Moartă și apă vie

valuri interne.

Atunci când se apropie de marginea gheții a încetinit brusc a muta nava. Mașina funcționează la viteză maximă, iar „Fram“ abia în mișcare. Ca și cum cineva ar fi avut loc. Mersul pe jos distanta de la marginea navei de gheață a fost mai lungă decât barca sub vâsle ... Și tot în jurul a fost o apă adâncă, limpede, cu excepția unor mici blocuri de gheata ca pe o suprafață. Nu există obstacole vizibile în mișcare. Care-i problema?

Incidentul sa întâmplat în timpul expediției Nansen în Arctica. In aceasta expeditie a fost făcut multe descoperiri: infirmat vedere superficialitatea Oceanului Arctic, pentru a studia structura și originea maselor de apă în influența deschisă a mișcării de rotație a Pământului gheață, etc. În special, fenomen găsit apă mort .. Acest fenomen a fost studiat mai întâi fratele Hall înapoi în 1830 a fost justificată teoretic, de savantul norvegian B. Eckmann cu puțin timp înainte de expediție Nansen. Dar, înainte de evenimentul cu „Fram“, nimeni nu a crezut că apa moartă poate avea acest efect.

Cu toate acestea, mișcarea de frânare bruscă a navelor în largul mării cunoscute înainte. navele care navighează sub influența apei moarte rătăci și să înceteze să se supună cârma. Marinarii au acuzat în acest pește-umerașe, ca și în cazul în care blocat la partea de jos a vasului și capacitatea sa de a inhiba progresul.

efect de apă mort se explică prin cheltuielile de energie mașinile navei la educație și pentru a depăși valuri interne. Ele apar la granița dintre cele două straturi de apă cu densități diferite, precum undele de suprafață convenționale, care sunt formate la secțiunea de apă - aer. Ei au văzut în mod clar din cauza reflexia luminii de la valuri de suprafață. Ne place sa ma uit la ei rula, vizionarea pentru apariția „al nouălea“ arbore. Apropo, fizicienii sunt încă argumentând, ea există sau nu.

Odată cu supravegherea situației este mult mai dificil pentru valurile interne. Ele sunt invizibile.

La 7 ore 30 min 10 aprilie 1963 SUA submarin nuclear „Thresher“ a început se arunca cu capul adânc în Oceanul Atlantic de 220 de mile de la Boston. La bord, în plus față de un echipaj cu normă întreagă au fost 17 experți civili - reprezentanți ai companiilor industriale și o construcție a instalației. Scopul scufundare - testarea barca la adâncimea maximă - 360 m.

Video: Live și apă mort

Comandantul barca a fost legat pentru canalul hydroacustice pentru a intra în contact cu suportul vasului „Ciocârlia“, la fiecare 15 minute. La 9 h 17 min „Ciocârlia“, a primit ultimul mesaj din care a reușit face doar din două cuvinte: „... limitarea adâncime ...“ Apoi, pe nava a auzit zgomotul, măsurată ca distrugerea coca bărcii. „Thresher“ scufundat la o adâncime de 2800 m.

Oamenii de știință sugerează că cauza undelor interne în moartea submarin. În acea zi, în zona de testare furios ciclon. El ar putea provoca valuri interne. Este cunoscut faptul că evenimentele meteorologice provoacă generarea undelor interne. valuri interne puternice au fost înregistrate mai târziu în zona de până la 100 m, iar perioada de oscilație a aproximativ 8 minute. Astfel de valuri pot cu ușurință „trage“ barca la o adâncime sub limita la care carena presiune a fost proiectat.

În 1969, în timpul unei scufundări pe mezoskafe „Ben Franklin“, în liderul expediției Gulf Stream Jacques Piccard remarcat faptul că undele interne ridicate periodic „Ben Franklin“ de până la 30 m, și apoi, fără nici o intervenție din partea echipajului coborât un mezoskaf câteva minute în jos până la 50 m.

Depășirea adâncimea maximă de scufundare „Thrasher“ 50 m, m. E. La o adâncime de 410 m, în conformitate cu normele foarte intense de calcul de rezistență adoptate în SUA, desigur, a dus la accident. Pur și simplu pune, nu suficient marjă de siguranță.

