Videnskabelig definition af tynd havis. Faser af isfænomener
Cirka -1,8 °C.
En vurdering af mængden (densiteten) af havisen er givet i point - fra 0 (klart vand) til 10 (fast is).
Ejendomme
De vigtigste egenskaber ved havisen er porøsitet og saltholdighed, som bestemmer dens tæthed (fra 0,85 til 0,94 g/cm³). På grund af isens lave tæthed stiger isflager over vandoverfladen med 1/7 - 1/10 af deres tykkelse. Havisen begynder at smelte ved temperaturer over -2,3°C. Sammenlignet med ferskvand er det sværere at bryde i stykker og er mere elastisk.
Saltholdighed
Massefylde
Havisen er en kompleks fysisk krop bestående af friske iskrystaller, saltlage, luftbobler og forskellige urenheder. Forholdet mellem komponenterne afhænger af betingelserne for isdannelse og efterfølgende isprocesser og påvirker den gennemsnitlige tæthed af is. Således reducerer tilstedeværelsen af luftbobler (porøsitet) tætheden af is betydeligt. Isens saltholdighed har mindre indflydelse på tætheden end porøsiteten. Med en issalinitet på 2 ppm og nul porøsitet er istætheden 922 kilogram per kubikmeter, og med en porøsitet på 6 procent falder den til 867. Samtidig med nul porøsitet en stigning i saltholdigheden fra 2 til 6 ppm fører kun til en stigning i isdensiteten fra 922 til 928 kg pr. kubikmeter.
Termofysiske egenskaber
Farven på havisen i store massiver varierer fra hvid til brun.
Hvid is dannet af sne og har mange luftbobler eller saltlageceller.
Ung havis af en granulær struktur med betydelige mængder luft og saltlage har ofte grøn farve.
Flerårig hummocky is, hvorfra urenheder er blevet presset ud, og ung is, der frøs under rolige forhold, har ofte lyseblå eller blå farve. Gletsjeris og isbjerge er også blå. Krystallernes nålelignende struktur er tydeligt synlig i blå is.
Brun eller gullig is er af flod- eller kystoprindelse, den indeholder blandinger af ler eller humussyrer.
Indledende typer af is (is spæk, sjap) har mørkegrå farve, nogle gange med en stålfarve. Efterhånden som isens tykkelse øges, bliver dens farve lysere og bliver gradvist hvid. Ved smeltning bliver tynde stykker is grå igen.
Hvis isen indeholder en stor mængde mineralske eller organiske urenheder (plankton, eoliske suspensioner, bakterier), kan dens farve ændre sig til rød, pink, gul, op til sort.
På grund af isens egenskab til at tilbageholde langbølget stråling, er den i stand til at skabe en drivhuseffekt, som fører til opvarmning af vandet under den.
Mekaniske egenskaber
Isens mekaniske egenskaber betyder dens evne til at modstå deformation.
Typiske typer af isdeformation: spænding, kompression, forskydning, bøjning. Der er tre stadier af isdeformation: elastisk, elastisk-plastisk og ødelæggelsesstadium. At tage hensyn til isens mekaniske egenskaber er vigtigt, når man bestemmer det optimale forløb for isbrydere, såvel som ved placering af last på isflager, polarstationer og ved beregning af styrken af et skibsskrog.
Uddannelsesbetingelser
Når havisen dannes, opstår der små dråber saltvand mellem helt friske iskrystaller, som gradvist flyder ned. Frysepunktet og temperaturen for den største tæthed af havvand afhænger af dets saltholdighed. Havvand, hvis saltholdighed er under 24,695 ppm (det såkaldte brakvand), når afkølet, først den højeste tæthed, ligesom ferskvand, og med yderligere afkøling og uden omrøring når det hurtigt sit frysepunkt. Hvis vandets saltholdighed er over 24,695 ppm (saltvand), afkøles det til frysepunktet med en konstant stigning i densiteten ved kontinuerlig opblanding (udveksling mellem det øvre kolde og nederste varmere vandlag), hvilket ikke skaber betingelser for hurtig afkøling og frysning af vand, det vil sige, når Under samme vejrforhold fryser salt havvand senere end brakvand.
Klassifikationer
Havisen på sin egen måde placering og mobilitet opdelt i tre typer:
- flydende (drivende) is,
Efter stadier af isudvikling Der er flere såkaldte initialtyper af is (i rækkefølge efter dannelsestid):
- intra-vand (inklusive bund eller anker), dannet i en vis dybde og genstande placeret i vandet under forhold med turbulent blanding af vand.
Yderligere typer af is i dannelsestidspunktet - nilas is:
- nilas, dannet på en rolig havoverflade af fedt og sne (mørke nilas op til 5 cm tykke, lyse nilas op til 10 cm tykke) - en tynd elastisk isskorpe, der let bøjer på vand eller svulmer og danner takkede lag, når den komprimeres;
- kolber dannet i afsaltet vand i et roligt hav (hovedsageligt i bugter, nær flodmundinger) - en skrøbelig skinnende isskorpe, der let knækker under påvirkning af bølger og vind;
- pandekageis dannet under svage bølger fra iskoldt fedt, sne eller sjap, eller som følge af et brud som følge af bølger af en kolbe, nilas eller såkaldt ungis. De er runde isplader fra 30 cm til 3 m i diameter og 10-15 cm tykke med hævede kanter på grund af gnidning og stød fra isflager.
