Сплав по реке
Компрессионное перекрытие плавающего ледяного покрова при чередующихся надвигах и поддвигах

Аэрофотоснимок, показывающий два тонких ледяных щита (состоящих из ниласа ), которые движутся навстречу друг другу. По всей длине контакта между двумя щитами сегменты, где один щит взбирается на другой, чередуются с другими, где все наоборот. Более светлые области — это те, где толщина льда удвоилась из-за процесса перекрытия. Эта картина известна как пальцеобразный рафтинг . Во многих случаях она носит весьма систематический характер.
Сплав на плотах в море Уэдделла , фото операции IceBridge , 2017 г.
Идеализированное трехмерное представление ледового рафтинга. Он происходит, когда два тонких ледяных щита сходятся навстречу друг другу.
Название «пальцевый рафтинг» происходит от его сходства с переплетением пальцев. Обратите внимание, что пальцы, показанные здесь, не переплетены как обычно (все десять пальцев видны сверху), а переплетены как при пальцевом рафтинге (только пять пальцев видны сверху или снизу). [примечание 1]
Наслоенный лед, обнаруженный во время экспедиции MOSAiC в июне 2020 года.

Напластование пальцев развивается в ледяном покрове в результате режима сжатия, установившегося в плоскости льда. Когда два пространства морского льда сходятся к другому, одно из них плавно скользит поверх другого (надвигается) на заданное расстояние, что приводит к локальному увеличению толщины льда. Термин напластование пальцев относится к систематическому чередованию взаимозацепляющихся надвигов и поддвигов, участвующих в этом процессе. [1] [2] [3] Такая картина получила свое название из-за сходства с взаимозацеплением пальцев. [примечание 1]

Процесс

Наплавка , также называемая телескопическим льдом , [3] наиболее заметна, когда она включает в себя новый и молодой лед, но также встречается во льду любой толщины. [4] Процесс наплавки пальцев как таковой обычно наблюдается внутри разводья , как только образуется тонкий слой льда (на стадии ниласа ). Хотя этот лед обычно очень слабый (он не может выдерживать собственный вес вне воды), он содержит много рассола и также относительно теплый , поскольку, будучи таким тонким, его температура близка к температуре воды. Наплавка сопровождается быстрым стоком рассола внутри вышележащего ледяного покрова. Этот рассол действует как смазка, значительно уменьшая трение между двумя покровами во время надвига. Такой механизм и тот факт, что верхняя поверхность ниласа уже скользкая, объясняют расстояния надвига, превышающие 100 метров (330 футов) (соотношение длины к толщине 1000 к одному). [4] [примечание 2]

Рафтинг против гребня

Образование торосов и хребтов — это два возможных ответа, ожидаемых от взаимодействия двух сходящихся ледяных щитов или льдин. [4] [5] Термин «образование торосов» относится к процессу образования торосов , включающему разделение ледяного щита на отдельные блоки (чего не происходит во время образования торосов). [1] [2] [3] Причина, по которой происходит разрушение, заключается в том, что по мере увеличения толщины льда изгибающий момент, действующий на верхнюю поверхность льда, превышает его прочность на разрыв. [5] Другими словами, лед больше не является достаточно гибким, чтобы выдерживать сдвиг, не ломаясь.

Максимальная толщина для сплава

Для оценки максимальной толщины ледяного покрова, пригодного для сплава, была использована теоретическая формула. [5] Эта толщина ( ) равна час г ф {\displaystyle h_{rf}}

час г ф = 14.2 ( 1 − ν 2 ) ρ ж г σ т 2 И {\displaystyle h_{rf}={\frac {14,2(1-\nu ^{2})}{\rho _{w}g}}{\frac {\sigma _{t}^{2}}{Y}}}

где - коэффициент Пуассона , - прочность льда на разрыв, - плотность воды , Y - модуль Юнга морского льда , а g - ускорение свободного падения . Это уравнение показывает, что, если предположить, что репрезентативная прочность на разрыв составляет 0,65 МПа, максимальная толщина, при которой может произойти наплав, составляет 0,2 метра (7,9 дюйма). [5] ν {\displaystyle \nu} σ т {\displaystyle \сигма _{т}} ρ ж {\displaystyle \rho _{w}}

Смотрите также

Примечания

  1. ^ ab При этом первый палец одной руки лежит на том же пальце другой руки), второй палец одной руки лежит под вторым пальцем другой руки, безымянные пальцы действуют как первые пальцы и т. д.
  2. ^ Согласно этому источнику, сплав по плотам также возможен на озерах и реках, даже если этот лед не солёный, но только если он очень тонкий, т. е. менее 2 сантиметров (0,79 дюйма).

Ссылки

  1. ^ ab Номенклатура морского льда ВМО • Терминология
  2. ^ ab Environment Canada – Погода и метеорология – Ледовый глоссарий
  3. ^ abc Все о морском льде, Введение :: Национальный центр данных по снегу и льду
  4. ^ abc Weeks, WF (2010) О морском льду (Глава 12). Издательство Университета Аляски, Фэрбанкс, 664 стр.
  5. ^ abcd Leppäranta, M. (2005). Дрейф морского льда. Springer-Verlag, Нью-Йорк, 266 стр.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Finger_rafting&oldid=1149474614"