Mořský led je led vytvořený v moři ( oceánu ), když voda zamrzne . Jelikož je mořská voda slaná , dochází k zamrzání vody se slaností rovnající se průměrné slanosti Světového oceánu při teplotě asi -1,8 °C.
Hodnocení množství (hustoty) mořského ledu se udává v bodech - od 0 (čistá voda) do 10 (pevný led).
Nejdůležitější vlastnosti mořského ledu jsou poréznost a slanost, které určují jeho hustotu (od 0,85 do 0,94 g/cm³). V důsledku nízké hustoty ledu vystupují ledové kry nad hladinu vody o 1/7 - 1/10 své tloušťky . Tání mořského ledu začíná při teplotách nad -2,3 °C. Ve srovnání se sladkou vodou je obtížnější fragmentovat a je pružnější [1] .
Slanost mořského ledu závisí na slanosti vody, rychlosti tvorby ledu, intenzitě mísení vody a jejím stáří [2] . V průměru je slanost ledu 4krát nižší než slanost vody, která jej vytvořila, v rozmezí od 0 do 15 ppm (v průměru 3-8 ‰) [3] .
Mořský led je komplexní fyzické tělo skládající se z čerstvých ledových krystalů, solanky, vzduchových bublin a různých nečistot. Poměr složek závisí na podmínkách tvorby ledu a následných ledových procesech a ovlivňuje průměrnou hustotu ledu. Přítomnost vzduchových bublin ( porozita [4] ) tedy výrazně snižuje hustotu ledu. Slanost ledu má menší vliv na hustotu než pórovitost. Při salinitě ledu 2 ppm a nulové pórovitosti je hustota ledu 922 kilogramů na metr krychlový a při pórovitosti 6 procent klesá na 867. Současně s nulovou pórovitostí se zvyšuje salinita z 2 na 6 ppm vede ke zvýšení hustoty ledu pouze z 922 na 928 kilogramů na metr krychlový [5] .
Průměrná tepelná vodivost mořského ledu je asi pětkrát vyšší než u vody a osmkrát vyšší než u sněhu a je asi 2,1 W/m°, ale směrem k dolnímu a hornímu povrchu ledu se může snižovat. zvýšení salinity a zvýšení počtu pórů.
Tepelná kapacita mořského ledu se blíží tepelné kapacitě čerstvého ledu, protože teplota ledu klesá, jak solná solanka zamrzá. S nárůstem slanosti a následně i nárůstem hmotnosti solanky je tepelná kapacita mořského ledu stále více závislá na teplu fázových přeměn, to znamená na změnách teploty. Efektivní tepelná kapacita ledu se zvyšuje se zvyšující se slaností a teplotou.
Teplo tání (a krystalizace ) mořského ledu se pohybuje od 150 do 397 kJ/kg v závislosti na teplotě a slanosti (se zvyšující se teplotou nebo slaností teplo tání klesá).
Čistý led je průhledný pro světelné paprsky. Inkluze (vzduchové bubliny, solný roztok, prach ) rozptylují paprsky a výrazně snižují průhlednost ledu.
Odstíny barev mořského ledu ve velkých masivech se liší od bílé po hnědou.
Bílý led se tvoří ze sněhu a má mnoho vzduchových bublin nebo buněk solanky.
Mladý mořský led se zrnitou strukturou s významným množstvím vzduchu a solanky má často zelenou barvu.
Víceletý homolový led, ze kterého se vymačkávají nečistoty, a mladý led, který v bezvětří zmrzl, má často modrou nebo modrou barvu. Ledovcový led a ledovce jsou také modré . V modrém ledu je jasně viditelná jehlovitá struktura krystalů .
Hnědý nebo nažloutlý led má říční nebo přímořský původ, obsahuje nečistoty jílu nebo huminových kyselin .
