// Вие четете...

Свойства на морската вода

Що за процес е ледообразуването?

Ледообразуване в прясна вода.

Нека разгледаме идеализираната картина на ледообразуването в пресноводен водоем. Хоризонталните премествания на вода и въздух няма да бъдат вземани под внимание. От есента към зимата повърхностния слой постепенно започва да изстива. Охлаждайки се до температурата на най-голяма плътност 4°С и ставайки по-тежък той започва да се спуска надолу, а на негово място се издига по-малко плътен и сравнително топъл слой. Този процес на вертикална циркулация се нарича конвекция. Конвекцията се прекратява след като смесилият се обем вода приеме температурата на най-голяма плътност. По нататък охлаждането продължава само върху повърхностния слой вода, чиято плътност става по-малка от тази на постилащия слой. Това изключва възможността за по-нататъшно конвективно премесване. След такава „подготовка“ във водата започва образуване на ядра на кристализация в повърхностния най-охладен слой. Частиците на първия лед с момента на видимост имат формата на малки дискове. От тях вече се образуват ледени кристали. Нарастването на кристалите отначало е в хоризонтално направление и когато то се прекрати започва нарастването надолу по вертикала и на повърхността на водоема се появява плътна ледена корица, като резултат на статичното ледообразуване. По нататък нарастването в дебелина на леда е в резултат на топло обмена на границата лед – въздух. В този случай се образува плътен, прозрачен, без примеси и въздушни мехурчета иглообразен лед, който може да бъде представен, като отсечени призми и пирамиди. Размерът на всеки леден кристал, образувал се в спокойни условия, не рядко достига 10 см и повече. Иглообразния лед е най-прозрачния вид лед, но в същото време и най-крехкия.
Температурния профил на езеро в зимно време има твърде характерни очертания. На долната граница на леда температурата е близка до 0°С, по надолу се разполага термоклин (граница между температурните слоеве), характеризиращ се с промяна на температурата от 0 до 4°С. Дълбочината на този слой зависи от степента на суровост и продължителност на зимата. Под термоклина цялата маса вода има една и съща температура 4°С.
Ако обаче замръзването е съпътствано от вятър, охлаждането на водата ще е по-бързо, благодарение на нейното изпарение и турбулентността на въздуха, заради което ледът се появява по-рано. Заедно с това, силния вятър предизвиква интензивно премесване на връхния слой, при което на повърхността излиза от дълбочина по-топла вода, като дебелината на термоклина се повишава, а ледообразуването се забавя. По тази причина някои от езерата никога не се покриват с лед напълно.
В условия на турбулентно премесване на водата под влиянието на силни течения и вълнение, предизвикани от вятъра, образуването на ядра на кристализация ще се случва в целия обем на смесените води, а не само в тънък слой на повърхността. Топлината на ледообразуване ще се изнася от вихри на повърхността и ще се отдава на атмосферата. Същите такива вихри ще захващат и ще пренасят в дълбочина преохладени частици вода и порции студен въздух, което ще способства за охлаждане на цялата маса вода. Поради това образуването на лед няма да е само на повърхността, но ще се случва и на различни дълбочини до дъното, а също и върху предметите намиращи се под водата (въжета, мрежи и други).
Ледът образувал се в тези условия е прието да се нарича вътрешно воден лед. Той възниква в резултат на динамично ледообразуване.
Терминът „вътрешно воден лед“ характеризира генетичното различие на този вид лед от леда образувал се на повърхността и обединява две разпространени названия, дълбочинен лед и дънен или котвен лед.
Вътрешно водния лед има гъбеста не здрава структура, състояща се от струпани ледени кристали с различни размери и форми. Промеждутъците между кристалите могат да бъдат запълнени с въздушни мехурчета или вода, както и песъчинки, в резултат на което вътрешно водния лед е непрозрачен. Кристалите сблъсквайки се и частично залепвайки се образуват кичури, които изплуват на повърхността на водата. На свой ред те се съединяват и образуват форми наподобяващи килим или венци.
Названието „дънен лед“ се използва в тези случаи, когато става дума за образуване или изплаване на вътрешно воден лед, образувал се на дъното. Той е рохкава маса и се отличава с голяма плавучест. Нарастването на ледените кристали на дъното понякога може да се случи толкова бързо, че в течение на денонощие да се образува слой мека ледена маса с дебелина 1 м.
Важна роля за образуването на дънния лед играе характера на грунда. Най-бързо той се образува на скалист грунд и по-бавни на пясъчен и чакълест.
Издигането на дънния лед на повърхността на вода обикновено става сутрин на зазоряване, тоест към момента на най-силно охлаждане.
Ледената кора от дълбочинно образувал се лед, както и образувалия се лед в резултат на непосредствено замръзнала вода под действието на вятъра и вълнението имат мътен бяло сив цвят. Неговата здравина е по-малка от здравината на прозрачния лед.
Слоестия лед е комбинация от прозрачния и мътния лед и се състой от паралелни слоеве от двата вида лед.
През зимата ледът, независимо от неговия характер има повече или по-малко ясно изразена кристална структура със стъкловидна повърхност. В естествени условия преди всичко се среща лед на малки кристали, като размерите на ледените кристали, образували се на развълнувана повърхност не превишават 0,5 – 2 см.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар