При какой температуре замерзает озеро: При какой температуре вода в реке замерзает настолько, что по ней можно будет ходить без опасений?

Содержание

Как правило, водоемы замерзают неравномерно

Как правило, водоемы замерзают неравномерно: сначала у берега, на мелководье, в защищенных от ветра заливах, а затем уже на середине. На озерах, прудах, ставках (на всех водоемах со стоячей водой, особенно на тех, куда не впадает ни один ручеек, в которых нет русла придонной реки, подводных ключей) лед появляется раньше, чем на речках, где течение задерживает льдообразование. На одном и том же водоеме можно встретить чередование льдов, которые при одинаковой толщине обладают различной прочностью и грузоподъемностью.

Ежегодно тонкий лед становится причиной гибели людей. Как правило, среди погибших чаще всего оказываются дети и рыбаки. Избежать происшествий можно, если соблюдать правила безопасности. Одна из самых частых причин трагедий на водоёмах — алкогольное опьянение. Люди неадекватно реагируют на опасность и в случае чрезвычайной ситуации становятся беспомощными.

Выходя на лед нужно быть крайне внимательным и соблюдать меры безопасности!!!

Ø Безопасным для человека считается лед толщиной не менее 10 сантиметров в пресной воде и 15 см в соленой.

Ø В устьях рек и притоках прочность льда ослаблена. Лед непрочен в местах быстрого течения, бьющих ключей и стоковых вод, а также в районах произрастания водной растительности, вблизи деревьев и камыша.

Ø Если температура воздуха выше 0 градусов держится более трех дней, то прочность льда снижается на 25 %.

Ø Прочность льда можно определить визуально: лёд прозрачный голубого, зеленого оттенка – прочный, а прочность льда белого цвета в 2 раза меньше. Лёд, имеющий оттенки серого, матово-белого или желтого цвета является наиболее ненадежным. Такой лёд обрушивается без предупреждающего потрескивания.

Ø Не отпускать детей на лед (на рыбалку, катание на лыжах, коньках) без сопровождения взрослых.

Правила поведения на льду:

Ø Нельзя выходить на лед в темное время суток и при плохой видимости (туман, снегопад, дождь).

Ø При переходе через реку следует пользоваться организованными ледовыми переправами.

Ø При вынужденном переходе водоема безопаснее всего придерживаться проторенных троп или идти по уже проложенной лыжне. Но если их нет, надо перед тем, как спуститься на лед, очень внимательно осмотреться и наметить предстоящий маршрут.

Ø Нельзя проверять прочность льда ударом ноги. Если после первого сильного удара поленом или лыжной палкой покажется хоть немного воды, — это означает, что лед тонкий, по нему ходить нельзя. В этом случае следует немедленно отойти по своему же следу к берегу, скользящими шагами, не отрывая ног ото льда и расставив их на ширину плеч, чтобы нагрузка распределялась на большую площадь. Точно так же поступают при предостерегающем потрескивании льда и образовании в нем трещин.

Ø Оказавшись на тонком, потрескивающем льду, следует осторожно повернуть обратно и скользящими шагами возвращаться по пройденному пути к берегу.

Ø На замерзший водоем необходимо брать с собой прочный шнур длиной 20 — 25 метров с большой глухой петлей на конце и грузом. Груз поможет забросить шнур к провалившемуся в воду товарищу, петля нужна для того, чтобы пострадавший мог надежнее держаться, продев ее под мышки.

Ø При переходе водоема группой необходимо соблюдать расстояние друг от друга (5–6 м).

Ø Замерзшую реку (озеро) лучше переходить на лыжах, при этом крепления лыж нужно расстегнуть, чтобы при необходимости быстро их сбросить; лыжные палки держать в руках, не накидывая петли на кисти рук, чтобы в случае опасности сразу их отбросить.

Ø Особенно осторожным нужно быть в местах, покрытых толстым слоем снега, в местах быстрого течения и выхода родников, вблизи выступающих над поверхностью кустов, осоки, травы, в местах впадения в водоемы ручьев, сброса вод промышленных предприятий.

Ø Если есть рюкзак, повесить его на одно плечо, что позволит легко освободиться от груза в случае, если лед провалится.

Ø При рыбной ловле на льду не рекомендуется делать лунки на расстоянии 5-6 метров одна от другой. Чтобы избежать беды, у рыбака должны быть спасательный жилет или нагрудник, а также веревка – 15-20 м длиной с петлей на одном конце и грузом 400-500 г на другом.

Ø Надо знать, что человек, попавший в ледяную воду, может окоченеть через 10-15 минут, а через 20 минут потерять сознание. Поэтому жизнь пострадавшего зависит от сообразительности и быстроты действия спасателей.

Ø ЗАПРЕЩАЕТСЯ: выходить на лед в состоянии алкогольного опьянения, прыгать и бегать по льду, собираться большим количеством людей в одной точке, выходить на тонкий лед, который образовался на реках с быстрым течением.

Что делать, если Вы провалились под лед?

Ø Не паниковать, не делать резких движений, стабилизировать дыхание.

Ø Широко раскинуть руки в стороны и постараться зацепиться за кромку льда, чтобы не погрузиться с головой.

Ø По-возможности перебраться к тому краю полыньи, где течение не увлечет Вас под лед.

Ø Попытаться осторожно, не обламывая кромку, без резких движений, наползая грудью, лечь на край льда, забросить на него одну, а затем и другую ногу. Если лед выдержал, медленно, откатится от кромки и ползти к берегу.

Ø Передвигаться нужно в ту сторону, откуда пришли, ведь там лед уже проверен на прочность.

Оказание помощи пострадавшему, провалившемуся под лед:

Ø Вооружиться любой длинной палкой, доской, шестом или веревкой. Можно связать воедино шарфы, ремни или одежду.

Ø Подползать к полынье очень осторожно, широко раскинув руки.

Ø Сообщить пострадавшему криком, что идете ему на помощь, это придаст ему силы, уверенность.

Ø Если Вы не один, то, лечь на лед и двигаться друг за другом.

Ø Подложить под себя лыжи, фанеру или доску, чтобы увеличить площадь опоры и ползти на них.

Ø За 3–4 метра протянуть пострадавшему шест, доску, кинуть веревку или шарф или любое другое подручное средство.

Ø Подавать пострадавшему руку небезопасно, так как, приближаясь к полынье, вы увеличите нагрузку на лед и не только не поможете, но и сами рискуете провалиться.

Ø Осторожно вытащить пострадавшего на лед, и вместе с ним ползком выбираться из опасной зоны.

Ø Доставить пострадавшего в теплое (отапливаемое) помещение. Оказать ему помощь: снять и отжать всю одежду, по возможности переодеть в сухую одежду и укутать полиэтиленом (возникнет эффект парника).

Ø Вызвать скорую помощь – 112.

Оказание первой медицинской помощи пострадавшему:

Ø При попадании жидкости в дыхательные пути, пострадавшему необходимо очистить полость рта, уложить его животом на колено так, чтобы голова свисала к земле и, энергично нажимая на грудь и спину, удалить воду из желудка и легких.

Ø Приступить к выполнению искусственного дыхания.

Ø Немедленно вызвать скорую медицинскую помощь.

Время безопасного пребывания человека в воде:

Ø При температуре воды 24° С время безопасного пребывания: 7-9 часов.

Ø При температуре воды 5-15° С — от 3,5 часов до 4,5 часов.

Ø Температура воды 2-3 ° С становится не безопасной для человека через 10-15 мин.

Ø При температуре воды минус 2° С окоченение может наступить через 5-8 мин.

2 РОНД Управления по ЮАО Главного управления МЧС России по г.Москве предупреждает при появлении запаха газа немедленно выключите газовую плиту, перекройте кран подачи газа, проветрите помещение и вызовите работников газовой службы по телефону «104» или пожарных и спасателей по телефону «101».

Замерзание озер — Справочник химика 21

    Появление первичных форм ледообразования и замерзание озер в одних и тех же климатических условиях происходят неодновременно. [c.372]

    С замерзанием озера поступление кислорода через его свободную поверхность прекращается. При этом КРК в области донных отложений быстро падает до нуля [259], в то время как у поверхности продукционные процессы еще продолжаются. [c.167]

    Методы диспергирования практически осуществляются путем механического измельчения, дробления, истирания на дробилках, жерновах, шаровых мельницах и др. такие методы широко применяются в производстве фармацевтических препаратов, минеральных красок, графита, цементов. Активно процессы диспергирования протекают в природе. Приливо-отливные явления, прибой океанов, морей, озер развивают колоссальные силы, ведущие к раздроблению скал до валунов, гальки, песка и в дальнейшем вплоть до коллоидных частиц. Постоянное действие водного потока на русло рек непрерывно производит измельчение слагающих его пород. Ледники, развивая при своем движении громадные силы, истирают подстилающие породы. Огромные массы осадочных пород глины, лесс, представляют собой продукты диспергирования твердых пород, происходящего одновременно как под влиянием механических факторов, так и химического воздействия (выветривания под действием воды и углекислоты). Могучим фактором механического диспергирования твердых тел в природе является расширение воды при замерзании. Проникая в трещины горных пород и замерзая в них, вода вызывает дробление не только на крупные куски, но и способствует отрыву мельчайших частиц путем проникновения в них по микротрещинам. [c.302]


    Максимум плотности воды при температуре выше точки замерзания обеспечивает жизнеспособность обитателей морей, озер и водоемов. Большое поверхностное натяжение воды важно для физиологии клетки, обусловливает капиллярные явления, образование и свойства капель. Высокая скрытая теплота испарения способствует поддержанию теплового и водного баланса в атмосфере. Большая диэлектрическая проницаемость воды способствует диссоциации солей, кислот и оснований на положительные и отрицательные ионы, принимающие участие в разнообразных электрохимических процессах и процессах, протекающих в живом организме. [c.226]

    Лед образуется на поверхности озера при —С из воды при 0°С. По мере утолщения слоя льда скорость замерзания снижается благодаря тепловому сопротивлению уже образованного слоя льда. Получите выражение, определяющее толщину слоя льда, как функцию времени. В качестве первого приближения можно пренебречь теплоемкостью льда. [c.153]

    В среднем для суммы солей этот коэффициент равен 0,49, это значит, что половина солей, содержащихся в рапе Селенгинского озера перед его замерзанием, при образовании ледяного покрова вовлекается в лед.[c.150]

    Нами уже указывалось, что плотность глубинных слоев рапы Доронинского озера значительно выше плотности поверхностных слоев и что при охлаждении воды верхние ее слои не перемешиваются с глубинными. По этой причине замерзание Доронинского озера происходит быстро и образующийся лед захватывает большое количество озерной воды. Таким образом, вновь образовавшийся лед озера очень влажен, имев пористую структуру и обладает большой соленостью. [c.164]

    Речь идет при этом не только о собственно льде, периодически сковывающем наши реки и озера, но и о снеге, который является лишь более распыленной формой обыкновенного льда и образуется путем замерзания в воздухе не жидкой воды, а водяных паров. Молекула воды состоит из атома кислорода, к которому присоединены два атома водорода. В кристалле же льда каждый атом кислорода замкнут в тетраэдр из четырех атомов водорода, а каждый атом водорода имеет около себя по два атома кислорода с каждой стороны. Если учесть, что, например, в алюминии каждый атом окружен двенадцатью другими, легко себе представить, что кристаллическая структура льда необычайно пориста, рыхла между атомами в ней остается много свободного пространства. Если бы вода кристаллизовалась в более плотной решетке, например в решетке окиси лития ЫгО, в которой каждый атом кислорода окружен восемью атомами лития, а каждый атом лития — четырьмя атомами кислорода, лед был бы в 1,6 раза плотнее воды и должен был бы в ней тонуть, как тонет в своем расплаве почти всякое другое вещество. [c.294]


