Морские льды

Замерзание пресной и морской воды происходит различно. Температура наибольшей плотности воды составляет 4⁰ C. Вследствие этого в пресных водах перемешивание происходит при понижении температуры только до 4⁰ C. При дальнейшем охлаждении плотность воды уменьшается, перемешивание прекращается, и при достижении поверхностным слоем температуры 0⁰С в пресной воде начинается льдообразование.

Температура замерзания и температура наибольшей плотности морских вод зависят от солености. Поэтому морские воды, соленость которых менее 24.695‰ (солоноватые воды), при охлаждении вначале достигают состояния наибольшей плотности, как и пресные воды, а при дальнейшем охлаждении в отсутствии перемешивания быстро достигают температуры замерзания.

Морские воды в отличие от пресных и солоноватых с понижением температуры всегда увеличивают свою плотность вплоть до замерзания. Эти особенности влекут за собой различия в конвекции, замерзании, тепловом режиме в морских и солоноватых водоемах.

При замерзании морской воды происходит выделение соли из образовавшегося льда, из-за чего соленость незамерзшей воды возрастает. Но с увеличением солености понижается температура замерзания. Следовательно, одной из особенностей льдообразования в морской воде будет то, что этот процесс происходит только при непрерывном понижении температуры. В пресной же воде замерзание происходит при неизменной температуре 0⁰С.

Вторая особенность льдообразования в морской воде связана с точкой пересечения кривых температуры наибольшей плотности и температуры замерзания. (обязательно смотри рис. 2)

Температура наибольшей плотности воды с соленостью меньше 24.695‰, так же как и пресной воды, лежит выше температуры ее замерзания. Поэтому процесс замерзания развивается в такой воде так же, как в пресной. Осенью начинается общее выхолаживание водоемов. Охлаждается, прежде всего, поверхностный слой, плотность воды которого при этом повышается, и вода с поверхности опускается вниз, а на ее место поднимается более теплая, но менее плотная вода. Благодаря перемешиванию вся толща воды достигает сначала определенной температуры (гомотермии), равной температуре наибольшей плотности. При дальнейшем охлаждении плотность воды поверхностного слоя начинает уменьшаться и перемешивание прекращается. Для образования льда в воде с соленостью меньше 24.695‰ оказывается достаточным ее охлаждение до температуры замерзания сравнительно тонкого поверхностного слоя.

Воды соленостью больше 24.695‰ (соленые воды) охлаждаются до температуры замерзания при постоянном увеличении плотности, что сопровождается непрерывным перемешиванием, т. е. обменом между верхними и нижними, более теплыми слоями, что препятствует быстрому выхолаживанию и замерзанию воды. Лед образуется только после длительных осенних холодов, когда вся толща воды, охваченная вертикальной циркуляцией, охладилась до температуры замерзания. Таким образом, при равных погодных условиях морские воды замерзают позже солоноватых.