Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Воды суши и моря, омывающие берега Советского Союза, на длительный период покрываются льдами. Естественно, что непре­рывно действующие факторы, загрязняющие водоемы в безледный период, так или иначе воздействуют и на ледяной покров. Особенно велика роль в этом процессе загрязнений, приносимых воздушными массами. За время сохранения льда эти загрязнения аккумулиру­ются на ледяном покрове, а в период весеннего ледотаяния, выпа­дая изо льда, загрязняют воду.

 

§ 1. Факторы, влияющие на загрязнение льдов

Загрязнение водоема влияет на ход процессов ледообразования и на чистоту образующегося льда. Обычно в состав загрязненной воды входят взвешенные частицы, которые при ледообразовании служат центрами кристаллизации. Это обстоятельство несколько ускоряет ход ледообразования и одновременно обусловливает заг­рязнение льда уже в начальной стадии его образования.

Если ледовые процессы развиваются на водной поверхности, покрытой пленкой нефтепродуктов, часть пленки, обволакивая образующиеся кристаллы льда, частично включается в его состав, попадая в пузырьки воздуха и ячейки рассола, образующиеся в толще льда. Аналогичная картина наблюдается и при ледообра­зовании в зонах внутримассовых загрязнений вод, особенно в райо­нах сбросов и распространения струй промышленных сточных вод с большой концентрацией загрязняющих веществ. В таких случаях в состав ячеек рассола включаются в той или иной степени и ве­щества, присущие данному виду техногенного загрязнения.

Нарастание толщины льда в течение зимы происходит главным образом снизу — за счет кристаллизации воды у нижней границы льда. Поэтому в зонах внутримассовых загрязнений включение в лед загрязняющих веществ происходит в течение всего периода ледообразования.

С понижением температуры льда и увеличением его плотности ячейки с рассолом частично смерзаются, частично выдавливаются из льда, отчего загрязненность льда несколько уменьшается с те­чением времени. Однако это уменьшение обычно с избытком ком­пенсируется поступлением инородных веществ на его поверхность из воздуха, особенно в районах, расположенных вблизи крупных индустриальных центров. Нередко в таких районах встречаются обширные зоны льда темно-серого, грязно-коричневого и других цветовых оттенков, загрязненные копотью и веществами, выбрасы­ваемыми вместе с дымом промышленными предприятиями.

Особенно сильно загрязняются участки ледяного покрова, через которые проходят ледовые дороги с интенсивным движением транс­порта, а также районы, примыкающие к фарватерам, по которым осуществляется зимняя навигация. Сильно загрязняется ледяной покров также на акваториях портов, зимних стоянок судов и в дру­гих местах.

При выпадении снега ледяной покров утрачивает свой загряз­ненный вид. Однако через некоторое время вследствие постоянного воздействия загрязняющих факторов и испарения снега лед в та­ких районах вновь быстро приобретает загрязненный вид. Обычно снег на льду кристаллизуется, образуя на поверхности ледяного покрова слой снегового льда. Поскольку в течение зимы снег вы­падает неоднократно, слои загрязненного льда в таких районах нередко чередуются со слоями сравнительно чистого льда.

В весенний период загрязненные льды подвержены более интен­сивному таянию, так как их темный цвет увеличивает теплопоглощательную способность ледяного покрова. При этом загрязнен­ность поверхности льда усиливается, поскольку в процессе таяния верхнего слоя льда происходит увеличение концентрации загряз­няющих веществ на его поверхности.

 

§ 2. Отличие пленок нефтепродуктов от первичных видов ледовых образований

Образование льда происходит только при отрицательных тем­пературах воздуха, когда поверхностный слой воды охладится до температуры замерзания. Процессы ледообразования могут быть и кратковременными, вызванными установлением временного отрицательного баланса тепла на поверхности воды, обусловлен­ного достаточно резким похолоданием (например, во время ночных заморозков в весенний период).

В начальный период кристаллизации воды появляются ледяные иглы — кристаллы льда в виде игл или пластинок. При этом вод­ная поверхность приобретает слегка белесовато-свинцовый оттенок, рябь на ней несколько сглаживается. Через некоторое время из ледяных игл образуется ледяное сало — скопление на поверхности воды смерзающихся игл в виде тонкого сплошного слоя или пятен и вытянутых полос. Поверхность воды в местах скопления ледяного сала становится гладкой, лишенной мелких волн и приобретает матовый серовато-свинцовый оттенок, чередующийся с темными участками свободной ото льда поверхности воды.

В отличие от первичных форм льда пленки нефтепродуктов имеют более светлый, маслянистый отблеск. Они дрейфуют под действием ветра несколько быстрее, чем первичные льды, так как эффект воздействия ветра на формы пятен нефтепродуктов выра­жается более резко, чем на формы первичных льдов. Объясняется это тем, что сопротивление воды движению пятен ледяного сала (за счет некоторой толщи слоя вод, в котором располагаются скоп­ления ледяных игл) значительно больше, чем при дрейфе пленок нефтепродуктов.