Det videre trin i udviklingen af isdannelse er ung is, som er opdelt i grå (10-15 cm tyk) og grå-hvid (15-30 cm tyk) is.
Havisen, der udvikler sig fra ung is og ikke er mere end en vinter gammel, kaldes første års is. Denne førsteårs is kan være:
- tynd førsteårs is - hvid is 30-70 cm tyk,
- gennemsnitlig tykkelse - 70-120 cm,
- tyk førsteårsis - mere end 120 cm tyk.
Hvis havis har været udsat for smeltning i mindst et år, er den klassificeret som gammel is. Gammel is er opdelt i:
- resterende førsteårs is - is, der ikke er smeltet om sommeren og igen er i frysestadiet,
- to-årig - varede mere end et år (tykkelsen når 2 m),
- flerårig is 3 m tyk eller mere, som har overlevet smeltning i mindst to år. Overfladen af sådan is er dækket af talrige uregelmæssigheder og høje dannet som følge af gentagen smeltning. Den nederste overflade af flerårig is er også meget ujævn og varieret i form.
Tykkelsen af flerårig is i
Cirka -1,8 °C.
En vurdering af mængden (densiteten) af havisen er givet i point - fra 0 (klart vand) til 10 (fast is).
Ejendomme
De vigtigste egenskaber ved havisen er porøsitet og saltholdighed, som bestemmer dens tæthed (fra 0,85 til 0,94 g/cm³). På grund af isens lave tæthed stiger isflager over vandoverfladen med 1/7 - 1/10 af deres tykkelse. Havisen begynder at smelte ved temperaturer over -2,3°C. Sammenlignet med ferskvand er det sværere at bryde i stykker og er mere elastisk.
Saltholdighed
Massefylde
Havisen er en kompleks fysisk krop bestående af friske iskrystaller, saltlage, luftbobler og forskellige urenheder. Forholdet mellem komponenterne afhænger af betingelserne for isdannelse og efterfølgende isprocesser og påvirker den gennemsnitlige tæthed af is. Således reducerer tilstedeværelsen af luftbobler (porøsitet) tætheden af is betydeligt. Isens saltholdighed har mindre indflydelse på tætheden end porøsiteten. Med en issalinitet på 2 ppm og nul porøsitet er istætheden 922 kilogram per kubikmeter, og med en porøsitet på 6 procent falder den til 867. Samtidig med nul porøsitet en stigning i saltholdigheden fra 2 til 6 ppm fører kun til en stigning i isdensiteten fra 922 til 928 kg pr. kubikmeter.
Nilas (forgrund) i Arktis
Termofysiske egenskaber
Farven på havisen i store massiver varierer fra hvid til brun.
Hvid is dannet af sne og har mange luftbobler eller saltlageceller.
Ung havis af en granulær struktur med betydelige mængder luft og saltlage har ofte grøn farve.
Flerårig hummocky is, hvorfra urenheder er blevet presset ud, og ung is, der frøs under rolige forhold, har ofte lyseblå eller blå farve. Gletsjeris og isbjerge er også blå. Krystallernes nålelignende struktur er tydeligt synlig i blå is.
Brun eller gullig is er af flod- eller kystoprindelse, den indeholder blandinger af ler eller humussyrer.
Indledende typer af is (is spæk, sjap) har mørkegrå farve, nogle gange med en stålfarve. Efterhånden som isens tykkelse øges, bliver dens farve lysere og bliver gradvist hvid. Ved smeltning bliver tynde stykker is grå igen.
Hvis isen indeholder en stor mængde mineralske eller organiske urenheder (plankton, eoliske suspensioner, bakterier), kan dens farve ændre sig til rød, pink, gul, op til sort.
På grund af isens egenskab til at tilbageholde langbølget stråling, er den i stand til at skabe en drivhuseffekt, som fører til opvarmning af vandet under den.
Mekaniske egenskaber
Isens mekaniske egenskaber betyder dens evne til at modstå deformation.
Typiske typer af isdeformation: spænding, kompression, forskydning, bøjning. Der er tre stadier af isdeformation: elastisk, elastisk-plastisk og ødelæggelsesstadium. At tage hensyn til isens mekaniske egenskaber er vigtigt, når man bestemmer det optimale forløb for isbrydere, såvel som ved placering af last på isflager, polarstationer og ved beregning af styrken af et skibsskrog.
