних льдов в Северном Ледовитом океане в некоторых районах достигает 4 м.
В антарктических водах в основном находится однолетний лёд толщиной до 1,5 м, который исчезает в летнее время.
Особенности судовождения в ледовых условиях зависят от района плавания и присущего ему ледового режима, который в свою очередь зависит от многих факторов: географического положения района, характера течений, солености и температуры воды, ветров, приливо-отливных явлений, наличия рек, впадающих в моря в данном районе.
Сведения о ледовых режимах даются в гидрометеорологических очерках лоции, состоящих из характеристик метеорологической, гидрологической и ледового режима.
Иллюстративным материалом к таким очеркам служат атласы физикогеографических данных, карты льдов и гидрометеорологические карты, специальные приложения к лоциям.
Располагая указанными пособиями, а также данными ледового патруля, метеорологических станций, авиаразведок и прочими источниками, судоводитель может получить в большинстве случаев достаточно точное представление о распределении льдов, о навигационной характеристике предстоящего пути. Данные о распределении льдов с указанием их кромок и разновидностей рекомендуется наносить на бланковые карты или на кальки, снятые с навигационных карт.
Асимметричный ледокол
Во время перехода судна большую роль играет получение дополнительных сведений и коррективов от радиостанций, несущих специальную службу, а также от ледоколов и отдельных судов, находящихся в том же районе. Кроме того, необходимо иметь сведения о синоптической обстановке на время перехода и ледовые прогнозы.
Для правильной оценки получаемых сведений о льдах необходимо знать их классификацию, а по возможности и навигационную характеристику, определяющую степень проходимости льдов.
Плавание во льдах обусловливает повышенные требования к экипажам судов, и к судоводителям, и к матросам. Управление судном во льдах предъявляет ряд специфических требований к матросам, стоящим на руле. Помимо выполнения команд вахтенного помощника, рулевой матрос должен уметь самостоятельно ориентироваться при движении среди льда.
Морской плавучий лед не связан с берегом или дном и находится в постоянном движении (дрейфует) под воздействием ветра и течения. Плавучий лед является преобладающей категорией льда в морях и океанах. Образуются плавучие льды в море самостоятельно или в результате разлома припая (берегового льда).
Различаются плавучие льды по форме, размерам, возрасту, сплоченности и другим признакам.
По возрасту различают:
По форме лед подразделяют на:
По строению льда и состоянию его поверхности различают:
По размерам плавучие льды делятся на следующие виды:
Границы среднего распространения льда — среднее положение кромки льда для заданного месяца или сезона, выведенное из многолетних наблюдений.
Редкий лед — различного вида плавучий лед, преимущественно битый, равномерно распределенный и занимающий до 30% видимой поверхности моря (сплоченность 1 — 3 балла).
Разреженный лед — различного вида битый дрейфующий лед, занимающий более половины видимой поверхности (сплоченность 4 — 6 баллов). Разрежение льда вызвано двумя причинами:
Сплоченный лед — скопление плавучих льдов, покрывающих около 80% видимой поверхности (сплоченность 7 — 9 баллов).
Сплошной лед — сплошная масса, покрывающая все видимое пространство моря (сплоченность 10 баллов).
Атомоход Россия, движущийся во льдах Лед может быть легким, тяжелым и деформированным.
Легкий лед толщиной до 60 см свободно преодолим ледоколами, а при благоприятных условиях — судами с усиленным подкреплением корпуса.
Тяжелый лед толщиной более 60 см с торосами возрастом больше одного года с трудом преодолевают только мощные ледоколы.
Деформированный лед , наслоенный с глубиной наслоений до 20 м. Это лед торосистый и может быть непроходим даже для самых мощных ледоколов.
Торошение — вид формирования ледовых препятствий, когда разломы, столкновения и сжатия льда образуют торосы.
Торосы — нагромождение льдин, обычно смерзшихся; могут располагаться отдельными образованиями и группами, чаще грядами.
По месту нахождения торосы могут быть береговыми и морскими. Они образуются от взлома, раздробления и надвигания льдов.