    Происходят ли в природе процессы разделения и концентрирования изотопов водорода Да, немного. В водах рек и проточных озер отношение О И мало меняется и в среднем равно 1 6800. В отдельных образцах снега оно снижается до 1 9000, а в морской воде с высоким солесодержанием повышается вплоть до 1 5500 выше оно и в некоторых арктических льдах. Это различие обусловлено частичным фракционированием изотопных разновидностей воды при испарении и замерзании из-за некоторого различия в упругости паров и точке замерзания. Предполагают, что в глубочайших океанических впадинах придонные слои обогащены дейтерием. [c.82]

    Почему не происходит полное замерзание воды в прудах, озерах и реках  [c.397]

    Вода рек, озер, морей также может быть использована, однако необходимо тщательно изучить температурный режим водоема в течение года, так как имеется опасность замерзания ее на стенках испарителя в зимний период. [c.436]

    Водные ресурсы (моря, озера, реки, болотные и подземные воды, почвенная влага) подлежат охране от истощения, засорения и загрязнения как ресурсы пром. и бытового водоснабжения, как источники энергии и транспортные пути, как места произрастания полезной водной растительности, обитания рыбы и других полезных водных животных, охотничьи угодья, источники минеральных солей и грязей, места отдыха и туризма, лечебные ресурсы, объекты, представляющие интерес для науки, просвещения и культуры. Использование водных Р. п. осложнено неравномерностью их распространения и сезонного режима (наводнения, замерзание, пересыхание).[c.442]

    Чистая вода не имеет вкуса, запаха и цвета. Синий цвет морей и озер обусловлен присутствием в воде тонко измельченных твердых веществ. Вода замерзает нри 0° и кипит при 100°. Эти значения аномально велики для соединения с таким малым молекулярным весом. И другие физические свойства воды являются необычными. Плотность ее максимальна при 4°, а выше и ниже этой температуры уменьшается. При замерзании воды плотность ее уменьшается, благодаря чему лед плавает в воде. Объем при превращении воды в лед увеличивается на одну десятую, и это приводит, нанример, к повреждению автомобильных моторов и разрыву водопроводных труб нри понижении температуры ниже нуля. При замерзании рек и озер поверхность их покрывается слоем льда, предохраняющим от гибели животный и растительный мир водоемов. [c.114]

    Точные методы химии, казалось, давно уже выяснили состав воды и ее молекулярный вес. Химик мог с уверенностью утверждать, что из всех соединений в области минеральной и органической химии,— а их насчитываются многие сотни тысяч,— вода, как наиболее простое химическое соедипение водорода с кислородом, представляет тело, наиболее всесторонне исследованное, о химической и физической природе которого не возникает никаких сомнений. Вода рек, озер, морей и океанов, взятая на поверхности или на глубине, одна и та же, формула которой — НгО, а молекулярный вес — 18. Индивидуальность воды, возможность получить ее в совершенно чистом виде, сгущая в соответственных условиях ее пары, послужила для установления целого ряда важных научных понятий температура замерзания воды принята за 0°, температура кипения — за 100° единица веса грамм — это вес одного кубического-сантиметра воды при температуре (4°) наибольшей ее плотности количество тенла, необходимое для нагревания одного грамма воды на один градус, есть одна калория. С понятием вода связаны определенные химические свойства ее и физические константы, которыми и пользуются выражая соотношения свойств всех тел природы. Однако теперь оказывается, что вода не представляет химически индивидуального вещества, к ней примешана другая вода, более плотная с большей молекулярной массой (20), которой присущ при той же формуле иной состав и иные физические свойства. [c.559]

    С августа—октября начинается охлаждение воды, особенно интенсивное перед замерзанием. С появлением ледяного покрова охлаждение замедляется. В мелких водоемах в период ледостава возможно зимнее повышение температуры, длящееся иногда до конца зимы. Это повышение является результатом теплообмена с дном водоема. Так, в озере Вуокса (Карельский перешеек) в придонных слоях (на глубине 20 м) температура перед замерзанием была 1,7° С, а к концу марта повысилась до 3,3° С. [c.361]

    Период зимнего охлаждения начинается с момента установления обратной термической стратификации. В начале этого периода, до замерзания, в больших по площади, но мелководных озерах охлаждение всей водной массы происходит очень интенсивно, чему способствует ветровое перемешивание. Запасы тепла в таких озерах быстро истощаются и водоемы замерзают при очень низкой температуре всей воды в озере (например, оз. Ильмень). [c.367]

    С накоплением в озере ледового материала возникает ледоход — свободно переносимый ветром и течениями плавающий лед. Специфической формой плавучих льдов в большом озере, так же как и в морях, являются блинчатый лед и ледяные поля, оторвавшиеся, от берегового припая. Формирование ледостава, так лмелководье, в заливах и бухтах. Период замерзания больших озер растягивается на два-три месяца (Онежское, Ладожское, Байкал). Эти озера сплошь покрываются льдом только в январе. Отдельные глубокие плёсы в озерах Ладожском, Телецком, Онежском в теплые зимы не замерзают. Озеро Севан замерзает только в суровые зимы, оз. Иссык-Куль не замерзает. [c.373]


    Замерзание большей части озер на Европейской территории СССР в среднем, по данным наблюдений, происходит начиная с конца октября — начала ноября (Кольский полуостров. Северный Край) до середины декабря (Западная Украина, Молдавия). [c.373]

    Поверхность ледяного покрова, структура льда, нарастание его толщин в озерах различны и зависят от условий замерзания осенью и мощности снежного покрова и температуры воздуха зимой. [c.373]

    Сроки замерзания и вскрытия озер изменяются из года в год в зависимости от изменений гидрометеорологических условий. Значительные вариации наблюдаются в датах замерзания и вскрытия озер одного и того же климатического района, но разных по размерам и морфологическому строению котловины, на что обращал внимание И. В. Молчанов и позже Б. Б. Богословский. [c.375]

    Литораль —прибрежная область, в отличие от глубинной, имеет сравнительно однородный по вертикали температурный и кислородный режим. Частично это относится и к освещению. Вместе с тем на отдельных участках прибрежной зоны наблюдается и большее разнообразие. Суточные и сезонные колебания температуры в прибрежной зоне значительно больше,. чем в глубинной. Зимой в умеренных широтах происходит замерзание воды, на отдельных участках озера до дна, летом — нагревание до 25—30° С. Разнообразие вносят геологические породы, слагающие тот или иной участок берега, различная крутизна склона дна, защищенность побережья от действия ветра, а следовательно, и волнения, большая или меньшая степень инсоляции и т. д. По этим причинам обитатели литорали отличаются от обитателей глубинной области и характеризуются большей дифференциацией.[c.385]

    Один из способов создания барьера заключается в том, чтр зимой после замерзаний поверхности озера она покрывается перфорированной пластиковой пленкой. Затем на эту пленку насыпается слой песка. Когда лед тает, это покрытие погружается на дно озера и закрывает донные отложения, а песок становится новым отложением озера, обедненным биогенными веществами. Перфорация необходима для погружения пленки, а также способствует развитию вертикальной диффузии газов и ограничивает миграцию биогенных веществ. Существуют очевидные климатические ограничения для этого метода. Кроме того, метод может быть использован только для глубоких стратифицированных озер, так как мелкие озера с мутной водой не промерзают полностью. [c.72]

    Чтобы осознать значение некоторых методов обессоливания, необходимо знать химические свойства воды. Вода является уникальным веществом, нарушающим многие правила, так как ее свойства принципиально отличаются от свойств других веществ. Кристаллическая вода — лед — обладает меньшей плотностью, чем жидкая вода, поэтому лед плавает на ее поверхности. В реальных условиях лед плавает на поверхности океанов и озер, предотвращая замерзание воды под ним, и таким образом способствует выживанию морской флоры и фауны. [c.532]

    Огромное влияние на формирование и режим озер оказывает распространенная в Восточной Сибири многолетняя мерзлота. По мнению А. И. Дзенс-Литовского [1], ее наличие явилось одной из важнейших причин образования соляных озер на этой территории. Многолетнемерзлые породы в районах расположения озер залегают на глубинах 1,5—2,5 м [2]. Неглубокое залегание мерзлоты обусловливает своеобразный гидрологический и связанный с ним гидрохимический режим большинства этих озер. В гидрохимическом режиме минеральных озер главную роль играют надмерзлотные воды. По мере оттаивания деятельного слоя происходит и передвижение солей, образовавшихся в процессе мерзлотного выветривания горных пород. Периодически повторяющиеся процессы замерзания и оттаивания растворов, пропитывающих деятельный слой почв и пород, приводят к дифференциации веществ, входящих в их состав.[c.162]

    Сущность этого широко применявшегося на Доронинском озере метода заключается в следующем поверхность льда озера заливалась придонной рапой слоем 2—4 см, на третий-четвертый день после замерзания этого слоя с его поверхности сметался образовавшийся гуджир. [c.164]

    Б. П. Пентегов, А. А. Костромина и др. [4] механизм гуджирообра-зования представляли следующим образом при замерзании рапы озера соли, растворенные в ней, образуют со льдом твердые растворы. Вследствие большой сухости воздуха на озере идет интенсивное испарение льда, в результате которого происходит концентрирование солей в верхних его слоях и переход твердых растворов солей в криогидрат. При наступлении оттепели криогидрат плавится и из него выделяется твердая фаза — десятиводная сода. [c.164]

    Таяние даже обычного льда — весьма энергоемкий процесс. Из практического опыта это знают многие, особенно те, чья жнзнь и труд непосредственно связаны с природными явлениями. Очень заметно похолодание воздуха, когда вскрываются реки, озера и происходит таяние льда. Расчет показывает, что для превращения в воду 1 г льда нужно затратить столько тепла, сколько для нагревания 1 г воды на 80° (от обычной комнатной температуры до кипения). И наоборот, при замерзании [c.40]

    Многие аномальные свойства воды играют важную роль в комплексе биохимических процессов па земле. Благодаря аномалии в плотности лед плавает на поверхности воды, а при замерзании рек и озер на глубине сохраняется относительно теплая вода (не ниже 4°С) вследствие высоких теплоты плавления и теплоемкости таяпие снегов происходит достаточно медленно и т. д. [c.7]

    Температура кипения и з аме р з а н и я растворов. Растворы твердых веществ закипают при более высокой температуре и замерзают при более низкой температуре, чем чистые растворители. Морская вода, воды соленых озер замерзают несколько ниже 0°, а кипят несколько выше 100°. Лед может существовать при 0°, но известно, что если лед посыпать поваренной солью, то он начнет таять. Температура замерзания раствора поваренной соли лежит ниже той температуры, при которой находится лед, поэтому он ве может оставаться в твердом состоянии вместе с поваренной солью и тает. При таянии льда происходит большое поглощение теплоты, вызывающее сильное охлаждение. Это обстоятельство часто используется в химических и других работах для искусственного получения низких температур. С этой целью готовят специальные охлаждающие смеси . Смесью 3 весовых частей снега или толченого льда с одной весовой частью поваренной соли Na l достигается снижение температуры до—22°. Смесью одной части снега с 1,4 части хлорида кальция a lj eHjO достигается снижение температуры до —55°. [c.64]