Uddannelsesbetingelser
Når havisen dannes, opstår der små dråber saltvand mellem helt friske iskrystaller, som gradvist flyder ned. Frysepunktet og temperaturen for den største tæthed af havvand afhænger af dets saltholdighed. Havvand, hvis saltholdighed er under 24.695 ppm (såkaldt brakvand), når afkølet, først den højeste tæthed, ligesom ferskvand, og med yderligere afkøling og uden omrøring når det hurtigt sit frysepunkt. Hvis vandets saltholdighed er over 24,695 ppm (saltvand), afkøles det til frysepunktet med en konstant stigning i densiteten ved kontinuerlig opblanding (udveksling mellem det øvre kolde og nederste varmere vandlag), hvilket ikke skaber betingelser for hurtig afkøling og frysning af vand, det vil sige, når Under samme vejrforhold fryser salt havvand senere end brakvand.
Klassifikationer
Havisen på sin egen måde placering og mobilitet opdelt i tre typer:
- flydende (drivende) is,
Prognose for ændringer i istykkelsen i 2050
Efter stadier af isudvikling Der er flere såkaldte initialtyper af is (i rækkefølge efter dannelsestid):
- intra-vand (inklusive bund eller anker), dannet i en vis dybde og genstande placeret i vandet under forhold med turbulent blanding af vand.
Yderligere typer af is i dannelsestidspunktet - nilas is:
- nilas, dannet på en rolig havoverflade af fedt og sne (mørke nilas op til 5 cm tykke, lyse nilas op til 10 cm tykke) - en tynd elastisk isskorpe, der let bøjer på vand eller svulmer og danner takkede lag, når den komprimeres;
- kolber dannet i afsaltet vand i et roligt hav (hovedsageligt i bugter, nær flodmundinger) - en skrøbelig skinnende isskorpe, der let knækker under påvirkning af bølger og vind;
- pandekageis dannet under svage bølger fra iskoldt fedt, sne eller sjap, eller som følge af et brud som følge af bølger af en kolbe, nilas eller såkaldt ungis. De er runde isplader fra 30 cm til 3 m i diameter og 10-15 cm tykke med hævede kanter på grund af gnidning og stød fra isflager.
Det videre trin i udviklingen af isdannelse er ung is, som er opdelt i grå (10-15 cm tyk) og grå-hvid (15-30 cm tyk) is.
Havisen, der udvikler sig fra ung is og ikke er mere end en vinter gammel, kaldes første års is. Denne førsteårs is kan være:
- tynd førsteårs is - hvid is 30-70 cm tyk,
- gennemsnitlig tykkelse - 70-120 cm,
- tyk førsteårsis - mere end 120 cm tyk.
Hvis havis har været udsat for smeltning i mindst et år, er den klassificeret som gammel is. Gammel is er opdelt i:
- resterende førsteårs is - is, der ikke er smeltet om sommeren og igen er i frysestadiet,
- to-årig - varede mere end et år (tykkelsen når 2 m),
- flerårig is 3 m tyk eller mere, som har overlevet smeltning i mindst to år. Overfladen af sådan is er dækket af talrige uregelmæssigheder og høje dannet som følge af gentagen smeltning. Den nederste overflade af flerårig is er også meget ujævn og varieret i form.
Forskning af havis på Nordpolen
Tykkelsen af flerårig is i det arktiske hav når 4 m i nogle områder.
Antarktiske farvande indeholder hovedsageligt førsteårsis op til 1,5 m tyk, som forsvinder om sommeren.
Når havoverfladen afkøles til frysepunktets temperatur, vises et stort antal skiver eller plader af ren is, kaldet sjap, i det øverste vandlag (et par centimeter tykt) . Tykkelsen af disse isflager er meget lille, den gennemsnitlige størrelse er cirka 2,5 cm * 0,5 mm, og formen kan være ekstremt varieret - fra firkanter (eller næsten firkanter) til sekskantede formationer. Den optiske akse af en sådan plade er altid vinkelret på dens overflades plan. Disse elementære iskrystaller flyder på overfladen af vandet og danner det, der kaldes isfedt, som giver havets overflade et noget olieagtigt udseende. I roligt vand flyder pladerne i vandret position og er Med- akserne er rettet lodret. Vind og bølger får pladerne til at støde sammen, vende og indtage forskellige positioner som følge heraf; Gradvist frysende danner de et permanent isdække, hvor individuelle krystaller er tilfældigt orienteret. I den første fase af dannelsen er ung is overraskende fleksibel; under påvirkning af bølger, der kommer fra det åbne hav eller forårsaget af et bevægende skib, bøjer det uden at bryde, og amplituden af vibrationer af isoverfladen kan nå flere centimeter.