Oamenii de stiinta nota o alta cauza posibila: ciclonului a provocat o mișcare turbionară puternică a apelor oceanului în zona de imersie, care au contribuit la amestecarea viguroasă a oceanului superior. Ca rezultat, apa calda (mai ușoară) a stratului superior pot fi strânse în jos. Dacă „Thresher“ a lovit brusc stratul de apă caldă lângă o adâncime marginală, aceasta ar putea scădea pur și simplu sub semnul maxim. Echipajul nu a avut timp să arunce în aer tancurile de balast.

Există și alte procese fizice care amenință integritatea submarine. Cam în același timp a murit submarin francez. În partea de nord-vest a Mării Mediterane, se pare, intrat într-o secțiune specială a mării, unde a fost „bine“. Deci, acum denumite uneori ca un mare punct de pe suprafața mării cu apă rece. Temperatura apei la suprafata „bine“ este aproape de temperatura apei din partea de jos. Poate chiar un pic mai mică și mai mare de salinitate datorită creșterii evaporarea apei de la suprafața mării sub influența uragan. Ca urmare, stabilitatea este încălcat: densitatea apei la „fântână“ a suprafeței devine mai mare decât densitatea straturilor subiacente.

Apa de suprafață începe să cadă în jos pe partea de jos. celule de convectie este format, se face referire la convecție profundă. Uneori imaginea unei cascade subacvatice gigant. Nava subacvatice, a intrat într-un flux, amenință distrugere - în mod inevitabil se va efectua în profunzime, în cazul în care corpul său va fi zdrobit de presiune hidrostatică ridicată. Acest fenomen este foarte puțin studiată. Este necesar să se clarifice condițiile care cauzează formarea sa. Este cunoscut, de exemplu, că, uneori, rupe avalanșe fierbinte din cauza sunetului foarte slab. Poate o intrare submarin în zona de convectie penetrante pentru a provoca prăbușirea? Acesta este unul dintre puzzle-uri oceanul mondial.

Mult timp plecat sunt zile în care căpitanul Nemo se arunca cu capul „Nautilus“ sa în liniște adâncimi ocean toate necazurile pământești. Oceanele a fost mult mai complex decât părea mai devreme. Pentru înot fără probleme la adâncimi sale necesită nu numai vigilență constantă, dar noi dispozitive care ar putea avertiza navigatorii de diferite surprize. Dar să revenim la valurile interne.

În condiții normale, nu le putem vedea. Dar, în studiul școlar al fizicii, sau chiar acasă, puteți configura un experiment cu apă colorată, care se va observa valurile interne. Pentru aceasta este necesar un tub de sticlă (sau plastic), cu un diametru de 4-5 cm și aproximativ 1 m lungime. Un capăt al tubului trebuie să fie sigilate sau sigilate. Cu toate acestea, este posibil să se închidă ermetic capacul. De asemenea, trebuie să aibă și un al doilea dop de închidere celălalt capăt al tubului în timpul experimentului.

Se pune tubul pe o masă înclinată (închis în jos se încheie) și se toarnă apă foarte sărată timp de aproximativ 1 /₃ înălțime. Acesta trebuie să fie pregătite în prealabil, prin dizolvarea a 200-250 g de clorură de sodiu în 1 litru de apă.

Video: Tratamentul Rețete de apă moarte și vii boli interne

Acum, se adaugă în conducta de apă proaspătă, colorată unele vopsea despre ²/ H înălțimii sale. Adăugarea de apă după cum este necesar cu atenție pentru jeturi de apă colorate nu pătrund în coloana de apă sărată (apă trebuie să fie exprimate foarte lent, poate crește chiar ușor panta tubului). Când toată apa colorată este turnată în tub, închideți dopul capătului său superior și rotiți încet tubul într-o poziție verticală. Și apoi înclinați-l repede într-o poziție orizontală. În timpul basculării tubului, veți vedea cum să executați valuri interne între două straturi de lichide irizante.

Aceasta este - o experiență frumoasă. Valurile pot avea chiar și timp pentru a face fotografii. O imagine similară este prezentată în figură. In loc de apa sarata poate lua niște ulei lichid, cum ar fi transformator sau siliciu. Pentru succesul experienței nu este compoziția chimică la fel de importantă de lichide, ca diferența în densitatea lor. Atunci când se utilizează ulei ca fluid, este necesară oa doua nuanță.