В шуге суда двигаются легко, а плотный эластичный покров снежуры затрудняет движение, так как он не колется форштевнем, а только сжимается; тонкий лед или корку суда проходят с некоторыми затруднениями.
Сжатие льда — уплотнение под влиянием ветров и течений. Сжатие льда наблюдается и во время смены приливоотливных течений независимо от ветров. Ветры могут только усилить или ослабить, задержать или ускорить приливо-отливные сжатия. Это явление составляет самое большое затруднение для плавания.
Сплоченность плавающего льда определяется по десятибалльной шкале:
| Шкала сплоченности дрейфующего льда | ||
|---|---|---|
| Баллы | Размер площади | Характеристика |
| 0 | Льда нет | Чистая вода |
| 1 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 9 раз меньше площади проме-жутков воды между ними | Редкий лед |
| 2 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 4 раза меньше площади проме-жутков воды между ними | Редкий лед |
| 3 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 2 — 2,5 раза меньше площади промежутков воды между ними | Редкий лед |
| 4 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 1,5 раза меньше площади про-межутков воды между ними | Разреженный лед |
| 5 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, равна площади промежутков воды между ними | Разреженный лед |
| 6 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 1,5 раза больше площади про-межутков воды между ними | Разреженный лед |
| 7 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 2 — 2,5 раза больше площади промежутков воды между ними | Сплоченный лед |
| 8 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 4 раза больше площади проме-жутков воды между ними | Сплоченный лед |
| 9 | Площадь, занятая дрейфующими льдами, в 9 раз больше площади проме-жутков воды между ними | Очень сплочен¬ный лед |
| 10 | Льдины полностью покрывают видимую поверхность моря | Сплошной лед |
Для обеспечения безопасности плавания очень важно заблаговременно обнаружить приближение льда, особенно при плохой видимости или тумане, чтобы своевременно уменьшить ход, усилить наблюдение, проверить местоположение судна. Признаками приближения ко льдам являются:
Общее представление о распределении льда в районе плавания дает ледовая карта. Информацию о состоянии льда получают с помощью искусственных спутников Земли, самолетов и вертолетов ледовой разведки, судовых наблюдений, береговых пунктов наблюдений, автоматических дрейфующих ледовых станций. С использованием всей этой информации береговыми службами подготавливаются ледовые карты, которые передаются на суда.
Решение о движении судна во льдах принимается на основе анализа ледовых карт, на которых в виде символов отображаются характеристики ледового покрова. Главным условным знаком в этой системе символов является овал, в котором указываются основные навигационные характеристики льда (рис. 1), где буквой С обозначена общая сплоченность льда в баллах.
Рис. 1 Овальный символ морского льда Для возраста льда используются следующие основные цифровые символы:
Для обозначения формы ледяных образований применяются следующие цифровые символы:
Пример применения овального символа морского льда, приведенного на рис. 1, означает, что в данном районе находится лед общей сплоченностью 6 баллов. Из них 2 балла — обломки полей старого льда, 1 балл — крупнобитый молодой лед, 3 балла — нилас, форма которого не определена.
Наряду с главным символом — овалом, на ледовой карте применяются и другие символы, дополняющие и конкретизирующие общую картину распределения льда:
| Дополнительные ледовые символы | |
|---|---|
| торосистость льда, в баллах; | |
| разрушенность льда, в баллах; | |
| заснеженность льда (С — площадь покрытого снегом льда в десятых долях от общей площади; S — заснеженность в баллах ← направление застругов); | |
| сжатие льда в баллах; | |
| рекомендованные маршруты движения. | |
На ледовой карте каждая зона льда с примерно одинаковыми характеристиками выделяется по ее границе изолиниями (рис. 2). Для наглядности различные зоны могут быть заштрихованы.