Efterfølgende, hvis temperaturen ikke stiger, spiller individuelle plader rollen som frøkrystaller. Mekanismen for denne proces er endnu ikke fuldt ud undersøgt. Som det kan ses af fig. 4, består is af individuelle krystaller, som hver især har rent individuelle egenskaber, for eksempel graden af transmission af polariseret lys (den samme for hele den givne krystal, "men forskellig fra andre). I nogle tilfælde kaldes en strukturel celle af is et korn snarere end en separat krystal, da det er klart, at det har en kompleks understruktur og består af mange parallelle plader. Forholdet mellem denne underkonstruktion og det primære slam nævnt ovenfor er ret indlysende. Der er ingen tvivl om, at en del af kornet er dannet af frosne slamplader, som så bevares som separate lag af krystal. Men tilsyneladende er der en anden proces, da krystaller i nogle tilfælde begynder at vokse på den nederste overflade af et ret tykt isdække, og de har også en pladelignende struktur. Uanset krystaldannelsens mekanisme, består de alle - både i havisen og i ferskvand - af et stort antal plader, nøjagtigt parallelle med hinanden. Krystallens optiske akse er placeret vinkelret på disse plader.
Interessante resultater opnås ved at studere fordelingen af krystaller i henhold til orienteringen af deres optiske akser afhængigt af dybden af deres forekomst i istykkelsen. Orientering kan karakteriseres ved to vinkler - polær, som er vinklen mellem c-aksen både lodret og azimutalt, dvs. en vinkel målt fra en vilkårlig retning, for eksempel fra nord-syd-linjen. Størrelsen af azimutvinkler adlyder normalt ikke nogen lov; sjældne undtagelser fra denne regel kan være forårsaget af usædvanlige tidevandsfænomener. Polære vinkler udviser et bestemt mønster. Som nævnt ovenfor er orienteringen af krystaller nær isoverfladen ret variabel, da den afhænger af vindens indflydelse under isdannelsen. Men efterhånden som du går dybere ned i isen, øges polarvinklerne, og i en dybde på ca. cm De optiske akser af næsten alle krystaller er orienteret vandret. En laboratorieundersøgelse af frysning af destilleret vand (Perey og Pounder, 1958), forudsat at det kun blev afkølet fra én retning, og vandet var i en rolig tilstand, gav resultaterne vist i tabel. Vandrette snit blev taget fra isoverfladen og fra dybde 5 og 13 cm. Hver sektion blev undersøgt ved hjælp af et universelt polariskop. Samtidig blev forholdet mellem områder (i procent) optaget af krystaller med samme - inden for 10-graders intervaller - orientering af de optiske akser bestemt.
Orientering af krystaller i iskapper (Pounder, 1967)
En lignende situation observeres i naturlig havis, der har nået en vis "alder". Undtagelser forekommer i de tilfælde, hvor der under isdækkets vækst opstår bevægelser, der forårsager kompression og brud på isen. Hovedparten af havis, der har eksisteret i et år eller mere, består således af krystaller, hvis optiske akser er rettet vandret og orienteret kaotisk i azimut. Længden (lodret højde) af sådanne krystaller når 1 m og mere, med en diameter fra 1 til 5 cm.Årsagerne til overvægten af krystaller med vandrette optiske akser i is hjælper os med at forstå Fig. 4. Da en iskrystal har én hovedsymmetriakse, kan den primært vokse i to retninger. Ismolekyler binder sig til krystalgitteret enten i planer (af krystallen) vinkelret på c-aksen og kaldet basalplaner , eller i retning af c-aksen, hvilket igen fører til en stigning i arealet af basalplanerne. Baseret på termodynamikkens love kan vi komme til den konklusion, at den første type krystalvækst bør være mere intens end den anden, hvilket bekræftes af eksperimenter.
Ris. 5 Overvægten af krystalvækst med skrå optiske akser, hvilket forårsager den gradvise forsvinden af en krystal med en vertikal Med-akse. (Pounder, 1967)
Ice Interface -vand
At studere underfladen af voksende havis hjælper med at forstå, hvordan vand fryser. Lavere 1-2 cm Islag består af plader af ren (frisk) is med lag af saltlage mellem dem. Pladerne, der udgør en del af en separat krystal, er parallelle med hinanden og er normalt placeret lodret. Dette er det såkaldte skeletlag (eller ramme). Den mekaniske styrke af dette lag er normalt ekstremt lav. Ved yderligere frysning tykner pladerne noget, der opstår isbroer mellem dem, og der dannes efterhånden fast is, hvori saltlagen er indeholdt i form af dråber eller celler mellem pladerne. Et fald i istemperaturen fører til et fald i størrelsen af cellerne fyldt med saltlage, som har form af lange lodrette cylindre med næsten mikroskopiske dimensioner i tværsnit. Sådanne celler kan findes i fig. 4 i form af rækker af sorte prikker placeret langs linjerne mellem pladerne. Et vist antal saltlageceller er også til stede ved grænserne mellem krystallerne, men hovedparten af saltlagen er indeholdt i individuelle korn. I fig. Tabel 5 viser resultaterne af en statistisk undersøgelse af tykkelsen af pladerne i en prøve af årlig havis. Det kan ses, at pladerne har en ensartet tykkelse, i gennemsnit i området 0,5-0,6 mm. Diameteren af de reder, der indeholder saltlage, er normalt omkring 0,05 mm.