    Так же как и другие случаи приспособления к среде, замерзание может быть предотвращено с помощью поведенческих, анатомических, физиологических и биохимических средств. Многие организмы, эндотермные и эктотермные, мигрируют нз тех мест, где им угрожает замерзание. Это могут быть щирот-ные миграции протяженностью в тысячи километров или же поиски более теплого микроклимата в пределах обычной для данного организма географической зоны. Например, животные, впадающие в зимнюю спячку, могут зарываться в землю и избегать таким образом крайних температур, возможных на поверхности почвы. Водные животные также иногда мигрируют из областей, где существует опасность замерзнуть. Некоторые морские рыбы, например голец Salvelinus alpinus, иа зиму уходят из океана, где температура может упасть ниже точки замерзания для жидкостей тела большинства костистых рыб, и мигрируют в пресноводные реки и озера, в которых температура воды не снизится более чем до 0°С. Определенные виды рыб, обитающих в мелководных участках моря в высоких широтах, зимуют в придонных слоях, чтобы избежать контакта с ледяными кристалликами, которые могли бы инициировать образование льда в жидкостях тела. Таким образом, эти рыбы проводят зиму в переохлажденном состоянии. [c.297]

    ППУ обеспечивают теплоизоляцию и защиту от коррозии хранилищ и емкостей для различных химикатов [33]. Фирма Хамермиль (США) наносит ППУ на стальные баки для хранения двуокиси хлора (высота 40 м, диаметр 7 м) и красок (высота 30 м, диаметр 12 м). Температуру в них поддерживают па уровне выше точки замерзания соответствующих продуктов. Несколько таких баков, расположенных на берегу озера, подвергаются воздействию сильных ветров и низких температур. Эффективность ППУ по сравнению с ранее применявшейся теплоизоляцией из стекловолокна, покрытого рифленым алюминиевым кожухом, очевидна. Пониженное давление вокруг баков (из-за сильного ветра) приводило раньше к тому, что кожух и стекловолокно отслаивались. В настоящее время этого не происходит. [c.136]

    При садке солей в озерах имеет место увлечение других солей, относительно которых раствор не насыщен. При садке галита количество увлекаемых солей меньше, чем при садке других солей. При совместном образовании льда и садке солей лед увлекает около 30—40% выделившихся солей, а остальная их часть образует донные отложения. В зимних условиях в озерах Забайкалья и Якутской АССР, а также в Северном Ледовитом океане образуются соляные выцветы на льду — гуджир , или ледяные цветы . Это объясняется увеличением объема при замерзании [c.22]

    В больших озерах в период замерзания могут наблюдаться все первичные формы ледообразования, свойственные рекам (забереги, сало, внутриводный лед). Образование внутриводного льда характерно для волноприбойных зон больших озер. Местами образуется донный лед. Среди первичных ледовых образований у берегов и на самих берегах таких озер выделяются брызговое обледенение, наблюдаемое в виде мощных напластований на отвесных скалах ледяные наплески, образующиеся на пляжах и возникающие при замерзании воды, омывающей холодные камни и песок ледяные валы на отмелых берегах, позже на заберегах, образующиеся под влиянием волнения. Местное название их сокуи (на Байкале), рупасы (на Онежском озере). Сокуи на Байкале формируются в основном из смерзающихся кристаллов внутриводного льда, выброшенного на отмель. Они достигают высоты до 2—3 м, иногда и выше. Под влиянием прибоя шуга иногда приобретает специфические формы в виде [c. 372]

    Нарастание льда в озерах происходит по тем же физическим законам, что и в реках ( 154). Наиболее интенсивный рост льда наблюдается в первые дни (5—7 см в сутки) и в первые две-три декады после замерзания. Наибольшая толщина льда в озерах зависит как от гидрометеорологических условий зимы, так и от размеров самого озера, обладающего теми или иными тепловыми запасами. Толщина льда в озерах СССР в районах с неустойчивой и мягкой зимой не более нескольких сантиметров, в условиях сурового континентального климата 150—200 см и даже достигает 3 м (озера Хубсугул, Косогол по Сокольникову). [c.374]


Почему вода замерзает сверху?

Первым признаком зимы является плавающий на поверхности прудов и озер лед. Это может показаться тривиальным и не очень важным, но если бы вода вела себя аналогично практически всем другим жидкостям, никто бы не смог кататься на коньках на пруду, потому что лед опускался бы на дно сразу же после своего образования. Что еще хуже, Земля в этом случае, по-видимому, была бы безжизненной пустыней, так как большая часть воды лежала бы в виде льда на дне океанов, озер и рек.

Большинство жидкостей сжимаются при охлаждении, уменьшаясь в объеме и увеличивая свою плотность. Например, твердый свечной воск опускается на дно миски с более горячим расплавленным воском. Вода также сжимается, но только до тех пор, пока не достигнет 4°С (39°F). Ниже этой температуры вода начинает расширяться и ее плотность уменьшается. Поэтому лед легче воды, находящейся вблизи точки замерзания, и как результат, он плавает.

Как вода замерзает

  1. Вода в пруду, охлажденная до 4°С (39°F), становится плотнее и опускается на дно. Более теплая и поэтому более легкая вода поднимается к поверхности, охлаждается и также опускается вниз.
  2. Когда последняя порция воды охладится до 4°С (39°F), конвекция, под действием которой холодная вода опускается вниз, а более теплая вода поднимается вверх, прекращается. В этом случае вся вода имеет одинаковую температуру. Плотность воды также одинакова.
  3. Когда вода в поверхностном слое охладится ниже 4°С (39°F), она расширяется и становится менее плотной. Поскольку вода при 3°С (37°F) легче, чем при 4°С (s39°F), более холодная вода остается наверху.
  4. Поверхностный слой воды продолжает охлаждаться с дальнейшим уменьшением плотности. Наконец, при 0°С (32°F) поверхностный слой воды превращается в лед.

Температурное расширение и плотность воды

При температурах выше 4°С (39°F) вода при охлаждении сжимается, достигая своей наибольшей плотности при 4°С. Однако, если охлаждение продолжается и температура падает ниже 4°С, вода начинает расширяться и ее плотность уменьшается. Количественно плотность равна массе единицы объема вещества и обычно измеряется в г/см3.

Воск и лед замерзают по-разному

На поверхности кубика льда образуется выпуклость (левый рисунок), потому что вода в центре кубика замерзает последней и, расширяясь по мере замерзания, может только подниматься вверх. В противоположность этому, в верхней части кубика воска образуется углубление, потому что воск (средний рисунок ) сжимается после затвердевания. Жидкости, сжимающиеся при замерзании равномерно (правый рисунок) формируют вогнутую поверхность.

Время года и температура воды в озере

Летом вода теплее у поверхности, чем в глубине. Зимой озеро может покрыться льдом, и вода в глубине станет теплее, чем на поверхности.

Распределение температуры по глубине и его сезонная динамика

В замерзающих озерах средних широт в разные сезоны года в распределении температуры по глубине наблюдаются характерные особенности, связанные с сезонными колебаниями теплообмена в озере и перемешиванием.[ …]

Период весеннего нагревания начинается с момента устойчивого преобладания притока тепла в озеро в течение суток над его потерями. Это происходит обычно перед вскрытием озера при усилении солнечной радиации, проникающей через лед. В эту раннюю фазу весеннего нагревания наблюдается, как и зимой, обратная стратификация (температура от поверхности ко дну повышается). При подледном нагревании верхних слоев воды на десятые доли градуса выше 0° С начинается частичная циркуляция, постепенно переходящая в полную после вскрытия озера и таяния льда. Наступает состояние гомотермии. Весь слой врды принимает температуру, равную температуре придонных слоев. В дальнейшем прогревание происходит при гомотермии. Заканчивается период весеннего нагревания к моменту достижения температуры наибольшей плотности (4° С) во всем озере. В этот период большая роль в передаче тепла с поверхности в глубину принадлежит динамическому перемешиванию. Длительность периода весеннего нагревания в небольших озерах невелика — несколько дней после вскрытия. В глубоких озерах, например Телецком, 270-метровая толща прогревается до июля; в среднем к 15 июля заканчивается период весеннего нагревания в Ладожском озере.[ …]

Период летнего нагревания начинается с момента возникновения прямой стратификации (температура уменьшается с глубиной) во всем озере. По мере нагревания озера в условиях прямой (устойчивой) стратификации разность температур и плотностей воды между поверхностными и глубинными слоями, особенно в безветренную погоду, резко возрастает. Конвекция, возникающая при ночном охлаждении, выравнивает температуру лишь в сравнительно тонком поверхностном слое. В результате в верхнем, прогретом слое воды устанавливается более или менее одинаковая температура. В нижних глубинных слоях сохраняются холодные «весенние» воды с плавным изменением температуры. Между теплым и холодным слоями возникает промежуточный, сравнительно тонкий слой с резким падением температуры с глубиной, иногда до 8—10°С на 1 м. Слой этот известен как слой температурного скачка, или металимн и он а. Слой воды, расположенный выше металимниона, называется эпилимнионом, а ниже него — г и п о л и м н и о н о м. Подобное термическое расслоение на три хорошо выраженные термические зоны (эпилимнион, мета-лимнион и гиполимнион) в период летнего нагревания характерно для многих озер (рис. 131).[ …]

Период зимнего охлаждения начинается с момента установления обратной термической стратификации. В начале этого периода, до замерзания, в больших по площади, но мелководных озерах охлаждение всей водной массы происходит очень интенсивно, чему способствует ветровое перемешивание. Запасы тепла в таких озерах быстро истощаются и водоемы замерзают при очень низкой температуре всей воды в озере (например, оз. Ильмень).[ …]

При ледоставе, как указывалось, потери тепла из водоема осуществляются через снего-ледяной покров. Если эти потери будут меньше, чем тепловой поток, направленный от дна в водную толщу, охлаждения водоема не происходит. В подобных случаях наблюдается зимнее нагревание воды в озере (см. стр. 361).[ …]

В незамерзающих полностью или поздно замерзающих озерах (Севан, Ладожское) охлаждение воды происходит до конца зимнего периода. В период наибольшего охлаждения, в марте, температура придонных слоев в озерах Севан и Телецком, например, понижается до 2,5° С.[ …]

Зимой при обратной стратификации возможно образование слоя температурного скачка. Выражен он менее отчетливо, чем летом.[ …]

По мере нагревания воды фронт термического бара перемещается в направлении увеличивающихся глубин. Он исчезает тогда, когда во всем озере температура достигнет максимальной плотности. В крупных озерах, например в Ладожском, он исчезает лишь к середине июля. Осенью в этом озере термический бар появляется в начале ноября и надолго изолирует теплоактивную область от теплоинертной. Изоляция сказывается не только на температурных контрастах, циркуляции воды, но и на прозрачности, цвете, химизме и распределении планктона.[ …]

Термический бар обнаруживается в результате измерений температуры. В Ладожском озере его положение прослеживалось с само-„лета. Вследствие хорошо развитой конвергенции вод в поверхностном слое зоны смешения (уровень здесь несколько ниже) мелкие плавающие предметы, масло, пена образуют полосу на воде, указывая на его местоположение (рис. 133).[ …]

Явление термического бара хорошо объясняет резкие различия 58 температуре поверхности вод больших озер, наблюдаемые в начале гидрологического лета и осенью (рис. 134).[ …]

Рисунки к данной главе:

Вернуться к оглавлению

Замерзание реки водоема — Zonare.

ru
ПРИТЧА О ДОННОМ ЛЬДЕ

Это интересное само по себе физическое явление было обнаружено — точнее, отмечено, обнародовано — относительно недавно. Очень может быть, что это сделали в середине прошлого века золотоискатели на Аляске, на знаменитом Клондайке, черпая песок для промывки со дна быстрых ручьёв, которые продолжали течь и при наступивших сильных морозах. В одном из рассказов Джека Лондона о золотоискательской жизни персонажи ведут жестокий спор насчет донного льда.