Într-un mod similar laboratorul poate simula fenomenul de formare a undelor interne, având în prezent de o mare importanță. Experiența face mai ușor de înțeles mecanismul de frânare bruscă „Fram“. În zona bazinului arctic, unde sa întâmplat, în stratul de suprafață al oceanului a colectat apă proaspătă de gheață topită. Este mai ușor decât sare, așa că rămâne pe partea de sus. Se formează o structură stratificată ca un tort strat.

Foto valuri interne generate în tubul de sticlă.

Prezența structurii lamelare - o condiție necesară pentru generarea undelor interne. Oceanografi spun, în astfel de cazuri, de o stratificare stabilă a oceanului. Fără ea, valurile interne sunt imposibile. stratificare stabilă înseamnă că straturile de apă sunt în echilibru mecanic.

mișcarea navei a dat impuls mecanic care a făcut Încarcă granița deplasarea între două straturi de apă. Acesta a format valuri, similare cu cele pe care le vedem la suprafață, atunci când vom arunca o piatră în apă. De la site-ul de impact de piatră al valurilor de apă de suprafață împrăștie inel. Același lucru sa întâmplat în acest caz, numai valul nu a mers la suprafață și în profunzime în planul de frontieră subacvatic între cele două straturi. „Fram“ a îndeplinit rolul de pietricică, sau mai precis - val de arc. Ea a adus particulele de apă din echilibru.

Amplitudinea valuri interne sunt de obicei mult mai superficiale. Acest lucru se datorează diferenței mici de densitate dintre apă proaspătă și sare, în comparație cu diferența de densitate dintre apa si aerul. particulele de apă gravitațională în valuri interne joacă un rol de restabilire a forței: este îndreptată în jos - particulele sunt deasupra poziției de echilibru, până - din cauza inerției când au căzut sub poziția sa de echilibru (înainte de perturbații).

Creasta valurilor interne a fost destul de mare și a ajuns la chila „Fram“. Pentru a merge mai departe, nava a trebuit să împingă ca valurile interne în fața lui. Hidrodinamică în acest caz, vorbim de depășirea rezistenței de undă. Și aceasta ia o mulțime de energie. Mașini electrice „Fram“ nu a trebuit să „rupă“ de valuri. Ca rezultat, viteza navei a scăzut. Rata de scădere este deosebit de mare în cazul în care viteza de deplasare a navei se potrivește cu viteza de propagare a undelor interne.

Studii recente au arătat că undele interne în oceane cât mai des valuri de suprafață. Mecanisme de generare a undelor interne sunt foarte diverse: fluctuații de presiune atmosferică, viteza vântului, în jurul fluxului de iregularități cutremure subacvatice fund, energia mareelor ​​și de alți factori. În Strâmtoarea Gibraltar găsite valuri interne în jurul valorii de 200 de metri de mare!

Noi extinde cunoștințele și capacitățile de valuri interne noastre, diversele fenomene pe care le pot provoca. S-a găsit, de exemplu, că undele interne nu pot încetini doar deplasarea navelor de suprafață, dar, uneori, de asemenea, să le agită. valuri interne de grosime turbulență Ocean, ceea ce face dificil de a comunica prin canalul acustic. Ele pot eroda pante subacvatice, provoca alunecări de teren face apa tulbure a provoca curgerea pe suprafață și produce alte efecte. Pe scurt, acestea trebuie să fie socotit cu.

Studiul undelor interne. Cum de a determina dacă există valuri interne în ocean sau nu? Răspunsul exact la această întrebare nu este atât de simplu. Despre valurile interne este încă foarte puțin cunoscute, precum și orice informații care provin din spațiu asupra lor este de o valoare excepțională. Cu cât vom avea datele reale, cu atât mai ușor este de a determina modelele de apariție a unor efecte dinamice în apele și consecințele acestora. Cu Orbiter în imposibilitatea de a vizualiza rapid întregul glob.

transmite prin satelit nu numai fotografii, dar, de asemenea, informații despre temperatura anumitor părți ale oceanului, direcția și viteza vântului în apă, și alte informații.