Ris. 6
Tilstrækkelige data om længden af sådanne reder er stadig ikke tilgængelige; det er kun kendt, at det svinger inden for meget bredere grænser end diameteren. Tilnærmelsesvis kan vi antage, at længden af rederne er omkring 3 cm.
Således ser vi, at havisen i de fleste tilfælde består af makroskopiske krystaller med en kompleks indre struktur - den indeholder plader af ren is og et stort antal celler indeholdende saltlage. Derudover indeholder is normalt mange små sfæriske luftbobler dannet af luft opløst i vand, frigivet under frysningsprocessen. Den del af havis volumen optaget af flydende saltlage er en ekstremt vigtig parameter kaldet saltlageindhold v (fig. 6). Det kan beregnes ved at kende havisens saltholdighed, temperatur og tæthed. Baseret på viden om fasesammenhænge af saltopløsninger indeholdt i havvand ved lave temperaturer, (Assur, 1958) beregnet v for de værdier af saltholdighed og istemperatur, der findes på kloden. Resultaterne opnået af Assur tager ikke højde for tilstedeværelsen af luftbobler i isen, men virkningen af sidstnævnte på værdien af v kan bestemmes eksperimentelt ved at sammenligne tætheden af en prøve af havisen med tætheden af ferskvandsis ved samme temperatur. (Pounder, 1967)
Ris. 7 Saltvandsvandring langs en temperaturgradient (Pounder, 1967)
Havisen er is, der dannes i havet (havet), når vandet fryser. Da havvand er salt, forekommer frysning af vand med en saltholdighed svarende til den gennemsnitlige saltholdighed i Verdenshavet ved en temperatur på omkring? 1,8°C.
De vigtigste egenskaber ved havisen er porøsitet og saltholdighed, som bestemmer dens tæthed (fra 0,85 til 0,94 g/cm3). På grund af isens lave tæthed stiger isflager over vandoverfladen med 1/7 - 1/10 af deres tykkelse. Afsmeltning af havis begynder ved temperaturer over 2,3 °C. Sammenlignet med ferskvand er det sværere at bryde i stykker og er mere elastisk.
Havisens saltholdighed afhænger af vandets saltholdighed, isdannelseshastigheden, intensiteten af vandets blanding og dets alder. I gennemsnit er isens saltholdighed 4 gange lavere end saltholdigheden af det vand, der dannede den, varierende fra 0 til 15 ‰ (i gennemsnit 3-8 ‰).
Havisen er en kompleks fysisk krop bestående af friske iskrystaller, saltlage, luftbobler og forskellige urenheder. Forholdet mellem komponenterne afhænger af betingelserne for isdannelse og efterfølgende isprocesser og påvirker den gennemsnitlige tæthed af is. Således reducerer tilstedeværelsen af luftbobler (porøsitet) tætheden af is betydeligt. Isens saltholdighed har mindre indflydelse på tætheden end porøsiteten. Med en issalinitet på 2 ‰ og nul porøsitet er isdensiteten 922 kg/m³, og med en porøsitet på 6 % falder den til 867. Samtidig med nul porøsitet en stigning i saltholdigheden fra 2 til 6 ‰ fører kun til en stigning i isdensiteten fra 922 til 928 kg/mi.
Ud fra graden af mobilitet opdeles havisen i stationær og drivende. Den vigtigste form for fast is er fast is, som kan dannes ved naturlig frysning af vand eller som følge af drivis af enhver alderskategori, der fryser til kysten. Fast is omfatter også stamukhas - hummocky formationer, der sidder på jorden på lavt vand eller nær kysten. Alle andre typer havisen er klassificeret som drivis, som bevæger sig under påvirkning af vind og strøm. Som et resultat af vind- og strømfelternes heterogenitet, forskelle i tykkelse og struktur af isfelter og kompleks interaktion med kysterne, sker afdriften af isfelter, isflager og isstykker ujævnt. Dette fører til deres kollisioner, deformationer og brud.
Baseret på deres koncentration opdeles drivisen i individuelle isflager, sparsom is, kompakt is, meget kompakt is og kontinuerlig is. Bevægelsen af komprimeret is er ledsaget af deformationer, herunder bevægelser og forskydninger af isfelter og isflager i forhold til hinanden, rotation af isflager og dannelse af pukler, revner og revner. Som følge af bevægelser og deformation omfordeles is på havoverfladen, dens koncentration ændres, og isdækkets struktur og morfologi ændres.
Efter at isen har konsolideret sig til 9-10 punkter, hvis kræfterne, der forårsagede den, fortsætter med at virke, begynder kompressionen, hvorunder der opstår lagdeling og hummocking af isen. Processen med hummocking består i at bryde isdækket, efterfulgt af at vippe fragmenterne op til en lodret position, knuse kanterne af isflager, skubbe isflager over hinanden og ophobe isrygge og kamme. Med den relative bevægelse af isfelter dannes lange lige kamme af pukler af fint knust is. Kamme af pukler af slag-slip oprindelse er karakteristiske for områder, hvor der observeres betydelige forskelle i afdriftshastigheder. På grænsen af fast is med is i bevægelse, afhængigt af afdriftsretningen, kan der opstå revner eller sprækker, eller der kan dannes forskydningsrygge af pukler eller kompressionspukler. På lavt havdybde og intens pukkeldannelse kan bunden af pukkel nå jorden. Sådanne pukler pløjer furer i bunden.