Александр Кошелев, ИСЭМ СО РАН

Замерзание «нормальных» водоёмов — равнинных рек, озер, морей — начинается сверху. А лёд легче воды, он в ней не тонет. Ледяная корка, к тому же покрытая ещё более легким снегом, образует слой тепловой изоляции, препятствующий дальнейшему охлаждению и, соответственно, замерзанию водоёмов.

Тем не менее, весьма очевидным подтверждением возможности замерзания водоёмов снизу служат кусочки земли и камешки, которые можно заметить в толще речного льда. Автор неоднократно отмечал такие включения — камешки размером до десяти сантиметров — во время зимних походов по порожистым, популярным для спортивного сплава притокам Ангары — Иркуту и Китою, видел летом в сохранившейся с зимы наледи в верховьях реки Куркула на Байкальском хребте. Столь подробно говорится здесь о донном льде не просто так: о нём думали и его опасались проектировщики Иркутской ГЭС.

Если бы лёд тонул,

всё на Земле было бы наоборот

Вот цитата из книги академика Г. И. Галазия «Байкал в вопросах и ответах» (М., «Мысль», 1988, 239 с.): «Что было бы, если бы лёд не плавал на воде, а тонул? Если бы лёд тонул, то все водоёмы умеренных и высоких широт на Земле оказались бы заполненными им от поверхности до самого дна. Солнце не смогло бы растопить эту массу, вытаивал бы лишь тонкий поверхностный слой. На планете царил бы вечный холод, и она стала бы необитаемой».

Как инженер-теплотехник и гидравлик по образованию и эколог от энергетики по роду многолетних исследований (в том числе — по выбору решений для газопроводов в мерзлоте), я не могу согласиться со столь крайними в своей категоричности оценками: «вечный холод», «необитаемая планета». Так, протаивание мёрзлой почвы происходит при переносе тепла сверху вниз в основном за счёт теплопроводности, а не конвекции. Пробуждение рек весной затруднено находящимся сверху, плавающим на воде льдом. При «тяжёлом льде» на дне достаточно глубоких озер и морей, возможно, лежал бы слой вечного льда, но это неочевидно, поскольку немалый поток тепла идет из глубинных недр планеты к её поверхности.

В океанах существуют мощные тёплые и холодные течения, определяемые не температурными, а более сложными и комплексными общепланетарными процессами и космическим взаимодействием — надо полагать, тяжёлый лед, повлияв на картину этих течений, ликвидировать их не смог бы. Ну, а насчёт необитаемости планеты. Есть весьма широкий пояс по обе стороны экватора, где снег и лёд можно увидеть лишь на высоких горах и где понятия «зима» и «лето» весьма относительны.

Переварив, осмыслив информацию, почерпнутую из популярной и специальной литературы, на фоне услышанного от геологов, проектировщиков, строителей и лично увиденного, я считаю целесообразным дать здесь сведения, которые могут оказаться полезными или хотя бы интересными читателям.

Замерзание стоячей воды — это легко и просто

Механизм, процесс образования ледяного покрова на быстро текущих реках принципиально отличается от замерзания стоячей воды в озёрах (лёд на лужах, где с удовольствием проваливаются ребятишки — это то же, что и на озерах). В стоячей воде сначала происходит снижение температуры всего объёма: вода поверхностного слоя охлаждается при теплообмене с воздухом, её плотность растёт, она опускается, на её место поднимается более тёплая вода нижних горизонтов. Когда температура всей толщи снижается до плюс четырёх градусов, при которой чистая вода имеет максимальную плотность, то процесс перемешивания кончается, охлаждаемая сверху вода перестает опускаться, её температура снижается до нуля, а потом на самой поверхности появляется корочка льда, которая нарастает.

Естественно, озера начинают покрываться льдом от берегов: там толщина слоя воды меньше, поэтому она быстрее охлаждается до плюс четырёх (теплообмен по горизонтали с глубокой частью водоёма существенно меньше, чем по вертикали), к тому же идет охлаждение со стороны суши снизу. Слой льда по мере его нарастания и при наличии снежного покрова уменьшает интенсивность охлаждения водной массы (тепловая изоляция), но при отрицательном тепловом балансе (теплообмен конвекцией и радиацией) толщина льда постепенно нарастает от нижней поверхности его слоя.

Три механизма замерзания воды текущей

У воды текущей существует три механизма льдообразования, три вида льда. Обычный, первичный, который все видели — это лёд поверхностный, образующийся при тихой погоде и практическом отсутствии течения, когда перемешивание воды не разрывает образующуюся на поверхности плёнку льда. В плёнку стягиваются, срастаются первичные ледяные кристаллы. В зависимости от условий эти кристаллы бывают в форме шестилучевых звезд (поперечник — от миллиметра до полуметра), перистые, закрученные, игольчатые, чешуйчатые. Слой поверхностного льда прозрачен, в нём могут быть мелкие плоские пузырьки воздуха, пойманного кристаллами.

На быстрых реках, на порогах и перекатах, а при сильном ветре — и на равнинных реках и озёрах образуется внутриводный лёд («шорох») — это кристаллы различной формы, в которые превращаются частицы воды, переохлаждённой на поверхности, но не успевшей там замёрзнуть. В толщу перемешивающейся воды могут быть затянуты и «зародыши» поверхностного льда. Размеры кристалликов — от долей миллиметра до нескольких миллиметров, в пределе — до 2–3 сантиметров.

Третий вид льда — донный. Он образуется при омывании переохлаждённой на поверхности водой дна потока, выступающих там камней и находящихся в воде предметов (днища судов, сваи, водоросли, рыбачьи сети), которые служат центрами льдообразования. Обычная форма — кристаллические пластины размером от долей миллиметра до десяти сантиметров. На бурных участках течением на дно заносится шорох, застревающий между пластинами донного льда. При потеплении и после образования сплошного ледового покрова пластины всплывают, усиливая, утолщая этот покров.

Кристаллы внутриводного льда можно обнаружить в ведрах воды, зачерпнутой в проруби при сильном морозе.

О донном льде — по науке

В «Гидрологическом словаре» А. И. Чеботарева (Л.: Гидрометеоиздат, 1978, 308 с.) дается определение внутриводного (глубинного) льда: «Различные ледяные кристаллы. или их скопление в толще воды в виде губчатой непрозрачной массы. Образуется при охлаждении воды ниже точки замерзания (переохлаждении) и интенсивном её перемешивании при открытой водной поверхности. Скопления. закрепляются на дне (донный лед), на находящихся в воде предметах, забивают отверстия гидротехнических сооружений. ».

Донный лед характерен для быстрого течения потока по галечно-каменистому дну, у окончания плёса и начала переката. Лёд нарастает ночью и всплывает днём. Его образование усиливается, а всплытие замедляется при ветреной погоде, при повышенном осеннем стоке.

В местах постоянных водоворотов, на порогах рек, где переохлаждённая вода интенсивно втягивается на дно, могут образовываться растущие столбы донного льда («пятра»), достигающие поверхности, и тогда выступающая вершина становится центром образования, нарастания поверхностного льда.

Кусочки льда, плотность которого лишь немного меньше плотности воды: 916,8 кг/куб. м против 999,9 кг/куб. м, — в быстром потоке всплывают не сразу, и по руслу идёт смесь воды с частичками всплывающего донного и притопленного поверхностного льда, комочков снега — по реке идет «шуга». После ледостава образование донного льда, естественно, в общем продолжается, способствуя сужению рабочего сечения потока и его полному перемерзанию.

Всплывающие куски донного льда (их размер может достигать одного-трёх метров, они, как кессоны, выносят довольно большие камни, оторванные от дна) вместе со скоплениями шуги могут временно перекрыть всё сечение потока под слоем поверхностного льда. Следствием этой пробки, ледяной плотины («зажора») будет выход воды, поступающей по реке сверху, на её лед, широкое разлитие, водно-ледяная каша, замерзающая буграми.

Замерзшие реки используются в Сибири в качестве дорог, зачастую единственных, для переброски грузов на север и в горы по земле. Так вот, бугристые наледи, которые к тому же нередко проваливаются, пробиваемые потоком снизу — это очень неприятно и опасно. Туристы-зимники тоже эти наледи проклинают. Однажды в походе по Восточному Саяну, спускаясь по льду речки, мы оказались в узком ущелье. Постепенно крутизна сильно увеличилась, голая бугристая наледь не позволила спускаться на лыжах, «кошки» на обуви скользили. Мы легли на живот и, двигаясь вперёд ногами, тормозили концами лыжных палок в вытянутых над головой руках. Потом и это стало невозможно, мы могли как минимум поломать руки-ноги о камни. Не готовые к такой ситуации, мы с адским трудом и риском полезли вверх по обледенелой скальной стенке.

Но туризмом никто не заставляет заниматься, это дело добровольное. А вот по одной из улиц поселка Култук, что на самой южной оконечности Байкала, течёт малюсенькая речка Тягунчиха — как арык по огородам. И вот как-то к весне по просьбе знакомого фермера мы провели там рекогносцировочное обследование на предмет сооружения микрогидроузла — чтобы сделать пруд для гусей-уток, поставить ГЭС хотя бы на несколько киловатт и — вот это главное! — защитить десятки домов на этой улице от наледи. Эта наледь, прямо как какая-то раковая опухоль, к весне буквально пожирает улицу — с дорогой, с фундаментами строений, с огородами — и стаивает медленно, не позволяя приступить к садово-огородным работам. Не знаю, реализовался ли наш проект: помнится, замеры показали, что для гарантированной мощности в пару киловатт надо строить плотину в несколько метров с широкой дамбой — фермер такое бы не потянул, а нижние жители — они каждый сам по себе.

Зимнее половодье — это плохо,

а ГЭС — это хорошо!

Перемерзание мощного потока возможно прежде всего там, где уменьшается крутизна русла с расширением долины и, соответственно, одновременным уменьшением глубины и скорости течения. Когда гидравлическое сопротивление «ледяной диафрагмы» достигает величины динамического напора потока воды, поступающего сверху, и поток уже не может протиснуться через свободное сечение, вода выходит на лед, движется по нему слоем в виде водно-снежно-ледяной каши.

Образование внутриводного льда характерно в частности для «энергетической» реки Ангары: мощный поток с повышенным уклоном, чередование сужений и расширений русла, незамерзающий участок пульсирующей протяжённости на выходе из Байкала, где река, переваливая через порог, подтягивает воду из глубины озера с температурой заметно выше нуля.

Иркутские летописи, изданные записки именитых жителей города свидетельствуют: зимние наводнения в декабре-январе, на Рождество и Крещение, «радовали» столицу Восточной Сибири пусть не ежегодно, но достаточно регулярно. На старых фотографиях и рисунках есть очень впечатляющие картинки: телеги, экипажи и пешеходы на улицах, залитых парящей на морозе водой, снежно-водяной кашей. В 1953 году в Иркутске произошло последнее зимнее «половодье» : после сильного мороза наступила оттепель, Ангара оживилась, взломала лёд в зажоре-суженье над Иркутском и вышла из берегов. Подъём воды в Ангаре при таких зимних наводнениях достигает в некоторых местах 10 метров, а у Лены — 32 (это почти высота Иркутской ГЭС).

Вредное воздействие водохранилищ и плотин ГЭС на природную среду, в том числе отторжение ценной территории — притча во языцех. О позитивных аспектах здесь говорят мало или вообще не говорят. В частности, в СМИ мне ни разу не попадалось «спасибо» каскаду ГЭС за полную ликвидацию опасности, риска зимних наводнений для городов на Ангаре. Сначала сказывается действие Иркутского водохранилища, а там начинается Братское водохранилище, затем Усть-Илимское и сразу Богучанское.