Рис. 2 Ледовая карта | Условные обозначения | |||
|---|---|---|---|
| Раскраска обзорных карт по возрасту (стадиям развития) льда: применяется в период образования, становления и частичного разрушения льда «зимняя раскраска по возрасту» |
|||
| Возрастные характеристики льда: | |||
| условная раскраска по цвету: | применение графических символов: | ||
| * * * | начальные виды льда | ||
| ⊛ | нилас, склянка (толщина до 10 см) | ||
| серый лед (10-15 см) | |||
| серо-белый лед (15-30 см) | |||
| тонкий однолетний (белый) лед (30-70 см) | |||
| однолетний лед средней толщины (70-120 см) | |||
| толстый однолетний лед (более 120 см) | |||
| остаточный однолетний лед | |||
| двухлетний лед (до 2,5 м и более) | |||
| многолетний лед (около 3 м и более) | |||
| Формы плавучего льда: | Условные обозначения, возраст: | ||
| мелкобитый лед | нилас | ||
| крупнобитый лед | серый | ||
| обломки ледяных полей | серо-белый | ||
| большие поля | тонкий | ||
| обширные ледяные поля | средний | ||
| гигантские ледяные поля | толстый | ||
| ледяная каша | старый | ||
| блинчатый лед |  | припай | |
| Возрастные характеристики неподвижного льда (припая) в см: | Обобщенные характеристики льда: | ||
| ниласовые льды (5-10 см) | возрастной состав дрейфующих льдов | ||
| молодые льды (10-30 см) | торосистость льда (в баллах) | ||
| тонкий однолетний лед (30-70 см) | показатель сжатия (в баллах) | ||
| однолетний лед средней толщины (70-120 см) | наслоеность льда | ||
| толстый однолетний лед (>120 см) | разрушеность льда | ||
| Раскраска обзорных карт по сплоченности: применяется в период разрушения и таяния льда «летняя раскраска по сплоченности» |
|||
|---|---|---|---|
| Сплоченность льда: | Формы плавучего льда: | ||
| сплошной, смерзшийся спл. и очень спл. дрейф. лед (9-10/10) | мелкобитый лед | ||
| сплоченный лед (7-8/10) | крупнобитый лед | ||
| разряженный лед (4-6/10) | обломки ледяных полей | ||
| редкий лед (1-3/10) | большие поля | ||
| отдельные льдины (<1/10) | обширные ледяные поля | ||
 | чистая вода | гигантские ледяные поля | |
 | айсберговые воды | ледяная каша | |
| блинчатый лед | |||
| Условные обозначения | |||
| чисто | |||
| 1-3 | |||
| 4-6 | |||
| 7-8 | |||
| 9-10 | |||
| 10 | |||
| припай | ||
В 2006 году на базе Арктического и Антарктического института (ААНИИ) создана система контроля и прогнозирования состояния атмосферы и гидросферы для обеспечения морской деятельности в арктических и замерзающих морях РФ.
Основными источниками исходной информации являются:
Решаемые задачи:
В результате разработан «ледовый терминал», позволяющий отображать на мониторе судового компьютера в виде непрозрачных и прозрачных слоев совмещенные с навигационной картой следующие данные:
Информация поступает посредством каналов связи, предоставляемых системами Inmarsat, Globalstar, Iridium или Internet. Ниже приведены примеры использования «ледовых терминалов» на судах (рис. 3 – 6).
Рис. 3 Ледовая карта 
Рис. 4 Ледовый прогноз в Татарском проливе 
Рис. 5 Рекомендованный маршрут в Татарском проливе 
Рис. 6 Маршрут судна при следовании во льдах Предлагается к прочтению:
Около −1,8 °C.
Оценка количества (густоты) морского льда даётся в баллах - от 0 (чистая вода) до 10 (сплошной лёд).
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 .
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 ) 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 .
Оттенки цвета морского льда в больших массивах варьируют от белого до коричневого.
Белый лёд образуется из снега и имеет много пузырьков воздуха или ячеек с рассолом.
Молодой морской лёд зернистой структуры со значительным количеством воздуха и рассола часто имеет зелёный цвет.
Многолетние торосистые льды, из которых выдавлены примеси, и молодые льды, которые замерзали в спокойных условиях, часто имеют голубой или синий цвет. Голубым также бывает глетчерный лёд и айсберги . В голубом льду чётко видна игольчатая структура кристаллов .
