Образование льдов морей

  Одним из важнейших условий, при которых на поверхности какого-либо водоема может образоваться лед, является охлаждение верхнего слоя воды до температуры, при которой она может замерзнуть. Данное явление возможно в различных регионах с отрицательным радиационным балансом, а если точнее, то там, где влияние коротковолновой радиации с солнца меньше, по сравнению с длинноволновым излучением земли. Излучение земли больше излучения солнца в экваториальном и тропических поясах, но меньше – в полярных широтах. Сила излучения земли и солнца совпадают на территории около 40-х параллелей обоих полушарий. Это значит, что в областях, находящихся выше 40-х параллелей возможно охлаждение вплоть до образования, и, следовательно, существования льдов морей.

  На самом деле: в Северном полушарии каждый год наблюдается образование льдов в Аральском, Азовском, некоторых частях Каспийского и Черного морей. Однако льды никогда не образуются в областях, расположенных намного севернее, а именно в Норвежском, значительной части Гренландского и Баренцева морей. Большую часть времени года нет льдов западнее Шпицбергена, около 80-й параллели. Другими словами, закон широтной зональности по пространственному распространению не соблюдается. Это значит, что только охлаждения не достаточно для образования льда на водной поверхности. При снижении температуры воды наблюдается увеличение её плотности, которая вызывает перемешивание. Охлажденная, более плотная вода опускается на дно, а всплывает более теплая и менее плотная. Далее всё зависит от количества тепла, содержащегося в слое моря, охваченного конвекцией. Кроме того, этот процесс может быть замедлен при существующем горизонтальном потоке тепла или тепла морских течений. Данное явление наблюдается в Северной Атлантике. Теплый поток Северо-Атлантического течения, широким потоком вливающегося в Северный Ледовитый океан через просторы Гренландского, Норвежского и Баренцева морей. Количество тепла этого течения так значительно, что практически исключает образование льдов на данных территориях. Упомянутые ранее замерзающие моря России имеют отличительные особенности по сравнению с океанами. Во-первых, замерзают только мелководные акватории. Так, наибольшая глубина Азовского моря – 13 м, значит тепло в его водах быстро расходуется с началом осенних заморозков. Во-вторых, низкая соленость вод южных морей Росси играет важную роль в процессе образования и существования льдов морей. В гидрологии есть понятие наибольшей плотности.
  Что касается пресной воды, то её показатель плотности наибольший при 4 °С. При данной температуре вода погружается на дно и постепенно заполняет весь объем водоема. Когда перемещение завершается, резко сокращается поступление тепла с глубины на поверхность, что при продолжающемся охлаждении вызывает образование и существование льдов морей. С увеличением солености температура наибольшей плотности постепенно опускается до нуля и при достижении солености 24,7‰, равняется температуре замерзания, которая при этой солености равна –1,3°С. В морях, где соленость воды ниже 24,7‰, конвекция проходит по типу пресного водоема, в остальных случаях, т.е. где вода считается соленой, конвекция будет продолжаться, пока не охладится вся водяная масса водоема. Поэтому Норвежское море, благодаря глубокой конвекции и большому теплозапасу, не замерзает. Это объясняется высокой теплоемкостью воды. Для понижения температуры воды на один градус необходимо, чтобы каждый грамм воды выделил 4,2 Дж тепла. А так же, для создания условия, достаточных для начала кристаллизации, каждый грамм воды должен выделить еще 334 Дж тепла — это теплота кристаллизации.