Гидростроители не боялись,

но опасались

В «Прикладной гидрологии» Р. К. Линдслея, М. А. Колера и Д. Л. Х. Паулюса (Л.: Гидрометеоиздат, 1962, 759 с.) говорится о возможных затруднениях в эксплуатации ГЭС при наличии внутриводного льда, который «прочно примерзает к любым металлическим предметам, выступающим над водной поверхностью и охлаждённым ниже точки замерзания».

Накопление льда в рабочем колесе турбин может привести к остановке ГЭС. Профилактика — делать водозаборные отверстия заведомо ниже поверхности воды. Ликвидация — обогрев решеток или рабочих колес турбин электрическим током при расходе электроэнергии 4–8 кВт на один кубометр воды в секунду. Если считать сток Ангары в 2000 куб. м/с, то на обогрев пойдет (если что. ) 8–16 МВт. При расчётной мощности Иркутской ГЭС в 660 МВт это относительно немного, но по абсолютной величине немало: этого, например, с избытком хватило бы для всех населенных пунктов побережья Байкала, не присоединённых к энергосистеме (проблема тут — отсутствие не энергии, а ЛЭП).

Так вот, Иркутское водохранилище, широкое и глубокое, существенно уменьшило скорость воды в верхнем бьефе, перед турбинами. На стремительной реке появился участок многокилометровой длины, где поступающий сверху внутриводный лёд успевает полностью всплыть, а свой, местный, не образуется. Тем самым проблема защиты рабочих колёс от обмерзания снялась автоматически. Поскольку водохранилище над плотиной — это непременный атрибут гидроузла для создания требуемого напора гидротурбин и сглаживания неравномерности стока, то проблема защиты рабочих каналов от обледенения отсутствует (или, во всяком случае, не является трудно преодолимой) и на других северных ГЭС. Помнится, Вадим Медведев, директор одной из наших самых северных гидроэлектростанций — построенной на многолетней («вечной») мерзлоте Вилюйской ГЭС (до того он строил Иркутскую ГЭС), сказал, что обмерзание рабочих каналов у них не наблюдалось. Но однажды первый турбоагрегат пришлось остановить по причине оригинальней некуда: в подпятник рабочего колеса. набились налимы.

Реки переходят в «спящий режим»

Спасатели советуют не гулять по тонкому льду

Затяжная осень сдвинула сроки замерзания рек. Если на севере области их уже сковало льдом, то на юге они встанут не раньше 25 ноября. Тонкий лед очень коварен. Поэтому специалисты советуют воздержаться от прогулок по водоемам до первых чисел декабря. Из-за хрупкости льда рыбалка и катание на коньках могут обернуться трагедией.

Печальных происшествий в этом году, к счастью, не было. Но в 2010-м неокрепший лед не раз становился причиной гибели людей. Дважды в конце прошлого октября искали компании мужчин, которые отправились порыбачить. Так, 30 октября пропали двое новобурейцев. На озере, где рыбачили отец и сын, спасатели обнаружили только свежую полынью. Неделей раньше также пропали два благовещенца. Они выехали на лодке на протоку Исток в Свободненском районе, больше живыми мужчин не видели.

Нынешняя осень, по словам специалистов, выдалась теплой. Из-за высоких температур и реки переходят в «спящий режим» позже — замерзают пока только у берегов.

— Лед сегодня встал только на малых реках севера — в Тындинском, Сковородинском, Селемджинском районах, — говорит гидролог амурского Гидрометцентра Алексей Уянчи. — Реки в южной и центральной частях Приамурья окончательно встанут только в первых числах декабря. Хотя, например, река Бурея практически не замерзает. Она встанет дней на двадцать, а потом вскрывается — из-за спуска воды на Бурейской ГЭС. Амур и Зея обычно замерзают в двадцатых числах ноября, но в этом году срок сдвинулся.

Безопасным для прогулок считается лед толщиной не менее 7 сантиметров, а для рыбалки — 15 см. На водоемы лучше ходить вдвоем, захватив при этом длинную веревку или палку. Даже выбираться на забереги (замерзшая часть реки вдоль берега) желательно в компании друга. К слову, поблизости от берега провалиться легче всего — лед там не только тоньше, но и чаще покрыт трещинами.

У замерзающих рек много «слабых» мест. Например, очень хрупкий лед там, где растут камыши, а также на притоках, у опор моста, в местах быстрого течения, бьющих ключей и стоковых вод. Следует обходить и сугробы: прикрытый слоем снега лед всегда тоньше открытого. Кстати, если температура воздуха выше 0 градусов держится более трех дней, то прочность льда снижается на 25 процентов. Ее же можно определить на глаз. Прочный лед имеет голубой цвет. У белого льда прочность в два раза меньше, а серый, матово-белый или с желтоватым оттенком — самый ненадежный.

— Период ледостава на реках дольше, чем на прудах и озерах, а на середине лед не­прочен даже в начале зимы, — говорит государственный инспектор центра ГИМС МЧС России по Амурской области Константин Калашников. — Поэтому не выходите на реки до полного их замерзания. А переходить водоемы нужно в специально оборудованных местах — переправах. Слабый лед трещит под ногами. Поэтому, услышав легкий треск, постарайтесь как можно быстрее дойти до берега, но не бегите.

По первому льду ловить рыбу в одиночку специалисты тоже не рекомендуют. В этот период рядом с лункой нужно класть доску. С ее помощью можно выбраться на поверхность. Если вы стали очевидцем происшествия на воде, помните: оказать помощь следует как можно быстрее. При температуре ниже 10 градусов человек замерзает и теряет сознание в воде через 10—15 минут.

Если случилась беда

Если вы провалились в холодную воду, не паникуйте, не делайте резких движений, стабилизируйте дыхание. Раскиньте руки в стороны и постарайтесь зацепиться за кромку льда, придав телу горизонтальное положение по направлению течения. Попытайтесь осторожно налечь на край льда и забросить одну ногу на лед. Приподнимите корпус и поворотом через спину постарайтесь выкатиться на поверхность водоема. Затем без резких движений отползите как можно дальше от опасного места. Ползите в ту сторону, откуда пришли, ведь лед здесь уже проверен на прочность.

Если нужна ваша помощь, вооружитесь длинной палкой или веревкой (можно связать шарфы, ремни или одежду) и ползком, широко расставляя при этом руки и ноги и толкая перед собой спасательные средства, осторожно двигайтесь к полынье. Остановитесь от находящегося в воде человека в нескольких метрах, бросьте ему веревку, осторожно вытащите на лед и вместе ползком выбирайтесь из опасной зоны. Доставьте пострадавшего в теплое место. Окажите ему помощь: снимите с него мокрую одежду, энергично разотрите тело (до покраснения кожи) спиртом или водкой, напоите горячим чаем. Ни в коем случае не давайте пострадавшему алкоголь — в подобных случаях это может привести к летальному исходу.

Как правило, водоемы замерзают неравномерно

Как правило, водоемы замерзают неравномерно: сначала у берега, на мелководье, в защищенных от ветра заливах, а затем уже на середине. На озерах, прудах, ставках (на всех водоемах со стоячей водой, особенно на тех, куда не впадает ни один ручеек, в которых нет русла придонной реки, подводных ключей) лед появляется раньше, чем на речках, где течение задерживает льдообразование. На одном и том же водоеме можно встретить чередование льдов, которые при одинаковой толщине обладают различной прочностью и грузоподъемностью.

Ежегодно тонкий лед становится причиной гибели людей. Как правило, среди погибших чаще всего оказываются дети и рыбаки. Избежать происшествий можно, если соблюдать правила безопасности. Одна из самых частых причин трагедий на водоёмах — алкогольное опьянение. Люди неадекватно реагируют на опасность и в случае чрезвычайной ситуации становятся беспомощными.

Выходя на лед нужно быть крайне внимательным и соблюдать меры безопасности.

O Безопасным для человека считается лед толщиной не менее 10 сантиметров в пресной воде и 15 см в соленой.

O В устьях рек и притоках прочность льда ослаблена. Лед непрочен в местах быстрого течения, бьющих ключей и стоковых вод, а также в районах произрастания водной растительности, вблизи деревьев и камыша.

O Если температура воздуха выше 0 градусов держится более трех дней, то прочность льда снижается на 25 %.

O Прочность льда можно определить визуально: лёд прозрачный голубого, зеленого оттенка – прочный, а прочность льда белого цвета в 2 раза меньше. Лёд, имеющий оттенки серого, матово-белого или желтого цвета является наиболее ненадежным. Такой лёд обрушивается без предупреждающего потрескивания.

O Не отпускать детей на лед (на рыбалку, катание на лыжах, коньках) без сопровождения взрослых.

Правила поведения на льду:

O Нельзя выходить на лед в темное время суток и при плохой видимости (туман, снегопад, дождь).

O При переходе через реку следует пользоваться организованными ледовыми переправами.

O При вынужденном переходе водоема безопаснее всего придерживаться проторенных троп или идти по уже проложенной лыжне. Но если их нет, надо перед тем, как спуститься на лед, очень внимательно осмотреться и наметить предстоящий маршрут.

O Нельзя проверять прочность льда ударом ноги. Если после первого сильного удара поленом или лыжной палкой покажется хоть немного воды, — это означает, что лед тонкий, по нему ходить нельзя. В этом случае следует немедленно отойти по своему же следу к берегу, скользящими шагами, не отрывая ног ото льда и расставив их на ширину плеч, чтобы нагрузка распределялась на большую площадь. Точно так же поступают при предостерегающем потрескивании льда и образовании в нем трещин.

O Оказавшись на тонком, потрескивающем льду, следует осторожно повернуть обратно и скользящими шагами возвращаться по пройденному пути к берегу.

O На замерзший водоем необходимо брать с собой прочный шнур длиной 20 — 25 метров с большой глухой петлей на конце и грузом. Груз поможет забросить шнур к провалившемуся в воду товарищу, петля нужна для того, чтобы пострадавший мог надежнее держаться, продев ее под мышки.

O При переходе водоема группой необходимо соблюдать расстояние друг от друга (5–6 м).

O Замерзшую реку (озеро) лучше переходить на лыжах, при этом крепления лыж нужно расстегнуть, чтобы при необходимости быстро их сбросить; лыжные палки держать в руках, не накидывая петли на кисти рук, чтобы в случае опасности сразу их отбросить.

O Особенно осторожным нужно быть в местах, покрытых толстым слоем снега, в местах быстрого течения и выхода родников, вблизи выступающих над поверхностью кустов, осоки, травы, в местах впадения в водоемы ручьев, сброса вод промышленных предприятий.

O Если есть рюкзак, повесить его на одно плечо, что позволит легко освободиться от груза в случае, если лед провалится.

O При рыбной ловле на льду не рекомендуется делать лунки на расстоянии 5-6 метров одна от другой. Чтобы избежать беды, у рыбака должны быть спасательный жилет или нагрудник, а также веревка – 15-20 м длиной с петлей на одном конце и грузом 400-500 г на другом.

O Надо знать, что человек, попавший в ледяную воду, может окоченеть через 10-15 минут, а через 20 минут потерять сознание. Поэтому жизнь пострадавшего зависит от сообразительности и быстроты действия спасателей.

O ЗАПРЕЩАЕТСЯ: выходить на лед в состоянии алкогольного опьянения, прыгать и бегать по льду, собираться большим количеством людей в одной точке, выходить на тонкий лед, который образовался на реках с быстрым течением.

Что делать, если Вы провалились под лед?

O Не паниковать, не делать резких движений, стабилизировать дыхание.

O Широко раскинуть руки в стороны и постараться зацепиться за кромку льда, чтобы не погрузиться с головой.