Коричневый или желтоватый лёд имеет речной или прибрежный генезис, в нём имеются примеси глины или гуминовых кислот .
Начальные виды льда (ледяное сало, шуга) имеют тёмно-серый цвет, иногда со стальным оттенком. С увеличением толщины льда его цвет становится светлее, постепенно переходя в белый. При таянии тонкие льдинки снова становятся серыми.
В случае, если лёд содержит большое количество минеральных или органических примесей (планктон , эоловые взвеси, бактерии), его цвет может меняться на красный, розовый, жёлтый , вплоть до чёрного .
В связи со свойством льда задерживать длинноволновую радиацию, он способен создавать парниковый эффект, что приводит к нагреванию находящейся под ним воды.
Под механическими свойствами льда понимают его способность противостоять деформациям .
Типичные виды деформации льда: растяжение, сжатие , сдвиг , изгиб . Выделяют три стадии деформации льда: упругая , упруго-пластическая , стадия разрушения. Учёт механических свойств льда важен при определении оптимального курса ледоколов , а также при размещении на льдинах грузов, полярных станций , при расчёте прочности корпуса судна .
При образовании морского льда между целиком пресными кристаллами льда оказываются мелкие капли солёной воды, которые постепенно стекают вниз. Температура замерзания и температура наибольшей плотности морской воды зависит от её солёности. Морская вода, солёность которой ниже 24,695 промилле (так называемая солоноватая вода), при охлаждении сначала достигает наибольшей плотности , как и пресная вода , а при дальнейшем охлаждении и отсутствии перемешивания быстро достигает температуры замерзания. Если солёность воды выше 24,695 промилле (солёная вода), она охлаждается до температуры замерзания при постоянном увеличении плотности с непрерывным перемешиванием (обменом между верхними холодными и нижними более тёплыми слоями воды), что не создаёт условий для быстрого выхолаживания и замерзания воды, то есть при одинаковых погодных условиях солёная океаническая вода замерзает позже солоноватой.
Морской лёд по своему местоположению и подвижности разделяется на три типа:
По стадиям развития льда выделяют несколько так называемых начальных видов льда (в порядке времени образования):
Дальнейшие по времени образования виды льда - ниласовые льды :
Дальнейшей стадией развития льдообразования являются молодые льды , которые подразделяются на серый (толщина 10-15 см) и серо-белый (толщиной 15-30 см) лёд.
Морской лёд, развивающийся из молодого льда и имеющий возраст не более одного зимнего периода, называется однолетним льдом . Этот однолетний лёд может быть:
Если морской лёд подвергался таянию хотя бы в течение одного года, он относится к старым льдам . Старые льды подразделяются на:
Толщина многолетних льдов в
Морско́й лёд - лёд, образовавшийся в море (океане) при замерзании воды. Так как морская вода солёная, замерзание воды с солёностью, равной средней солёности Мирового океана происходит при температуре около −1,8 °C.
Оценка количества (густоты) морского льда даётся в баллах - от 0 (чистая вода) до 10 (сплошной лёд).
Свойства
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. Солёность
Солёность морского льда зависит от солёности воды, скорости льдообразования, интенсивности перемешивания воды и его возраста. В среднем солёность льда в 4 раза ниже солёности образовавшей его воды, колеблясь от 0 до 15 промилле (в среднем 3 - 8 ‰).
Плотность
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) 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.
Теплофизические свойства
Средняя удельная теплопроводность морского льда примерно в пять раз выше, чем у воды, и в восемь 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).
Оптические свойства
Чистый лёд прозрачен для световых лучей. Включения (воздушные пузырьки, солевой рассол, пыль) рассеивают лучи, значительно уменьшая прозрачность льда.
Оттенки цвета морского льда в больших массивах варьируют от белого до коричневого.
Белый лёд образуется из снега и имеет много пузырьков воздуха или ячеек с рассолом.
Молодой морской лёд зернистой структуры со значительным количеством воздуха и рассола часто имеет зелёный цвет.
Многолетние торосистые льды, из которых выдавлены примеси, и молодые льды, которые замерзали в спокойных условиях, часто имеют голубой или синий цвет. Голубым также бывает глетчерный лёд и айсберги. В голубом льду чётко видна игольчатая структура кристаллов.
Коричневый или желтоватый лёд имеет речной или прибрежный генезис, в нём имеются примеси глины или гуминовых кислот.
Начальные виды льда (ледяное сало, шуга) имеют тёмно-серый цвет, иногда со стальным оттенком. С увеличением толщины льда его цвет становится светлее, постепенно переходя в белый. При таянии тонкие льдинки снова становятся серыми.
В случае, если лёд содержит большое количество минеральных или органических примесей (планктон, эоловые взвеси, бактерии), его цвет может меняться на красный, розовый, жёлтый, вплоть до чёрного.
В связи со свойством льда задерживать длинноволновую радиацию, он способен создавать парниковый эффект, что приводит к нагреванию находящейся под ним воды.
Механические свойства
Под механическими свойствами льда понимают его способность противостоять деформациям.
Типичные виды деформации льда: растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб. Выделяют три стадии деформации льда: упругая, упруго-пластическая, стадия разрушения.
Учёт механических свойств льда важен при определении оптимального курса ледоколов, а также при размещении на льдинах грузов, полярных станций, при расчёте прочности корпуса судна.
Условия образования
При образовании морского льда между целиком пресными кристаллами льда оказываются мелкие капли солёной воды, которые постепенно стекают вниз. Температура замерзания и температура наибольшей плотности морской воды зависит от её солёности.
Морская вода, солёность которой ниже 24,695 промилле (так называемая солоноватая вода), при охлаждении сначала достигает наибольшей плотности, как и пресная вода, а при дальнейшем охлаждении и отсутствии перемешивания быстро достигает температуры замерзания.
Если солёность воды выше 24,695 промилле (солёная вода), она охлаждается до температуры замерзания при постоянном увеличении плотности с непрерывным перемешиванием (обменом между верхними холодными и нижними более тёплыми слоями воды), что не создаёт условий для быстрого выхолаживания и замерзания воды, то есть при одинаковых погодных условиях солёная океаническая вода замерзает позже солоноватой.
Классификации
Морской лёд по своему местоположению и подвижности разделяется на три типа:
плавучие (дрейфующие) льды,
паковые многолетние льды (пак).
По стадиям развития льда выделяют несколько так называемых начальных видов льда (в порядке времени образования):
ледяные иглы,
ледяное сало,
внутриводный (в том числе донный или якорный), образующийся на некоторой глубине и находящихся в воде предметах в условиях турбулентного перемешивания воды.
Дальнейшие по времени образования виды льда - ниласовые льды:
нилас, образующийся при спокойной поверхности моря из сала и снежуры (тёмный нилас до 5 см толщиной, светлый нилас до 10 см толщиной) - тонкая эластичная корка льда, легко прогибающаяся на воде или зыби и образующая при сжатии зубчатые наслоения;
склянки, образующиеся в распреснённой воде при спокойном море (в основном, в заливах, около устьев рек) - хрупкая блестящая корка льда, которая легко ломается под действием волны и ветра;
блинчатый лёд, образующийся при слабом волнении из ледяного сала, снежуры или шуги или вследствие разлома в результате волнения склянки, ниласа или так называемого молодого льда. Представляет собой пластины льда округлой формы от 30 см до 3 м в диаметре и толщиной 10 - 15 см с приподнятыми краями из-за обтирания и ударов льдин.
Дальнейшей стадией развития льдообразования являются молодые льды, которые подразделяются на серый (толщина 10 - 15 см) и серо-белый (толщиной 15 - 30 см) лёд.
Морской лёд, развивающийся из молодого льда и имеющий возраст не более одного зимнего периода, называется однолетним льдом.
Этот однолетний лёд может быть:
тонким однолетним льдом - белый лёд толщиной 30 - 70 см,
средней толщины - 70 - 120 см,
толстым однолетним льдом - толщиной более 120 см.
Если морской лёд подвергался таянию хотя бы в течение одного года, он относится к старым льдам.