Počáteční druhy ledu (ledový tuk, kal) mají tmavě šedou barvu, někdy s ocelovým nádechem. S rostoucí tloušťkou ledu se jeho barva stává světlejší a postupně přechází v bílou. Při tání tenké kousky ledu opět zešediví.
Pokud led obsahuje velké množství minerálních nebo organických nečistot ( plankton , eolské suspenze, bakterie ), může se jeho barva změnit na červenou, růžovou, žlutou až černou .
Díky vlastnosti ledu zachycovat dlouhovlnné záření je schopen vytvářet skleníkový efekt, který vede k ohřevu vody pod ním.
Pod mechanickými vlastnostmi ledu rozumíme jeho schopnost odolávat deformacím .
Typické typy deformace ledu: tah, tlak , smyk , ohyb . Rozlišují se tři fáze deformace ledu: elastická , elasticko- plastická a fáze destrukce. Zohlednění mechanických vlastností ledu je důležité při určování optimálního průběhu ledoborců , dále při umísťování nákladu na ledové kry, polární stanice , při výpočtu pevnosti trupu lodi [ 6] .
Tradičně jsou fyzikální a mechanické vlastnosti mořského ledu studovány na základě jader a vzorků vyvrtaných z rovných ledových polí, pahorků a stamukh. V poslední době se pro zjišťování síly ledu bezvzorkovou metodou používá také hlubinná sonda-indentor skládající se z hydraulické stanice, indentoru, záznamníku odečtů z tlakových čidel, posunu a signálů praskání ledu při testování. Aplikace této metody může výrazně zkrátit čas strávený výzkumem [7] .
Když se tvoří mořský led, drobné kapičky slané vody jsou zachyceny mezi zcela čerstvými ledovými krystaly , které postupně stékají dolů. Bod mrazu a teplota největší hustoty mořské vody závisí na její slanosti. Mořská voda, jejíž slanost je pod 24,695 ppm (tzv. brakická voda ), po ochlazení dosáhne nejprve nejvyšší hustoty jako sladká voda a dalším ochlazením a bez míchání rychle dosáhne bodu mrazu . Pokud je slanost vody vyšší než 24,695 ppm (slaná voda), ochlazuje se na bod mrazu za stálého zvyšování hustoty za neustálého míchání (výměna mezi horní studenou a spodní teplejší vrstvou vody), což nevytváří podmínky pro rychlé ochlazení a zamrznutí vody, to znamená, když Za stejných povětrnostních podmínek zamrzne slaná oceánská voda později než voda brakická.
Mořský led se dělí na tři typy podle umístění a mobility :
Podle fází vývoje ledu se rozlišuje několik takzvaných počátečních typů ledu (v pořadí doby vzniku):
Dále v době vzniku typů ledu - nilas ice :
Dalším stádiem vývoje tvorby ledu je mladý led , který se dělí na šedý (10–15 cm silný) a šedobílý (15–30 cm silný) led.
Mořský led, který se vyvíjí z mladého ledu a není starší než jednu zimu , se nazývá led prvního roku . Tento led prvního roku může být:
Pokud mořský led taje alespoň jeden rok, je klasifikován jako starý led . Starý led se dělí na:
Tloušťka víceletého ledu v Severním ledovém oceánu v některých oblastech dosahuje 4 m.
V antarktických vodách je především prvoroční led o tloušťce až 1,5 m, který v létě mizí.
Podle struktury je mořský led podmíněně rozdělen na jehličkovitý, houbovitý a zrnitý, i když se obvykle vyskytuje ve smíšené struktuře.
Podle délky trvání ledové pokrývky a její geneze je vodní plocha Světového oceánu obvykle rozdělena do šesti zón [8] .
Sníh a led | |||||
---|---|---|---|---|---|
Sníh | |||||
Sněhové přírodní útvary | |||||
Přenos sněhu | |||||
Led | |||||
Ledové přírodní útvary | |||||
Ledová pokrývka |
| ||||
Vědní obory |