Rolul esențial jucat de inspecție vizuală a navelor și aeronavelor. valuri interne formate pe slick-uri suprafața oceanului. Așa numita suprafață calcate, proprietăți optice distincte ale apei din jur. Este vorba despre benzile și petele de pe suprafața mărilor și oceanelor, in mod dramatic diferite în aparență din zonele învecinate. Mai mult decât atât, nu este numai modificarea proprietăților optice, dar, de asemenea, pentru a schimba caracteristicile mecanice ale suprafeței. pete slick și dungi călcate, t. E. Au dezactivat excitare. Prin urmare, ele sunt bine să iasă în evidență față de suprafața aspră din jurul apei. Comunicarea slick-uri de aspect cu valuri interne instalate în principal. Cu toate acestea pot fi formate petelor sub influența altor factori. Aspectul petelor de ulei poate provoca film sau alți agenți activi de suprafață. Slick se obțin prin formarea de vârtejuri și tirajuri Langmuir (formă specială a undelor de suprafață).

O altă modalitate de control - supraveghere spumă de distribuție și alge în apă. Ele pot fi asamblate pe convergența liniilor. Acțiunea surfactanților determină răcirea scurtă și formarea petelor valuri de suprafață, ceea ce complică controlul.

mod mai de încredere pentru a controla instrumentul. Există instrumente de măsură, care oferă un bun indicator al prezenței undelor interne în ocean, și pentru a defini caracteristicile lor. Una dintre cele mai simple și de încredere - antena KD Sabinina. Partea principală a dispozitivului - o antenă, o bucată lungă de cablu, izolate, cu o sarcină la capătul inferior. Capătul superior al cablului atașat la geamandura care plutește la suprafața și conectată la vasul. Puteți păstra o antenă fără geamandura, și în mod direct la bordul navei de cercetare, astfel de măsurători și pentru a produce o navă în mișcare. În acest caz, în loc de cele mai simple antene necesare pentru a utiliza mai sofisticate sistem de măsurare numit termokosami (câteva zeci de senzori traductoare t. E. temperatura, montat pe un cablu comun la distanțe egale pe verticală). Astfel, la înregistrarea în mișcare de procesare oarecum complicat primit de înregistrări. Nava este de prelucrare (calculatoare) și aparatura de înregistrare.

Informații despre valurile obținute prin detectarea variațiilor rezistenței electrice. Odată cu trecerea undelor interne rezistenței electrice a antenei sau senzorul este schimbat periodic din cauza fluctuațiilor de temperatură. Sub influența undelor interne izotermei cu ocean masele de apă oscilează într-un plan vertical. Straturile ocean reci și calde sunt ridicate periodic în sus sau în jos coborât din poziția sa normală de echilibru cu valuri de frecvență interne. Desigur, lungimea cablului de antenă sau termokosy verticală nu trebuie să fie mai mică decât înălțimea undelor interne într-un strat în care sunt înregistrate, în plus, este necesar „pritravka“ pentru a ajunge la acest strat.

Și alte cunoscute dispozitive de măsurare a parametrilor interni ai undelor. Livreaza echipamentul în zona de măsurare nu este întotdeauna ușor, dar întotdeauna scump. La urma urmei, este necesar să se trimită o navă de cercetare. Și nu întotdeauna acest lucru se poate face rapid. Modul cel mai modern si mai eficient pentru a obține informații despre valurile interne - studiul suprafața oceanului din spațiu.

Monitorizarea spațiului intern al undelor face posibilă obținerea rapidă de informații despre furtuni subacvatice în diferite regiuni ale oceanului. Acest lucru este foarte important. Dezvoltarea navigației subacvatice necesită cunoștințe de vreme oceanului sub apă. A propus, de exemplu, cisternă subacvatice (mult mai economice decât convenționale) pentru transportul unor mari cantități de petrol. valuri interne mari le pot deteriora. Extracția minereurilor și subacvatice, aparent, va trebui să țină cont de posibila prezență a undelor interne puternice. Un studiu detaliat natură valuri interne necesită spațiul aplicație simultan cu metodele și mijloacele de nave.

valuri interne Despre frecvență. Una dintre caracteristicile undelor interne - oscilații de frecvență joasă. De obicei, este o mică fracțiune de hertzi. Prin urmare, este mai convenabil să vorbim nu despre frecvența de oscilație, iar durata perioadei. În funcție de condiții este cel mai adesea variază de la câteva minute până la mai multe ore. De exemplu, perioada de oscilație dintre cele mai mari valuri interne în strâmtoarea Gibraltar - mai mult de o jumătate de zi.