Afhængigt af årsagerne til isens fremadgående bevægelse skelnes der mellem flere typer afdrift: Vinddrift sker under påvirkning af vind. Denne drift fortsætter i nogen tid, selv efter at vinden er stoppet, da drivisen involverer de øverste vandlag i sin bevægelse. Havisens vinddrifts hastighed er tæt på 1:50 vindhastighed. Afdriftsretningen falder normalt ikke sammen med vindens retning. I de arktiske have, under påvirkning af Coriolis-kræfter, afviger afdriftsretningen til højre for vindretningen med en vinkel på 28°, og i de antarktiske have - i den modsatte retning. I mange have, for eksempel White, Barents, Bering, Okhotsk og andre, spiller tidevands-isdrift, forårsaget af strømme ved høj- og lavvande, en vigtig rolle.
Afdriftsretningen er i høj grad påvirket af kystlinjens nærhed, tilstedeværelsen af øer og stimer og bundtopografi. Som følge af den samtidige påvirkning af mange faktorer er isdriften ofte ujævn, individuelle ismasser og ophobninger kan drive i forskellige retninger og med forskellige hastigheder. Grænserne mellem dem kaldes drivskel, som er kendetegnet ved tilstedeværelsen af strimler af revet is og hummock-bælter.
I henhold til stadierne af isens udvikling skelnes der adskillige såkaldte begyndelsestyper af is (i rækkefølge efter dannelsestidspunkt):
isnåle,
is svinefedt,
intra-vand (inklusive bund eller anker), dannet i en vis dybde og genstande placeret i vandet under forhold med turbulent blanding af vand. Yderligere typer af is i dannelsestidspunktet er nilas is:
nilas, dannet på en rolig havoverflade af fedt og sne (mørke nilas op til 5 cm tykke, lyse nilas op til 10 cm tykke) - en tynd elastisk isskorpe, der let bøjer på vand eller svulmer og danner takkede lag, når den komprimeres;
kolber dannet i afsaltet vand i et roligt hav (hovedsageligt i bugter, nær flodmundinger) - en skrøbelig skinnende isskorpe, der let knækker under påvirkning af bølger og vind;
pandekageis dannet under svage bølger fra iskoldt fedt, sne eller sjap, eller som følge af et brud som følge af bølger af en kolbe, nilas eller såkaldt ungis. De er runde isplader fra 30 cm til 3 m i diameter og 10 - 15 cm tykke med hævede kanter på grund af gnidning og stød fra isflager. Det videre udviklingsstadium for isdannelse er ung is, som er opdelt i grå (10 - 15 cm tyk) og grå-hvid (15 - 30 cm tyk) is. Havisen, der udvikler sig fra ung is og ikke er mere end én vinter gammel, kaldes førsteårsis. Denne førsteårs is kan være:
tynd førsteårs is - hvid is 30 - 70 cm tyk,
gennemsnitlig tykkelse - 70 - 120 cm,
tyk førsteårsis - mere end 120 cm tyk Hvis havis er smeltet i mindst et år, klassificeres den som gammel is. Gammel is er opdelt i:
resterende førsteårs is - is, der ikke er smeltet om sommeren og igen er i frysestadiet,
to-årig - varer mere end et år (tykkelsen når 2 m),
flerårig is 3 m tyk eller mere, som har overlevet smeltning i mindst to år. Overfladen af sådan is er dækket af talrige uregelmæssigheder og høje dannet som følge af gentagen smeltning. Den nederste overflade af flerårig is er også meget ujævn og varieret i form.
Udbredelse af havisen.
Arealet af havis varierer sæsonmæssigt fra 9 til 18 millioner km² på den nordlige halvkugle og fra 5 til 20 millioner km² på den sydlige halvkugle. Maksimal udvikling af isdække på den nordlige halvkugle observeres i februar-marts og i Antarktis - i september-oktober. Generelt dækker havis på kloden, når der tages højde for årstidsvariationer, 26,3 millioner km² med en gennemsnitlig dæktykkelse på omkring 1,5 m. Der dannes havis i alle havene i Det Arktiske Ocean. Om vinteren dannes de også i Bering, Okhotsk, Azov, Aral og Hvidehavet, i de finske, botniske og Riga-bugter i Østersøen, i de nordlige dele af det japanske og kaspiske hav og til tider på den nordvestlige kyst af Sortehavet.
I Arktis er der seks gradueringer af første- og flerårsis, der adskiller sig i tykkelse og tidspunkt for deres eksistens. Et-års is kaldes tynd, når dens tykkelse er 30-70 cm, medium tykkelse - fra 70 til 120 cm og tyk - mere end 120 cm. To-års is har en tykkelse på 180-280 cm, tre- og fire- års is - 240-280 cm Tykkelsen af flerårig is når 280 -360 cm I perioden med maksimal udvikling af isdække i det arktiske hav dækker flerårig is 28% af det samlede areal, toårig is - 25%, førsteårs- og ungis - 47%.