O По-возможности перебраться к тому краю полыньи, где течение не увлечет Вас под лед.

O Попытаться осторожно, не обламывая кромку, без резких движений, наползая грудью, лечь на край льда, забросить на него одну, а затем и другую ногу. Если лед выдержал, медленно, откатится от кромки и ползти к берегу.

O Передвигаться нужно в ту сторону, откуда пришли, ведь там лед уже проверен на прочность.

Оказание помощи пострадавшему, провалившемуся под лед:

O Вооружиться любой длинной палкой, доской, шестом или веревкой. Можно связать воедино шарфы, ремни или одежду.

O Подползать к полынье очень осторожно, широко раскинув руки.

O Сообщить пострадавшему криком, что идете ему на помощь, это придаст ему силы, уверенность.

O Если Вы не один, то, лечь на лед и двигаться друг за другом.

O Подложить под себя лыжи, фанеру или доску, чтобы увеличить площадь опоры и ползти на них.

O За 3–4 метра протянуть пострадавшему шест, доску, кинуть веревку или шарф или любое другое подручное средство.

O Подавать пострадавшему руку небезопасно, так как, приближаясь к полынье, вы увеличите нагрузку на лед и не только не поможете, но и сами рискуете провалиться.

O Осторожно вытащить пострадавшего на лед, и вместе с ним ползком выбираться из опасной зоны.

O Доставить пострадавшего в теплое (отапливаемое) помещение. Оказать ему помощь: снять и отжать всю одежду, по возможности переодеть в сухую одежду и укутать полиэтиленом (возникнет эффект парника).

O Вызвать скорую помощь – 112.

Оказание первой медицинской помощи пострадавшему:

O При попадании жидкости в дыхательные пути, пострадавшему необходимо очистить полость рта, уложить его животом на колено так, чтобы голова свисала к земле и, энергично нажимая на грудь и спину, удалить воду из желудка и легких.

O Приступить к выполнению искусственного дыхания.

O Немедленно вызвать скорую медицинскую помощь.

Время безопасного пребывания человека в воде:

O При температуре воды 24° С время безопасного пребывания: 7-9 часов.

O При температуре воды 5-15° С — от 3,5 часов до 4,5 часов.

O Температура воды 2-3 ° С становится не безопасной для человека через 10-15 мин.

O При температуре воды минус 2° С окоченение может наступить через 5-8 мин.

2 РОНД Управления по ЮАО Главного управления МЧС России по г.Москве предупреждает при появлении запаха газа немедленно выключите газовую плиту, перекройте кран подачи газа, проветрите помещение и вызовите работников газовой службы по телефону «104» или пожарных и спасателей по телефону «101».

Если вы нашли ошибку: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Навигация по записям

Related Post

Река ик глубины

Последние комментарии Здравствуйте , у меня раньше10 часов 53 минуты назад ссылки на источник даны!14 часов 10 минут назад Как же вас звать-величать?18 часов 3 минуты назад Стро?гановы (Строгоновы)1 день

Река большой ессентучок

В 1798 году на правом берегу реки Большой Ессентучок вблизи от места ее впадения в реку Подкумок, при выходе домены в степи, был заложен военно-пограничный редут Ессентукский. В то время

Где находится на карте река ангара

Река Ангара представляет собой могучий сибирский водный поток, вытекающий из Байкала и впадающий в Енисей. Его длина составляет 1779 км. Это самый крупный приток Енисея. Он является частью водной системы,

Температурный режим Ладожского озера


Ладожское озеро

Автор: С. В. Калесник.
Источник: «Ладожское озеро». Гидрометеоиздат, 1968.
Публикуется в сокращении.

Температурный режим Ладожского озера

Температурный режим озера – один из важнейших энергетических факторов, контролирующих все протекающие в озере процессы. За время полевых работ Комплексная ладожская экспедиция измерила температуру воды на 2800 термических станциях. На основе этих многочисленных измерений собраны сведения о температурном режиме Ладожского озера и рассчитаны средние месячные температуры поверхности воды и всей водной массы озера за период 1957-1962гг. Для случаев, когда непосредственных измерений оказывалось недостаточно, А. И. Тихомиров (1966) разработал новые методы расчета, учитывающие особенности температурного режима: метод ежесуточного приращения эквивалентной температуры, метод тенденций и метод графиков связи температуры поверхности воды.

Из-за большого объема водной массы Ладожского озера велика и его тепловая инерция; оно медленно нагревается и медленно остывает. Мы должны сделать также вывод, что Ладожское озеро холодное. Средняя температура водной массы в озере вдвое ниже температуры поверхности. Разумеется, осредненная картина, изображенная в таблице, не дает еще полного представления о динамике явления. Температурный режим озера весьма сложный, и целесообразно вкратце обрисовать его главные фазы.

Годовой термический цикл озера слагается из четырех периодов: весеннего и летнего нагревания и осеннего и зимнего охлаждения (Тихомиров, 1964, 1966, 1968).

Период весеннего нагревания начинается с момента, когда приток тепла за сутки устойчиво преобладает над потерями тепла. Это приходится в среднем на середину марта; запас тепла в Ладоге в это время минимальный. В раннюю фазу весеннего периода температура воды у поверхности близка к 0°, а с глубиной возрастает, достигая у дна 2-2,7°, т. е. существует обратная термическая стратификация.

Чем больше озеро очищается ото льда, тем сильнее ветровое перемешивание водных масс: идет выравнивание температуры воды по глубине и по акватории. Когда лед исчезает, в центральной части озера наступает гомотермия.

Вода в прибрежных районах нагревается быстрее, чем в открытом озере. Поэтому на мелководьях в конце апреля – начале мая она имеет уже температуру 4° и выше, что вызывает здесь перемену обратной стратификации на прямую, а в пелагической области в то же время отмечается слабая обратная стратификация. На границе водных масс, обладающих противоположной стратификацией, образуется весенний термический бар, знаменующий своим появлением вторую фазу весеннего нагревания и разделяющий озеро на теплоактивную и теплоинертную области.

По мере нагревания воды весной фронт термического бара перемещается на большие глубины. К 1 июня он лежит на изобате 30-35м; температура поверхности воды в теплоактивной области 6-10°, в теплоинертной 2-2,5°. В теплоактивной области к этому времени формируется слой скачка, который затем делается все резче выраженным. К 1 июля термобар оказывается в пределах изобат 70-85м; на теплоинертную область остается лишь 18-20% площади озера, и вода здесь приобретает температуру 3,4-3,8°.

В конце периода весеннего нагревания вся толща воды в озере прогревается до температуры наибольшей плотности, вследствие чего термический бар исчезает. Наступает период летнего нагревания.

Начало летнего нагревания, или гидрологического лета, совпадает обычно с серединой июля. Летом температура поверхности воды доходит иногда до 24°, но в придонных слоях она близка к 4°. Таким образом, на глубинах в озере создается своеобразный купол воды с температурой наибольшей плотности. Но именно потому, что в нем вода плотнее, чем в обрамляющей его массе, он со временем «распластывается»: в придонных слоях вода оттекает к побережьям, а «крыша» купола опускается. Последнее способствует выравниванию температуры верхнего слоя воды на всем озере. Под воздействием ветра растет мощность эпилимниона и металимниона. Летом господствует прямая термическая стратификация.

В последних числах августа или в начале сентября начинается осеннее охлаждение озера. В центральной части озера процесс остывания постепенно приближает водную массу к гомотермии (следовательно, к исчезновению купола плотной воды). Так как охлаждение в прибрежных районах протекает быстрее, чем в удалении от берега, в конце октября – начале ноября вдоль южного побережья зарождается на Ладоге осенний термический бар, «Стенка» наибольшей плотности, по одну сторону которой (в литорали) существует обратная стратификация, а по другую – прямая, затем постепенно смещается в сторону больших глубин. В прибрежных районах, изолированных баром, появляются забереги. Осенний бар в конце декабря исчезает, во всем озере устанавливается гомотермия.

Период зимнего охлаждения начинается со второй-третьей декады декабря и продолжается до 15 марта. Зимой для озера характерна повсеместная обратная стратификация и, разумеется, наличие ледяного покрова.

Комплексная ладожская экспедиция участвовала в отдельных ледовых авиаразведках озера совместно с Северо-Западным управлением Гидрометслужбы СССР. Но наиболее полные данные по этому вопросу собраны Северо-Западным управлением и обобщены за 14 лет (1943-1956) в интересной и содержательной работе П. Л. Медреса (1957).

Ладожское озеро полностью одевается в ледяную броню не каждую зиму. В среднем один раз в 4-5 лет глубоководные его области, а иногда и центральная часть остаются открытыми. Озеро вообще замерзает с трудом: на замерзание ему нужно около 2,5 месяцев.

Ледостав, начинающийся около 1 декабря, сперва захватывает прибрежные части, наиболее спокойные мелководные заливы, а затем концентрически продвигается все дальше и дальше от берегов к середине озера и завершается здесь 15-20 февраля. Позже всех замерзает акватория к юго-западу от Валаамских островов. К 1 декабря льдом закрыт всего 1% площади озера, к 15 января – 54%, к 31 января – 91%, к 15-20 февраля – 100%. Толщина ледяного покрова увеличивается до 15 марта, после чего медленно уменьшается.
Средняя толщина ладожского льда в марте 50-60см, наибольшая 70-90см, но в особенно суровые зимы, например 1941/42г., когда действовала на озере «Дорога жизни», толщина льда доходила до 110 см.

В центральной части озера, где лед образуется позже всего, он зеркально-гладкий, мало заснеженный, тогда как в остальных местах озера более старый лед застлан пеленой снега. На границе этих разновозрастных льдов бугрятся подчас торосы высотой до 6м, а вдоль цепочки их темнеют разводья. Наблюдались и торосы высотой до 15-25м (у маяка Сухо и близ Кареджинской косы).

Разрушаться ледяной покров на озере начинает после 15 марта. Вскрытие происходит в порядке, обратном порядку замерзания: раньше всего (между 1 и 10 апреля) на юго-западе от Валаамского архипелага, к 20 апреля на всей центральной акватории (на 53% площади озера). Вскрытие озера заканчивается между 5 и 10 мая, очищение от льда–во второй декаде мая.

Основная масса ладожского льда тает в самой Ладоге. Лишь очень незначительная его часть – от 1 до 5% – попадает в Неву. Ладожский лед обычно проходит мимо Ленинграда в течение 7-8 дней; это бывает в среднем в последнюю неделю апреля. Из Ладоги в Неву лед поступает при восточных и северо-восточных ветрах.



www.ladoga-lake.ru (2003-2021)

На водоёмах Краснодара образуется лёд, но выходить на него опасно: спасатели призывают быть острожными

Толщина льда, способная выдержать вес среднего взрослого человека, составляет 10 см. Пока что водоемы Краснодара такой нормы не достигли.

Заместитель начальника городской «Службы спасения» Андрей Рябущенко подтвердил, что озера в столице Кубани редко достигают безопасной толщины льда. Это связано с постоянными скачками температуры воздуха из минусовой в плюсовую.

— Как правило, замерзают сначала края озера, что очень опасно. Большую угрозу эта ситуация представляет для детей. Потому что без присмотра родителей дети выходят на лёд и есть риск провалиться, — отметил Андрей Рябущенко.

Врач аварийно-спасательного отряда № 2 «Службы спасения» Краснодара Роман Ходос рассказал, что в городских Карасунах температура воды достигает 2-3 градуса тепла. Этого достаточно, чтобы за 5-7 минут взрослый или ребенок мог потерять сознание и даже погибнуть.

— Самое основное о чем нужно сказать детям — это то, что в зимний период к воде вообще не надо подходить. Хоть со взрослыми, хоть без взрослых. Об этом рассказываем мы и призываем родителей предупреждать своих детей, — сказал Роман Хорос.