Frecvența undelor interne depinde în primul rând cu gradient de densitate. Ea poate varia în limite largi. Proporțională cu rădăcina pătrată a valorii sale de frecvență este schimbat și a generat valuri interne. De exemplu, pentru valuri interne cu o perioadă de 8 min (m. E. 480) observate în apropierea morții „Thrasher“, frecvența este de aproximativ 0,002 Hz într-o densitate gradient de aproximativ egală cu 6,4·10^-4 g / cm⁴.

Acesta a fost mult timp cunoscut și valuri interne mai scurte, cu o perioadă de 5 sau chiar 2 minute. Un relativ recent, a fost raportat descoperirea undelor interne cu perioade de aproximativ 1 secundă, și chiar mai scurte - zecimi de secundă. Astfel de valuri au fost inițial înregistrate raportate stații experimentale marine din Pacific Oceanologie Institutul de Orientul Îndepărtat Centrul Științific al Academiei de Științe din Golful Cavaler Popov insula din Marea Japoniei. Ei au fost descoperite în vara anului 1982 în Marea Mediterană în timpul primului voiaj al navei de cercetare „Akademik Nesmeyanov“.

Pe 14 iunie 1982 privind la una din stațiile din Marea Mediterană, la o adâncime de 15 până la 25 m la vreme calm multe înregistrări au fost primite valuri interne cu perioade de 56 până la 0,5 s. O limită a permisiunilor aplica aparatul de recepție, chiar și a fost marcată cu o perioadă de undă de 0,3 sec toate. Înregistrarea mai precisă și repetitive au dovedit valuri interne, cu o perioadă de 2 secunde. Ei au fost serie de etape ( „pachete“). Propagarea „pachete“ individuale de durată diferită - una dintre trăsăturile caracteristice pentru frecvența undelor interne din stadiul tehnicii mai mici. Ei rareori merg mai mult sau mai puțin continuu ca valurile de suprafață. Pe această parte nu este nimic special. Apoi, în mod surprinzător diferite. Pentru frecvența undei interne a fost de ordinul a 1 Hz, conform formulei Brunt Brenta, strat gradient de densitate în distribuția lor trebuie să fie mai mare decât în ​​exemplul anterior, luate la 230K. Times. În consecință, trebuie să fie 147 g / cm⁴, este aproape imposibil.

Concomitent cu înregistrarea undelor interne neobișnuite produse multiple studii de grosime mare, folosind un complex de măsurare „sursă“. Acesta este unul dintre cele mai bune aparate casnice de acest tip. „Sursa“ vă permite să primiți profilele de distribuție ale temperaturii pe verticală și conductivitatea electrică, precum și pentru a calcula distribuția salinității și densitatea acestora. Dar distribuția directă a densității, nu.

Măsurătorile au arătat că gradientii de densitate observate sunt în mod clar insuficientă pentru apariția undelor interne perioade scurte. Faptul este că rezoluția spațială în câmpul electric „Sursă“ pe verticală de cel puțin 1 m. De aceea, el nu a putut da informații foarte exacte cu privire la stratul în cazul în care măsurătorile undelor interne, din cauza mediei inevitabile.

Acest lucru se datorează caracteristicilor de proiectare ale sondei traductor de conductivitate electrică „Sursă“. Pentru a rezolva această problemă avem nevoie de conductivitate metru de apă de mare, cu o rezoluție spațială mai mare. În mod similar traductoare de calitate au tip de contact.

La profilurile de densitate dată în raportul citat și realizat pe baza măsurătorilor folosind „Source“, există o inversiune. Acest termen înseamnă că adâncimea crește la unele locații pe verticală în densitatea apei de mare nu crește, ci scade. Prin urmare, există straturi de apă, cu o densitate de gradient negativ. Balanța de astfel de straturi în mare este instabilă. Cu acest fenomen, autorul si link-uri de valuri ciudate cu perioade de aproximativ 1 secundă sau mai mult.