På den sydlige halvkugle udvikles isdække fra april til september koncentrisk omkring Antarktis. Flerårig is er praktisk talt ikke-eksisterende der, og toårig is dækker mindre end 25% af området med maksimal isudvikling.
Glacial rekord
Sne, der falder på en gletsjer, ligger i et lag på overfladen, og vinteraflejringer er meget anderledes i struktur end sommeraflejringer. Hvert år begraver et nyt lag sne sidste års lag, og så videre i titusinder og hundredtusinder af år. Gletscheren vokser, de ældgamle lag bliver dybere og dybere, og hele ismassen opdeles i årslag, svarende til træernes årringe. Sådan er istidsregistret skrevet, men for at læse det skal du i det mindste lære at bestemme alderen på hvert islag.
I den øverste del af gletsjeren, som blev dannet "for ganske nylig" - i løbet af de sidste par tusinde år - bestemmes lagets alder uden større besvær. For at gøre dette skal du blot tælle de årlige lag, der består af vinter- og sommeraflejringer. Efterhånden som dybden øges, bliver dette stadig sværere, fordi isen flyder langsomt. Derfor, når man bestemmer alderen af gamle lag, bruges specielle beregninger, der tager højde for denne bevægelse.
Gletschere registrerer meget mere detaljerede oplysninger om tidligere epoker end træringe. De kan fortælle videnskabsmænd om, hvilket klima, lufttemperatur, atmosfære var på vores planet for ikke 10 - 20, men for 200 - 300 tusind år siden. Selv oplysninger om vindene, der blæste i disse fjerne epoker, forbliver i gletsjernes hukommelse. Hvordan er al denne rige information gemt i isen? Det er kendt, at vand består af to kemiske grundstoffer - brint og oxygen. Men ilt og brint er forskellige - "let" og "tungt." Almindelig vand dannes fra de såkaldte lette isotoper, og tungt vand dannes af tunge isotoper. Blandt almindeligt vands mange molekyler kan man altid finde flere tungtvandsmolekyler – i naturen er de som regel uadskillelige. Men faktum er, at indholdet af tungt vand i is afhænger af temperaturen, hvorved det blev dannet. Jo højere temperatur, jo flere tungtvandsmolekyler er der i isen. Derfor kan man ved at måle mængden af tungt vand i isen ret præcist finde ud af, hvad temperaturen var på tidspunktet for dens dannelse. Sammen med vand lagres også atmosfærisk støv, der lagde sig på overfladen af isen for mange tusinde år siden, i gletsjerens tykkelse. Ved at analysere den kan du finde ud af, hvad luften var forurenet med i de epoker, hvor den blev bragt fra af vindene, om der dengang var større vulkanudbrud og meget mere.
Endnu mere interessante optegnelser fra istidsregistret vedrører sammensætningen af den gamle atmosfære. Problemet med luftforurening er et af de presserende problemer for den moderne menneskehed. Og du kan kun finde ud af, hvor meget atmosfæren er blevet forringet ved at sammenligne dens moderne sammensætning med den, den havde længe før menneskets og industriens fremkomst. Hvor kan du finde gammel luft?
I gletschere. Efter at være faldet til overfladen bliver sne først til firn - løs granulær is med meget luft.
Når firn komprimerer og fryser, danner den is, og luftboblerne, den indeholder, er tæt forseglet i gletsjermassen. Efter at have isoleret disse små bobler af gammel luft, udfører videnskabsmænd en kemisk analyse af dem og bestemmer, hvor meget kuldioxid, oxygen, metan og mange andre atmosfæriske gasser der var i det.
Det vigtigste og mest interessante er, at alle de oplysninger, der er registreret i istidsregistret, kan læses trin for trin, år for år, ved at analysere hvert årslag af is separat og i rækkefølge. Ved at bevæge sig fra top til bund kan du spore, hvordan temperaturen, forureningen og sammensætningen af jordens atmosfære gradvist ændrede sig, og hvordan de klimatiske forhold på Jorden svingede over flere hundrede tusinde år. For at finde ud af det er det nødvendigt at bore gennem tusind meter tykkelse af gletschere, få isprøver fra forskellige dybder og derefter udsætte dem for analyse i videnskabelige laboratorier.
Det første hul i isen blev lavet i Alperne i 1841, og et halvt århundrede senere var flere alpine huller allerede nået til gletsjerbunden. I dag er gletscherboring blevet en almindelig aktivitet for forskere. Dybden af nogle brønde i Grønland og Antarktis oversteg 2 km.
Det er meget vanskeligt at bore is på grund af dens plasticitet: Så snart du fjerner boret, lukker hullets vægge hurtigt. Derfor skal brønden fyldes med ikke-frysende væske, som har samme densitet som is. Normalt bruges enten en elektromekanisk eller en elektrotermisk metode til boring, når isen smeltes af et opvarmet bor.
En issøjle fjernet fra gletsjeren under boring kaldes en "kerne". Det føres omhyggeligt til specielle kølelaboratorier, hvor det studeres i detaljer ved hjælp af de mest moderne analysemetoder.
De mest interessante resultater hidtil er kommet fra boringer ved Vostok-polarstationen i Antarktis, som begyndte i 70'erne af det 20. århundrede. Vostok-stationen ligger i den centrale del af Østantarktis i en højde af 3490 m. Den gennemsnitlige årlige temperatur her er -56,6 C, sne ophobes lidt mere end 2 cm om året.Gletscherens tykkelse på 3500 m indeholder is afsat over hundredtusinder af år.
Havisen er klassificeret:
efter oprindelse,
efter former og størrelser,
i henhold til tilstanden af isoverfladen (flad, hummocky),
efter alder (udviklingsstadium og ødelæggelse),
i henhold til navigationskriterier (ispassagelighed med skibe),
i henhold til dynamiske egenskaber (fast og flydende is).
Efter oprindelse Is er opdelt i hav-, flod- og gletsjeris.
Marine is er dannet af havvand og har en grønlig eller hvidlig (i nærvær af luftbobler eller sne) nuance.
Ferskvand Is føres ud fra floder om foråret og sommeren og har en grålig eller brunlig farvetone på grund af indeslutninger af suspenderet stof.
Gletscher is (af kontinental oprindelse) dannes som følge af kælvning af gletsjere, der går ned i havet - isbjerge, drivende isøer.
Efter udseende og form is er opdelt i:
isnåle dannet på overfladen eller i vandsøjlen,
issvin– ophobning af frosne isnåle i form af pletter eller et tyndt lag af grålig blyfarve,
snefnug– en tyktflydende grødet masse dannet under kraftigt snefald på afkølet vand,
slam– ophobning af isklumper, sne og bundis,
Nilas– tynd elastisk isskorpe op til 10 cm tyk,
flaske– tynd gennemsigtig is op til 5 cm tyk, dannet af iskrystaller eller fedt i et roligt hav,
pandekageis– is, normalt rund i form med en diameter på 30 cm til 3 m og en tykkelse på op til 10 cm.
Alt efter alder is sker:
ung isen er 15-30 cm tyk, har en grå eller grå-hvid nuance,
årligt is - is, der ikke har eksisteret mere end en vinter, med en tykkelse på 30 cm til 2 m.
to år– is, der nåede en tykkelse på mere end 2 m ved udgangen af den anden vinter,
flerårig pakis er is, der har eksisteret i mere end 2 år, mere end 3 m tyk, blå i farven.
Ved navigationsfunktion ispermeabilitet vurderes på en 10-trins skala samhørighed is. Iskoncentration (tykkelse) er forholdet mellem arealet af isflager og vandrummene mellem dem i et givet område. Praksis med isnavigation har vist, at uafhængig navigation af et almindeligt søfartøj er mulig, når koncentrationen af drivis er 5-6 point.
I henhold til dynamiske egenskaber Is er opdelt i fast og flydende.
Fast is findes i formen hurtig is ud for kysten. Tykkelsen af flerårig fast is ud for Grønlands kyst er mere end 3 m, og ud for Antarktis kyst er der ti og endda hundreder af meter. Tykkelsen af et-årig fast is i det arktiske hav er omkring 2-3 m, bredden er op til 500 km (Laptevhavet).
flydende Is dannes enten ved frysning af flydende is eller ved at bryde fast is.
Udtrykket, der bruges til at henvise til enhver form for flydende havis drivende is.
Størrelsen af drivis er forskellige: når størrelsen er mere end 500 m i diameter, kaldes de isnendefelter, til størrelser 100…500m - isfragmenterfelter, med størrelser 200...100m - stor is, for størrelser mindre end 20 m - , knust is.
Bevægelsen af is sker under påvirkning af vind eller strømme, under påvirkning af hvilken de ændrer deres kompakthed. Når vinden blæser på land, øges koncentrationen af drivis, når vinden blæser fra kysten, tynder isen ud. Når hastigheden af strømme stiger, tynder isen ud, og efterhånden som hastigheden falder, ophobes isen. Ophobningen (komprimeringen) af is sker under ændringen af tidevandsstrømmene, og varer 1-2 timer, hvorefter udtynding af isen observeres. Når vandstanden stiger, tynder isen ud, og når den falder, konsoliderer den sig.
Gletscher is - isbjerge(isbjerge) dannes i områder af det arktiske hav og ud for Antarktis kyst. Strømme fører dem til moderate breddegrader af begge halvkugler. Isbjerge når nogle gange enorme størrelser. I 1854, i området 44°S. 28°V. Et isbjerg 120 km langt og 90 m højt blev stødt på. Kun en tiendedel af isbjerget hæver sig over vandet.