В целом в холодной воде, при температуре не ниже 4 градусов, человек может пробыть не более 20 минут. При 8 градусах – полчаса.

В случае провала под лед стоит помнить о том, что нельзя паниковать. В этот момент необходимо сбросить тяжелые вещи и звать на помощь. Очевидцы происшествия должны немедленно звонить по номеру 112 и после этого ожидать бригаду спасателей.

Спасение утопающих осуществляется на моторной лодке и обязательно в спасательных жилетах. В лодке могут находиться 2-3 человека.

Краснодарские спасатели постоянно поддерживают свою физическую форму – занимаются в спортзале два раза в день, проходят медосмотр и посещают лекции. При спасении пригодятся и теория, и практические занятия.

Сегодня в «Службе спасения» Краснодара работает около 150 спасателей. В учреждении есть все необходимое снаряжение. Самое эффективное – так называемое надувное устройство спасения из ледяной полыньи.

Заместитель начальника аварийно-спасательного отряда № 2 Андрей Романов отметил, что такое устройство предназначено для спасения людей во время ледостава. Спасатели надувают баллоны с воздухом, устройство поворачивают по направлению к пострадавшему. Сотрудник «Службы спасения» ложится между этими баллонами на ткань и ползет ползком к пострадавшему, помогая ему вылезти из полыньи.

Спасатели Краснодара призывают местных жителей быть осторожными у водоемов. Не стоит лишний раз рисковать собственной жизнью, берегите детей и близких.

Ранее мы сообщали о том, что на водоемах Краснодара образовался тонкий лед, но выходить на такой хрупкий покров опасно для жизни. В зимний морозный период в группу риска попадают дети и рыбаки. У водных объектов краевого центра установлены камеры видеонаблюдения. Но несмотря на это, стоит напомнить детям об опасности выхода на еще не сформировавшийся лед. В школах города учителя и инспекторы должны проводить занятия по безопасному поведению на водных объектах.

Напомним, в Краснодаре за безопасностью на водоемах следят 13 камер видеонаблюдения. В кубанской столице ожидается плюсовая температура, но мониторинг водных объектов на образование льда продолжится. В случае снижения температур специалисты муниципальной службы спасения будут ежедневно измерять толщину льда. При массовом выходе горожан на лед также будут выставлены наблюдательные посты.

Также мы сообщали о том, что в декабре прошлого года в Краснодарском крае трое подростков упали под лед. Один мальчик утонул.


Когда и как замерзают озера?

Теперь, когда в наших озерах слишком холодно, мы можем с нетерпением ждать следующего прекрасного сезона озер — зимних видов спорта! Принесите холод и снег, чтобы мы могли кататься на лыжах, коньках, снегоступах, ледяной рыбе и снегоходе.

На этой неделе я заметил, что на некоторых небольших водоемах есть тонкий слой льда. Это побудило меня задуматься о том, когда и как замерзнут наши озера в этой местности.

Как вы все знаете, температура воды замерзает до 32 градусов по Фаренгейту. Однако это не означает, что когда температура воздуха достигает 32, озера замерзают.Вода — отличный изолятор и хорошо удерживает тепло, поэтому температура в озере не меняется изо дня в день, как воздух. Следовательно, для образования льда на большом озере необходима температура ниже нуля в течение недели или более.

Как я уже упоминал ранее, вода — уникальное вещество в том смысле, что твердая форма (лед) легче, чем жидкая форма (вода). Для большинства веществ твердая форма тяжелее. Наша жизнь была бы совсем другой, если бы лед тонул, а не плавал. Если бы лед опустился, озера замерзли бы снизу вверх, и рыба и другие водные существа не пережили бы зиму!

Поскольку вода хорошо удерживает тепло, чем больше в ней воды, тем больше тепла она удерживает.Вот почему большие глубокие озера замерзают и тают дольше, чем мелкие мелкие озера.

Вода замерзает от периметра озера к центру. Так происходит потому, что у края озера вода более мелкая, поэтому остывает быстрее. Вода самая плотная при температуре 39 градусов по Фаренгейту, поэтому, когда становится холоднее, холодная, более легкая вода плавает на вершине озера. Этот верхний слой воды взаимодействует с холодным воздухом, который еще больше охлаждает верхнюю часть озера, пока она не замерзнет. Ветреные дни быстрее охлаждают поверхность озера, потому что холодный воздух, движущийся над водой, быстрее охлаждает озеро.

Поскольку обледенение не происходит за один день, как это обычно бывает, вести точный учет сложно. Лед может образовываться по краю озера, а затем может наступить теплый солнечный день и снова растопить его. Имеются исторические записи о датах наступления и наступления льда на озере Детройт, доступные на веб-сайте района водоразделов реки Пеликан: http://www.prwd.org/?D=4. За последние пять лет лед на озере Детройт образовался где-то между 25 ноября и 13 декабря. Дата зависит от погодных условий и от того, насколько холодно и ветрено наше падение.

Я измерил температуру воды на поверхности озера Детройт в четверг утром (8 ноября), и она составила 40 градусов по Фаренгейту, так что до замерзания еще есть много возможностей. Однако в четверг утром на озере Сент-Клер образовалась тонкая пленка льда, поэтому небольшие мелкие озера, возможно, уже начали замерзать. Следите за озерами в следующие пару недель и посмотрите, как и когда образуется лед. Буду держать вас в курсе прямо здесь, в моей колонке.

Хотите узнать, как быстро замерзнет ваше озеро? • Outdoor Canada

Горд Пайзер изначально разместил этот блог в декабре 2015 года, но он кажется актуальным и в этом сезоне, особенно если вы так же стремитесь выйти на лед, как и мы…

В то время как большая часть восточной части Канады купалась в не по сезону теплых, почти жарких, как летом, температурах, остальная часть страны наконец похолодела.

И вот, наконец, озера, реки, водохранилища, ямы и пруды замерзают и образуют хороший лед.

Но вот вопрос, который волнует всех, и то, что мы с Энгом обсуждали на субботнем радио-шоу Outdoor Journal. Сколько времени потребуется, чтобы лед на озерах скопился, прежде чем мы сможем безопасно путешествовать и ловить рыбу на них?

Существует несколько высоконаучных методов и математических формул, которые вы можете использовать для прогнозирования роста льда на вашем любимом озере, и все они, по сути, основаны на одном контролирующем факторе, который называется градус замерзания в днях , который учитывает температуру воздуха, скорость ветра и что-то под названием радиационное охлаждение.

А теперь самое интересное.

Чтобы определить дни с градусом мороза и скорость образования льда в вашем любимом озере, сначала возьмите среднюю температуру (в градусах Фаренгейта) за последние 24 часа. Итак, предположим, что дневной максимум вчера был 30 F, а ночной минимум 20 F. Это означает, что средняя температура была 25 F. Теперь вычтите среднюю температуру (25 F) из точки замерзания воды (32 F). и получаем 7 морозных дней.

С другой стороны, если дневной максимум был 20 F, а ночной минимум 0 F, средняя температура была бы 10 F, что дало бы нам 22 дня с градусом холода ( 32 F — 10 F = 22 FDD) ).

Видите, как это просто?

Теперь, основываясь на проведенных исследованиях, после того, как на озере образовался тонкий слой льда, он обычно увеличивается со скоростью один дюйм / 15 градусо-дней ( FDDS ).

Итак, если мы вернемся к нашим примерам, это означает, что в относительно теплый день, когда было 7 FDD, озеро образовало примерно полдюйма льда за 24-часовой период.Но в гораздо более холодный день, когда мы испытали 22 FDD, размер озера составил около 1,5 дюймов.

Теперь нам нужно учесть несколько важных соображений, потому что формула основана на скорости ветра от слабой до умеренной, отсутствии снега на земле и чистом небе. Все это помогает вытягивать тепло из воды и ускорять рост льда.

К сожалению, где я живу в Северо-Западном Онтарио, на Озере Лесов, у нас сейчас больше фута снега, и, как известно большинству людей, снег обеспечивает отличную изоляцию, которая замедляет проникновение холода и холода.Кроме того, многие наши дни в последнее время были тихими и пасмурными. Таким образом, когда вы вводите эти условия в действие, даже при одинаковом количестве дней с градусом мороза, скорость образования льда сокращается примерно вдвое.

Наконец, вот еще один последний факт, который вы захотите учесть позже этой зимой, когда во многих частях страны на озерах будет лед толщиной до трех футов и более. Толстый лед действует как глубокий снег, обеспечивая изоляцию и, таким образом, значительно замедляя образование большего количества льда.Вот почему в высоких широтах Арктики и Антарктики, где зима длится почти круглый год, озера не промерзают до самого дна.

Итак, как скоро лед на вашем любимом озере, реке, реке, яме или пруду станет достаточно толстым, чтобы вы могли безопасно путешествовать и ловить рыбу на нем? Подсчитайте количество дней с градусом холода, и вы быстро поймете.

Или воспользуйтесь следующими таблицами.


Почему на вершине озера образуется лед?

Категория: Науки о Земле Опубликовано: 5 декабря 2013 г.

При температуре ниже 4 ° C вода становится менее плотной по мере того, как становится холоднее, в результате чего вода, которая вот-вот замерзнет, ​​всплывет наверх.Public Domain Image, источник: Кристофер С. Бэрд. Источник данных: CRC Handbook of Chemistry and Physics.

Теплая вода обычно становится более плотной по мере того, как становится холоднее, и поэтому тонет. Этот факт может заставить вас поверить в то, что лед сначала должен образоваться на дне озера. Но забавная вещь происходит с водой, когда она становится еще холоднее. Ниже 4 ° по Цельсию (39 ° по Фаренгейту) вода начинает расширяться и становится менее плотной по мере того, как становится холоднее. В результате, близкая к замерзанию, более холодная вода всплывает наверх, а более теплая вода опускается на дно.Плотность воды как функция температуры можно увидеть на графике справа. В конце концов, самая холодная вода, которая в зимних условиях достигла вершины озера, замерзает, образуя слой льда. Когда вода замерзает до льда, лед становится значительно менее плотным, чем вода, и продолжает плавать по поверхности озера.

Лед менее плотен, чем вода, из-за того, что он образует гексагональную кристаллическую структуру. Каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с нижней частью атома кислорода.Когда образуется лед, атомы водорода одной молекулы воды образуют слабые водородные связи с верхними слоями атомов кислорода двух других молекул воды. Выстраивание молекул воды в этом паттерне занимает больше места, чем их беспорядочное перемешивание (как в случае с жидкой водой). А поскольку молекулы той же массы в замороженном состоянии занимают больше места, лед менее плотен, чем жидкая вода. По этой же причине вода с температурой ниже 4 ° по Цельсию становится все менее плотной по мере того, как становится холоднее. При температурах, близких к отрицательным, молекулы жидкой воды начинают выстраиваться в гексагональную структуру, заполняющую пространство.

Зимой температура в озере достаточно близка к замерзанию, поэтому более холодная вода становится менее плотной и поднимается вверх. Изображение из общественного достояния, источник: Кристофер С. Бэрд.

В учебнике по ледовой инженерии Джорджа Д. Эштона по рекам и озерам говорится: «Когда озеро охлаждается с температуры выше 4 ° C, поверхностные воды теряют тепло, становятся более плотными и опускаются. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся вода в озере не достигнет уровня. 4 ° C, когда плотность воды максимальная. При дальнейшем охлаждении (и без механического перемешивания) на поверхности образуется стабильный более легкий слой воды.Когда этот слой охлаждается до точки замерзания, на поверхности озера начинает образовываться лед ».