Старые льды подразделяются на:
остаточный однолетний - не растаявший летом лёд, находящийся вновь в стадии замерзания,
двухлетний - просуществовавший более одного года (толщина достигает 2 м),
многолетний - старый лёд толщиной 3 м и более, переживший таяние не менее двух лет. Поверхность такого льда покрыта многочисленными неровностями, буграми, образовавшимися в результате неоднократного таяния. Нижняя поверхность многолетних льдов также отличается большой неровностью и разнообразием формы.
Толщина многолетних льдов в Северном Ледовитом океане в некоторых районах достигает 4 м.
В антарктических водах в основном находится однолетний лёд толщиной до 1,5 м, который исчезает в летнее время.
По структуре морской лёд условно делится на игольчатый, губчатый и зернистый, хотя обычно он встречается смешанной структуры.
Области распространения
По продолжительности сохранения ледяного покрова и его генезису акваторию Мирового океана обычно делят на шесть зон:
Акватории, на которых ледяной покров присутствует круглый год (центр Арктики, северные районы морей Северного Ледовитого океана, антарктические моря Амундсена, Беллинсгаузена, Уэдделла.
Акватории, на которых льды ежегодно меняются (Баренцево, Карское моря).
Акватории с сезонным ледяным покровом, образующимся зимой и полностью исчезающим летом (Азовское, Аральское, Балтийское, Белое, Каспийское, Охотское, Японское моря).
Акватории, на которых льды образуются только в очень холодные зимы (Мраморное, Северное, Чёрное моря).
Акватории, на которых отмечается лёд, принесённый течениями из-за их границ (Гренландское море, район острова Ньюфаундленд, значительная часть Южного океана, включая область распространения айсбергов.
Остальные акватории, составляющие бо́льшую часть Мирового океана, на поверхности которых льдов не бывает.
Морской лёд - лёд, образовавшийся в море (океане) при замерзании воды. Так как морская вода солёная, замерзание воды с солёностью, равной средней солёности Мирового океана происходит при температуре около −1,8 °C.
Оценка количества (густоты) морского льда даётся в баллах - от 0 (чистая вода) до 10 (сплошной лёд).
Свойства. 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.
Солёность. Солёность морского льда зависит от солёности воды, скорости льдообразования, интенсивности перемешивания воды и его возраста. В среднем солёность льда в 4 раза ниже солёности образовавшей его воды, колеблясь от 0 до 15промилле (в среднем 3-8 промилле).
Плотность. 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) 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 накубический 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 теплофизические свойства. Средняя дельная теплопроводность морского льда примерно в пять раз выше, чем у воды, и в восемь 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).
Оптические свойства. Чистый лёд прозрачен для световых лучей. Включения (воздушные пузырьки, солевой рассол, пыль) рассеивают лучи, значительно уменьшая прозрачность льда. Оттенки цвета морского льда в больших массивах варьируют от белого до коричневого.
Белый лёд образуется из снега и имеет много пузырьков воздуха или ячеек с рассолом. Молодой морской лёд зернистой структуры со значительным количеством воздуха и рассола часто имеет зелёный цвет.
Многолетние торосистые льды, из которых выдавлены примеси, и молодые льды, которые замерзали в спокойных условиях, часто имеют голубой или синий цвет. Голубым также бывает глетчерный лёд и айсберги. В голубом льду чётко видна игольчатая структура кристаллов.
Коричневый или желтоватый лёд имеет речной или прибрежный генезис, в нём имеются примеси глины или гуминовых кислот.
Начальные виды льда (ледяное сало, шуга) имеют тёмно-серый цвет, иногда со стальным оттенком. С увеличением толщины льда его цвет становится светлее, постепенно переходя в белый. При таянии тонкие льдинки снова становятся серыми. В случае, если лёд содержит большое количество минеральных или органических примесей (планктон, эоловые взвеси, бактерии), его цвет может меняться на красный, розовый, жёлтый, вплоть до чёрного.
В связи со свойством льда задерживать длинноволновую радиацию, он способен создавать парниковый эффект, что приводит к нагреванию находящейся под ним воды.
