В предыдущем посте я писал о том, как важно достоверно прогнозировать ледовые условия в морях российской Арктики на Северном морском пути. Во-первых, важно знать, где лед есть и где его нет – то есть прогнозировать сроки таяния льда в теплый период года и образования льда в холодный период года. Во-вторых, круглый год важно прогнозировать прочность льда, который определяется его толщиной (очевидно, что чем лед толще, тем он прочнее), температурой (чем холоднее, тем прочнее) и даже от солености. Да, соленость у льда бывает очень разная, и чем лед преснее, тем он прочнее. Пресная вода замерзает довольно быстро: как только температура воды становится равной нулю, происходит резкий переход жидкости в твердое состояние. В пресной воде, в реках и озерах, образуется однородный и прозрачный пресный лёд. Соли нет ни в воде, ни во льду, поэтому соленость у воды и льда одинаковая, нулевая. Соленая морская вода замерзает гораздо сложнее и дольше! Когда морская вода начинает замерзать, то некоторая часть соли остается во льду, но большая часть превращается в жидкий рассол. Поэтому соленость морского льда получается примерно в 7 раз ниже, чем соленость воды, из которой он образовался. Из-за образования рассола в морском льде образуется множество полостей. Если поставить банку с пресной водой в морозилку, то вначале замерзнет дистиллированная вода по краям, а в центр банки выдавятся с пузырьками вся немногочисленная соль и примеси, которые растворены в этой воде. По такой же схеме образуются и многочисленные поры и полости с рассолом внутри морского льда. Часть этого рассола по порам вытекает вниз в море, а часть остается захваченной в полостях внутри льда и все равно не замерзнет – слишком соленый рассол. Вот так, пресный лед – монолитный и прочный, а соленый лед как губка пронизан полостями и гораздо легче колется ледоколом. В российские арктические моря впадает множество рек, на трассе Северного морского пути образуются большие по площади области опреснения в море, речные плюмы. Более пресный лед, который образуется в речных плюмах, оказывается и более прочным, сложным для движения ледоколов, чем соленый морской лед. Из-за выделения рассола морской лед образуется долго и красиво, в несколько этапов. Вначале образуются ледяные иглы, маленькие кристаллы льда в виде игл или пластинок, плавающие на поверхности. Когда вся поверхность моря становится покрыта ледяными иглами, то образуется ледяное сало – и поверхность воды становится матовой, как будто жирно. Действительно удивительно похоже на сало! Очень часто в этот период идет снег, который намокает, но не тает в воде. Так образуется снежура, смесь ледяного сала и мокрого снега. Все это постепенно смерзается и получается еще более плотная шуга, пока еще отдельные пластинки льда размером в несколько десятков сантиметров, которые вместе с волнами колышутся на поверхности моря. Шуга – последний этап несплоченного льда, через который может идти неледокольное судно. Дальше пластинки постепенно увеличиваются в размерах и образуется блинчатый лед, когда отдельные льдинки действительно сильно похожи на круглые блинчики. Все это быстро смерзается уже в единый сплоченный, но пока еще тонкий ледяной покров, нилас. Вот так, мороз печет в море ледяные блинчики из ледяного сала. Ледообразования в море – это очень красиво! Для прогнозирования ледовых условий, необходимо создавать численные модели процесса охлаждения воды и образования льда. В теории (описанной выше) все непросто, а на практике, в море, все еще сложнее. Чтобы создавать достоверные модели ледообразования, необходимо проводить измерения в море в тот период, когда это ледообразование идет – то есть в октябре и ноябре. Прямо сейчас в рейсе Плавучего университета и проводятся измерения как охлаждается вода и как образуется лед. С этой точки зрения сдвиг сроков рейса на три недели, с сентября-октября на октябрь-ноябрь, оказался благоприятным для этой научной темы.