В процессе дрейфа пятна ледяного сала в передней (по на­правлению движения) его части происходит скопление ледяных игл, в результате чего эта часть пятна расширяется и несколько округляется (рис. 26). При дрейфе пятна нефтепродуктов передняя (подветренная) часть пятна также расширяется, однако при этом она не округляется, а разрывается, образуя характерные зазуб­рины. При значительной скорости ветра пятна нефтепродуктов быстро вытягиваются в узкие полосы мыловидной пены, в то время как у пятен ледяного сала обычно еще сохраняется более широкая часть их фронтальной зоны. Характерной особенностью является также то, что наибольшая интенсивность пленки в нефтяном пятне наблюдается на наветренной его стороне, а наибольшее скопление ледяных кристаллов в пятне ледяного сала, наоборот, в подветрен­ной части пятна.

Отличительные особенности формы пятен ледяного сала и нефтепродуктов

Отличительные особенности формы пятен ледяного сала и нефтепродуктов

Эти особенности деформации пятен нефтепродуктов и ледяного сала под действием ветра, а также учет различий в их цвете и тоне, позволяют опытным бортнаблюдателям безошибочно отличить пленки нефтепродуктов от первичных ледовых образований.

В весенний период при распаде «гнилого льда» на кристаллы и иглы последние в течение некоторого времени могут сохраняться в поверхностном слое воды. В практике ледовых наблюдений это явление характеризуют часто термином «следы льда». По своему внешнему виду они напоминают ледяное сало или скопление ледя­ных игл, наблюдающихся в период ледообразования. Сохраняются «следы льда» весьма непродолжительное время (особенно при на­личии ветра), так как поверхностный слой воды в весенний период быстро прогревается. Главным косвенным признаком наличия «следов льда» служит то обстоятельство, что они встречаются только в периоды ледотаяния и в местах, где имеются (или име­лись) сильно разрушенные льды.

 

§ 3. Оценка загрязненности льда

Бортнаблюдатели при встрече загрязненных льдов или загряз­ненного снежного покрова на льду должны нанести на карту границы зон их скоплений и определить степень загрязненности льда по рекомендованной Арктическим и Антарктическим научно-иссле­довательским институтом трехбалльной шкале (табл. 5).

T_005

В журнале наблюдений необходимо описать специфику загряз­нений, его цвет и тон и, если возможно, указать причину (источник) загрязнения. При этом нужно помнить, что в отдельных случаях (в частности, у побережья Аляски) загрязнения снежного покрова на льду могут быть биологического происхождения и вызываться мельчайшими растительными организмами, которые способны жить и размножаться на снежном покрове, придавая ему желто-зелено­ватый или желто-красноватый оттенок.

 

§ 4. Оценка загрязненности нефтепродуктами воды среди льда

Вблизи промышленных центров (особенно нефтеочистительных заводов) и в районах, где поддерживается зимняя навигация, на участках воды среди льда обычно имеются загрязнения нефтепро­дуктами в виде пятен пленок различной интенсивности и густоты. В припайном льду их можно обнаружить только в промоинах: у края промоины, лежащего ниже по течению, образуется пояс скопления пленки нефтепродуктов. Если пленки обнаружены среди плавучих льдов (на участках воды между льдинами), бортнаблюдатель должен оконтурить, если это возможно, границу этих скоп­лений и определить их формы, интенсивность и густоту.

Густота пятен нефтепродуктов среди плавучих льдов определя­ется, исходя из того, что под льдинами пленка нефтепродуктов отсутствует. Льдины имеют осадку, пленка же нефтепродуктов легче воды, поэтому она как бы выдавливается льдинами на сво­бодную ото льда водную поверхность.

Густота пятен нефтепродуктов на участках воды между льди­нами определяется по соотношению площадей, занимаемых пят­нами нефтепродуктов и участками воды между льдинами. Степень покрытия обозреваемой площади пятнами нефтепродуктов опреде­ляется по формуле

F_005

где Г — густота пятен нефтепродуктов на обозреваемой поверхно­сти района в баллах; Гл — сплоченность льда в баллах; Гн — гус­тота пятен нефтепродуктов в баллах на участках воды между льдинами.

Опытные бортнаблюдатели нередко определяют густоту пятен нефтепродуктов непосредственно относительно всей обозреваемой площадки водоема. Например, бортнаблюдатель устанавливает, что 50% видимой им площади водоема занято льдами (5 баллов), 40% обозреваемой площади покрыто пятнами нефтепродуктов (4 балла) и 10% площади (1 балл) — участками чистой воды. При таком определении не требуется производить никаких дополнитель­ных расчетов. При первом же способе бортнаблюдатель должен вначале определить сплоченность льда (5 баллов), затем густоту (сплоченность) пятен нефтепродуктов на участках воды между льдинами (8 баллов). И, наконец, используя эти данные, рассчи­тать по вышеприведенной формуле долю покрытия видимой пло­щади района пятнами нефтепродуктов (4 балла).