Механические свойства. Под механическими свойствами льда понимают его способность противостоять деформациям.
Типичные виды деформации льда: растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб. Выделяют три стадии деформации льда: упругая, упругопластическая, стадия разрушения. Учёт механических свойств льда важен при определении оптимального курса ледоколов, а также при размещении на льдинах грузов, полярных станций, при расчёте прочности корпуса судна.
Условия образования. При образовании морского льда между целиком пресными кристаллами льда оказываются мелкие капли солёной воды, которые постепенно стекают вниз. Температура замерзания и температура наибольшей плотности морской воды зависит от её солёности. Морская вода, солёность которой ниже 24,695 промилле (так называемая солоноватая вода), при охлаждении сначала достигает наибольшей плотности, как и пресная вода, а при дальнейшем охлаждении и отсутствии перемешивания быстро достигает температуры замерзания. Если солёность воды выше 24,695 промилле (солёная вода), она охлаждается до температуры замерзания при постоянном увеличении плотности с непрерывным перемешиванием (обменом между верхними холодными и нижними более тёплыми слоями воды), что не создаёт условий для быстрого выхолаживания и замерзания воды, то есть при одинаковых погодных условиях солёная океаническая вода замерзает позже солоноватой.
Классификации. Морской лёд по своему местоположению и подвижности разделяется на три типа:
припай, плавучие (дрейфующие) льды, паковые многолетние льды (пак).
По стадиям развития льда выделяют несколько так называемых начальных видов льда (в порядке времени образования):
ледяные иглы, ледяное сало, снежура, шуга, внутриводный (в том числе донный или якорный), образующийся на некоторой глубине и находящихся в воде предметах в условиях турбулентного перемешивания воды.
Дальнейшие по времени образования виды льда - ниласовые льды:
нилас, образующийся при спокойной поверхности моря из сала и снежуры (тёмный нилас до 5 см толщиной, светлый нилас до 10 см толщиной) - тонкая эластичная корка льда, легко прогибающаяся на воде или зыби и образующая при сжатии зубчатые наслоения;
склянки, образующиеся в распреснённой воде при спокойном море (в
основном, в заливах, около устьев рек) - хрупкая блестящая корка льда, которая легко ломается под действием волны и ветра;
блинчатый лёд, образующийся при слабом волнении из ледяного сала, снежуры или шуги или вследствие разлома в результате волнения склянки, ниласа или так называемого молодого льда. Представляет собой пластины льда округлой формы от 30 см до 3 м в диаметре и толщиной 10 - 15 см с приподнятыми краями из-за обтирания и ударов льдин.
Дальнейшей стадией развития льдообразования являются молодые льды, которые подразделяются на серый (толщина 10 - 15 см) и серо-белый (толщиной 15 - 30 см) лёд.
Морской лёд, развивающийся из молодого льда и имеющий возраст не более одного зимнего периода, называется однолетним льдом. Этот однолетний лёд может быть:
тонким однолетним льдом - белый лёд толщиной 30 - 70 см,
средней толщины - 70 - 120 см,
толстым однолетним льдом - толщиной более 120 см.
Если морской лёд подвергался таянию хотя бы в течение одного года, он относится к старым льдам. Старые льды подразделяются на:
остаточный однолетний - не растаявший летом лёд, находящийся вновь в стадии замерзания, двухлетний - просуществовавший более одного года (толщина достигает 2 м), многолетний - старый лёд толщиной 3 м и более, переживший таяние не менее двух лет. Поверхность такого льда покрыта многочисленными неровностями, буграми, образовавшимися в результате неоднократного таяния. Нижняя поверхность многолетних льдов также отличается большой неровностью и разнообразием формы.
Толщина многолетних льдов в Северном Ледовитом океане в некоторых районах достигает 4 м.
В антарктических водах в основном находится однолетний лёд толщиной до 1,5 м, который исчезает в летнее время.
По структуре морской лёд условно делится на игольчатый, губчатый и зернистый, хотя обычно он встречается смешанной структуры.