В глубоких озерах давление воды также может иметь значение. Гравитационный вес всей воды выше в озере давит на воду глубоко в озере. Давление позволяет воде у дна озера остывать, не расширяясь и не поднимаясь. Из-за давления вода на дне глубоких озер может стать холодной, но не замерзнуть до льда.

Темы: плотность, замораживание, замороженные, лед, озеро, озеро льда, вода, погода

Почему вода замерзает сверху вниз?

iStockphoto / Thinkstock

Мы пьем воду, плаваем в ней, моемся ею и охлаждаем ею вещи.Поскольку вода настолько распространена, многие из нас не замечают, насколько она странна по сравнению с другими веществами. Когда в теплое время года мы бросаем в напиток один или два кубика льда, мы не задумываясь наблюдаем, как он плавает над жидкостью в нашем стакане. Но почему лед делает это, и, что более важно, почему вода замерзает сверху вниз, когда большинство других веществ замерзает снизу вверх?

Вода замерзает сверху вниз, что позволяет льду плавать, из-за странной особенности поведения воды при понижении температуры. Плотность — это масса единицы объема материального вещества; по сути, это мера того, насколько плотно упакованы атомы и молекулы вещества. Для большинства соединений падение температуры приводит к уменьшению объема соединения при увеличении его плотности, при этом атомы и молекулы становятся более плотно упакованными вместе. Например, карман с теплым воздухом поднимается и расширяется, потому что он менее плотный, чем более холодный воздух вокруг него. И наоборот, карман с холодным воздухом опускается и сжимается, становясь немного толще и плотнее при падении.Вода ведет себя аналогично, но только до определенной температуры. Плотность охлаждающей воды будет увеличиваться, пока температура воды не достигнет 4 ° C (39,2 ° F). Если вода продолжит охлаждаться, ее плотность снова начнет увеличиваться, а вода (теперь в твердом состоянии) расширится. Именно это свойство воды позволяет льду заклинивать открытые трещины в тротуарах и камнях и вызывать взрыв банок и бутылок с безалкогольными напитками в морозильной камере.

При 4 ° C вода все еще находится в жидкой форме. В озерах и реках эта вода остывает на поверхности, становится плотнее и спускается вниз.Когда вода приближается к точке замерзания (0 ° C [32 ° F]), она становится менее плотной, чем вода вокруг нее, и поднимается до верха водяного столба. Если вместо этого замерзнет вода со дна озера или реки до самого верха, это будет иметь серьезные экологические последствия. Мелкие озера замерзли бы; если бы у растений, животных и других организмов, живущих там, не было какой-то адаптации, которая не позволяла бы их тканям замерзать, они умрут. В более крупных озерах ледяной дно и слякоть охлаждали бы воду выше, возможно, замедляя метаболизм и скорость роста организмов, которые выживали в жидких верховьях озера.В этих условиях Земля выглядела бы совсем иначе; полярные регионы планеты будут почти лишены жизни, и каждый год растения, животные и другие организмы средних широт столкнутся с перспективой недоступности жидкой воды в замороженных и твердых средах обитания.

Физика, вопросы и ответы — Как замерзает озеро?

Рис.1 Охлаждение озера
Рис. 2 Замерзшая поверхность озера

Почему замерзание всегда начинается с поверхности озера? Как это явление влияет на рыб?

Плотность воды меняется в зависимости от температуры воды.Плотность воды самая высокая — 3,98 Дж, поэтому молекулы воды при 3,98 Дж тонут с большей вероятностью, чем молекулы при других температурах.

Рассмотрим ситуацию с температурой воды выше 3,98 Дж. На рис.1 температура поверхности озера 20 Дж, температура воздуха на 5 Дж ниже температуры воды, то есть 15 Дж. Часть тепловой энергии молекул воды на поверхности озера перейдет в более прохладный воздух. В результате температура молекул воды падает, а плотность повышается, и, следовательно, эти молекулы воды тонут.Более теплая вода под поверхностью будет постепенно подниматься из-за ее меньшей плотности, таким образом, имеет место конвекция, и все озеро охладится.

Рассмотрим ситуацию с температурой воды ниже 3,98 Дж (рис. 2). Поскольку вода с более низкой температурой имеет меньшую плотность, более холодные молекулы воды будут течь по поверхности воды. Напротив, молекулы, которые ближе к 3,98 Дж, будут тонуть из-за их более высокой плотности. Когда температура воды ниже 0 Дж, вода с более низкой температурой на поверхности озера сначала замерзает, а затем замерзание распространится на дно озера.Поскольку тепло передается за счет теплопроводности, скорость охлаждения очень низкая. Температура воды под слоем льда обычно составляет 3,98 Дж. Рыба все еще может выжить. Если у воды нет этого особого свойства, мы можем представить, что вода начнет замерзать снизу, и конвекция увеличит скорость замерзания. Мы опасаемся, что после очень холодной зимы вся рыба и другие живые существа в озере умрут.

Вот что нужно, чтобы озеро замерзло

Мэдисон, Висконсин.- Замерзшие озера являются источником значительного количества отдыха на свежем воздухе зимой в Висконсине.

Пока жители Висконсинца ждут, чтобы достать коньки, снегоступы и удочки для зимней рыбалки, им следует ожидать более длительного периода более низких температур.

Хилари Дуган, доцент кафедры лимнологии Университета Висконсин-Мэдисон, сказала, что лед в озере имеет отношение к температуре воды.

«Озера, особенно большие, имеют много воды и накапливают много тепла, и вы можете думать об этом как об энергии», — сказал Дуган.«Таким образом, в основном во время осени все это тепло медленно выводится из озера, поэтому энергия теряется в атмосфере».

Это тепло уходит через некоторое время. Хотя озеро может и не замерзнуть, оно приближается к замерзанию, поскольку более прохладные осенние дни постепенно понижают температуру. Температура в озере приближается к нулю, но условия еще не втянули воду в лед.

«Итак, этой осенью еще не было достаточно холодных дней, чтобы озера начали замерзать», — сказал Дуган.«И это не ненормально, сейчас мы наблюдаем довольно средние температуры».

Размер озера играет огромную роль, когда озеро замерзает. Некоторые более мелкие озера в Нортвуде уже замерзли, в то время как более крупные все еще открыты. Для такого озера, как озеро Мендота в Мэдисоне, температура должна постоянно быть ниже нуля, около 20 градусов по Фаренгейту или ниже.

«Температура воздуха является самой большой причиной замерзания озера, поэтому нам нужно, я бы сказал, от 5 до 10 хороших дней с 20-градусной погодой, прежде чем эти большие озера будут близки к замерзанию», — сказал Дуган.

Ветер тоже играет важную роль. Дуган сказал, что для начальных заморозков необходимы относительно спокойные ветровые условия. Сильный ветер создает достаточно энергии, чтобы поддерживать турбулентность и, в конечном итоге, жидкую воду на поверхности.

Как долго озеро остается замерзшим в Висконсине, во многом зависит от того, насколько оно северное или южное.

«Настоящая разница — это то, что мы видим весной, когда озера внизу [в Мэдисоне] тают на хороший месяц раньше, чем на севере», — сказал Дуган.

Если точно угадать, когда замерзнет озеро Мендота, можно получить приз.Альянс Чистых озер ежегодно проводит конкурс, чтобы люди угадывали, когда озеро покроет ледяной покров. Угадав подходящий день, вы можете выиграть подарочную карту на 1000 долларов в Land’s End.

«Для нас это способ продолжать говорить об озерах круглый год и почему так важно думать об этом не только летом, но и круглый год», — сказал Адам Содерштен, директор по маркетингу и коммуникациям компании Clean Lakes. Альянс.

Принять участие в конкурсе может любой желающий со всего мира — несколько лет назад победил один человек из Грузии.Альянс чистых озер начал конкурс девять лет назад. Содерстен сказал, что погода и озера — такая большая тема для обсуждения, что они хотели сделать спекуляцию о них соревнованием.

«Когда замерзают озера в Мэдисоне, они становятся крупнейшими парками нашего города, это просто огромные открытые пространства», — сказал Содестен.

Медианная дата замерзания озера Мендота — 20 декабря. Среднее количество дней, в течение которых озеро было заморожено, составляет 104 дня, хотя это число снижалось за последнее столетие.Что-то, по словам Содерстена, может также выделить конкурс.

«Я думаю, что самое важное, что он делает для нас, это то, что он действительно держит в разговоре об озерах», — сказал он. «Это действительно немного выдвигает на первый план, как наш климат, возможно, изменился или изменился конкретно за последние 10-15 лет».

Дуган сказал, что ученые установили более чем 100-летнюю историю озера Мендота и других озер Мэдисона. Поскольку среднегодовые температуры продолжают расти, количество дней со льдом над озерами сокращается.

«Для озерного льда это означает, что мы увидим сужение этого зимнего окна», — сказал Дуган. «Так потом замерзают, а раньше оттаивают. И это то, что мы уже видели в долгосрочном отчете ».

Дуган сказал, что типичное количество дней обледенения для Мендоты уже снизилось со 120 до 90. Предполагается, что эта тенденция сохранится, поскольку климат продолжает нагреваться.

При какой температуре замерзает вода? | Наука

Вода кристаллизуется в лед при температуре 32 градуса по Фаренгейту большую часть времени, но не всегда.Предоставлено пользователем Flickr s.alt

Название этого поста могло бы показаться подходящим вопросом для экзамена по естествознанию в начальной школе, но ответ намного сложнее, чем кажется на первый взгляд. Нас всех учили, что вода замерзает при 32 градусах по Фаренгейту, 0 градусам Цельсия, 273,15 Кельвина. Однако это не всегда так. Ученые обнаружили жидкую воду с температурой -40 градусов по Фаренгейту в облаках и даже охлаждающую воду до -42 градусов по Фаренгейту в лаборатории. Как низко они могли опуститься?

На этот вопрос сложно ответить.Когда жидкая вода охлаждается ниже -42 градусов по Фаренгейту, она слишком быстро кристаллизуется в лед, и ученые не могут измерить температуру жидкости. Эмили Мур и Валерия Молинеро из Университета штата Юта разработали сложное компьютерное моделирование 32 768 молекул воды (меньше молекул, чем можно найти в капле дождя), которое позволило им увидеть, что происходит с теплоемкостью, плотностью и сжимаемостью воды при ее переохлаждении и переохлаждении. определить, что произошло, когда 4 000 из этих молекул замерзли. Их результаты опубликованы в журнале Nature .

Когда температура воды приближается к -55 градусов по Фаренгейту, молекулы воды образуют тетраэдры, каждая из которых слабо связана с четырьмя другими молекулами. Уменьшается плотность воды, увеличивается ее теплоемкость и увеличивается сжимаемость. «Изменение структуры воды контролирует скорость образования льда», — говорит Молинеро. «Мы показываем, что термодинамика воды и скорость кристаллизации контролируются изменением структуры жидкой воды, которая приближается к структуре льда.«При температуре ниже -55 градусов по Фаренгейту крошечные кусочки жидкой воды все еще могут существовать, но они будут существовать только в течение невероятно короткого времени», — говорит Молинеро.

Такое переохлаждение воды возможно, потому что воде требуется небольшое ядро ​​или затравка льда, чтобы молекулы образовывали кристаллы, и в очень чистой воде «единственный способ сформировать ядро ​​- это спонтанно изменить структуру жидкости», — говорит Молинеро. . Эти ядра не сформируются и не станут достаточно большими, пока структура молекул жидкой воды не приблизится к структуре твердого льда, чего не произойдет, пока вода не станет настолько невероятно холодной.

( HT: io9 )

Спросите Смитсоновского института Химия Природные науки Воды .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *