Введение к работе
Актуальность. Основные направления развития наукя Д техники в интересах экономического и социального прогресса страны, сформулированные в директивных документах, предусматривает комплексное изучение Мирового океана и атмосферы Р настоящее время и па перспективу. В морях полярных областей одним из наиболее вааных объектов такого изучения является ледяной noupog, Строение и особенности пространственного распределения ледяного покрова, его сезонная и межгодовая изменчивость объективно отражают процессы, происходящие в океане и атмосфере, особенности их взаимодействия, климатические изменения. Наличие ледяного покрова оказывает существенное влияние на все виды народнохозяйственной деятельности в морях полярных областей (гидротехническое строительство, судоходство и т.д.). Такшл образом, выявление и уточнение закономерностей формирования ледяного покрова, его пространственно-временной изменчивости и возможного влияния на практическую деятельность с учетом современного уровня развития науки и техники является актуальной проблемой.
Заметную роль при ее решении играет изучение процессов, прямо ила косвенно связанных с внутриводным ледообразованием. Так по материалам наблюдений в отдельных районах полярных морей внутри-водный лед мояет составлять 70-80^ (а в наиболее динамичных районах и все I00JJ) от общей толщины ледяного покрова. В результата многолетних исследований как в напей стране, так и за рубежи выявлен ряд основополагавдих закономерностей форлровалия, роста и распространения внутриводного льда в пресных и морских водоемах. В последние годы предприняты попытки аналитического описания этих елсшшх'природных процессов. Тем на менее, по-преанеиу,
остается много нерешенных задач, обусловленных сложностью изучения процессов переохлаждения воды и форлирования внутриводного льда как в натурных, так и лабораторных условиях. Так в ряде случаев при исследовании этих процессов отсутствуют их точные физические характеристики, которые плохо поддаются аналитическому описанию, по-видимому, не до конца вскрыты и все физические механизмы внутриводного ледообразования, практически отсутствуют данные о связи кристаллической структуры ледяного покрова, содержащего прослойки внутриводного льда, с особенностями термо-халинного распределения в поверхностных .слоях моря, которое яв^ ляется важным критерием при изучении физических механизмов формирования внутриводного льда и т.д.
Рель настоящей работы - экспериментальные и натурные иссле
дования физических механизмов переохлаждения воды и формирования
внутриводного льда и изучение их роли в формировании кристалли
ческой структуры ледяного покрова арктических и антарктических
морей на примере конкретных акваторий этих регионов. В соответ
ствии с поставленной целью в работе решались следующие основные
задачи: ' '
выявление основных факторов, обуславливающих возможность переохлаждения природных вод;
лабораторные исследования переохлалдения воды и форлирования внутриводного льда для получения и уточнения основных физических характеристик этих процессов;
исследование роли конкретных механизмов переохлаждения воды и образование внутриводного льда в формировании строения ледяного покрова морей полярных областей на примере Карского моря в Арктике и моря Дейвиса в Антарктике;
лабораторные исследования физического механизма формирования "активного" внутрпводного льда, приводящего к оомерзатго подводных частей гидротехнических сооружений и образованию донного льда;
теоретические, лабораторные и натурные исследования физического 'механизма возникновения явления облштания судов в море.
Фактический материал. Основным исходным материалом для работы послулшли результаты экспериментов, проведенных автором в лаборатории физического моделирования ДАНИИ, экспедиционных исследований на а/л "Сибирь", "Ленин" и "Арктика" в период о 1985-І989ГГ, а также авиационной экспедиции в Карском к*^ в которых автор принимал непосредственное участие. При анализе результатов н обосновании выводов широко использованы такге данные, опубликованные в советской и зарубежной печати.
Методы исследований. При решении поставленных задач авторш попользован комплексный подход, предусматргоащий моделированпэ исследуемых процэссов в лабораторных условиях, проведение натурных наблюдений с применением нестандартной измерительной аппаратуры высокого разрешения. Структурный анализ ледяного покрова проводился по методике, разработанной в ДАНИИ. При решении аналитических задач использованы известные физические модели теории ледообразования.
Научная новизна:
на основании теоретических и лабораторных исследований автором предложена физическая модель, объясняющая возмоаность переохлаядения природных вод;
прэдоюзен л экспериментально подтвержден физический механизм переохлаздещ?''. йоды вследствие конвекции в однородней по плотности слое коря при ограничении глубины коквекщга.
в результате лабораторных исследований уточнены физические характеристики процессов переохлавдеяия воды и формирование внутриводного льда;
предложены, теоретически и экспериментально подтверадены возможные физические механизмы формирования "активного" внутри-водного льда и возникновения облипання судов в море.
Практическая денность работы. Научные результаты и методы изучения внутриводного ледообразования, гредставленные в работе, могут быть использованы:
при исследованиях роли и масштабов внутриводного ледообразования в формировании и эволюции ледяного покрова в морях полярных областей;
при разработке эффективных мер борьбы с форлированием "активного", внутриводного льда, "облипанием" судов в море;
для совершенствования лабораторных и натурных исследований процессов переохлаэдения воды и внутриводного ледообразования;
для дальнейшего изучения взаимодействия атмосферы и океана на основе структурного анализа ледяного покрова в морях полярных областей.
Атюбадия работы. Основные результаты исследований докладывались на конференции молодых специалистов ААБИИ (1985), итоговом заседании физико-технической секции Ученого совета ААНШ1 (1987), на Всесоюзном совещании по гидротехнике "Лед-87" (1987), научно-техническом семинаре отдела физики льда п океана ААШИ (1989).
Публикашіи. По теме диссертационной работы опубликованы 4 работы, одна работа находится в печати.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пятиглав, заключения, списка литературы ( 12 7 наименований). Общий объем составляет I8S страниц и включает за рисунков и 7 таблиц.
