Основные характеристики морского льда, так же как и морской воды, — это соленость, температура и плотность. Под соленостью морского льда понимают общее количество солей в граммах, содержащихся в 1 кг воды, полученное при его плавлении. Соленость морского льда зависит от солености морской воды, из которой он образовался, от скорости ледообразования, от состояния моря в момент ледообразования, от возраста льда и его толщины. Чем больше скорость ледообразования, тем выше соленость льда, так как меньше морской воды успеет стечь. При образовании льда, кристаллы которого не включают в себя солей, растворенные в морской воде соли переходят в прослойки между кристаллами, образуя раствор повышенной концентрации — рассол. При достаточно интенсивном охлаждении часть рассола остается вмерзшей в ячейках между кристаллами льда. При дальнейшем понижении температуры происходит выкристаллизовывание отдельных солей из рассола.[ ...]
Температура на поверхности льда близка к температуре воздуха, а на нижней поверхности соответствует приблизительно температуре замерзания воды. Поверхностная температура льда испытывает суточные и сезонные изменения, следуя за температурой воздуха, а температура на нижней границе льда иочти постоянна. Поэтому колебания температуры внутри льда сверху вниз уменьшаются.[ ...]
Важное значение имеют такие физические свойства морского льда, как объемное тепловое расширение, теплоемкость и теплопроводность. В отличие от пресного льда, удельный объем которого при понижении температуры уменьшается, удельный объем морского льда при понижении температуры от 0 до —23° С увеличивается.[ ...]
Удельная теплоемкость морского льда также изменяется «аномально», в зависимости от изменений температуры в солевых ячейках, где может происходить таяние или образование льда с выделением или поглощением тепла. При относительно высоких температурах и значительной солености удельная теплоемкость морского льда достигает больших значений. У пресного льда она 0,50 кал/(г - град.), т. е. 2,1 • 103 Дж/(кг- К), у морского с соленостью 10%о и температурой—10° С удельная теплоемкость 0,85 кал/(г-град.), или 3,56• 103 Дж(кг-К), а при температуре —2°С она становится 10,83 кал/(г-град), т. е. 4,54- 104 Дж/(кг-К). Таким образом, удельная теплоемкость морского льда растет с увеличением солености и температуры.[ ...]
Коэффициент теплопроводности льда различной плотности изменяется от 2,05 до 2,26 Вт/(м-К) (от 5,4 • 10 3 до 4,9Х ХЮ-3 кал/сек. град. см).[ ...]
Плотность морского льда зависит от его температуры и солености, а также от количества пузырьков, включенных в лед. Плотность чистого пресного льда, лишенного пузырьков воздуха, при 0°С равна 0,9176; она незначительно повышается с понижением температуры, а у морского льда и с увеличением солености. В зависимости от солености и содержания пузырьков воздуха (т. е. пористости, выражаемой в процентах и характеризующей отношение объема пузырьков, включенных в лед, к общему объему льдины) плотность морского льда изменяется в пределах от 0,920 до 0,953 г •см-3. Наибольшее влияние на плотность, а также и прочность льда оказывает включение пузырьков воздуха, поэтому старые льды, где солевые ячейки, освободившиеся от рассола, заполнены пузырьками воздуха, имеют наименьшую плотность.[ ...]
Льды различаются и по механическим свойствам — твердости, упругости, прочности, эластичности. Твердость льда с понижением температуры возрастает, а с нею увеличивается и хрупкость. Морской лед менее прочен, чем речной, но отличается большей упругостью и пластичностью. Исследования механических свойств ледяного покрова показывают, что прочность морского льда примерно на 25% ниже прочности речного льда. Для оценки прочности льда пользуются такими характеристиками, как предел и модуль упругости разрушающее напряжение, коэффициент вязкости, коэффициент Пуассона и др. Все эти характеристики, полученные как в лабораторных, так и в природных условиях, приводятся в специальной литературе, в частности в «Океанологических таблицах».[ ...]
Вернуться к оглавлению