Martwych i żywych woda

fale wewnętrznych. To, co nastąpiło zdarzenie niesamowite raz F. Nansena w „Fram”.

Kiedy zbliża się do krawędzi lodu nagle spowolnił ruch statków. Urządzenie pracuje na pełnych obrotach, a „Fram” ledwo rusza. Jakby ktoś trzymał. Pieszo do krawędzi statku lodowej był dłuższy niż łodzi pod wioseł ... a wszystko wokół było głębokie czysta woda, z wyjątkiem niektórych małych kry na powierzchni. Brak widocznych przeszkód w ruchu. Co się stało?

Incydent się podczas wyprawy Nansen w wysokiej Arktyce. W tej wyprawy było dokonał wielu odkryć: obalone płytkość Widok na Oceanie Arktycznym, aby zbadać strukturę i pochodzenie jego mas wody otwarte wpływ ruchu obrotowego Ziemi lód, itp w szczególności zjawiska znaleziona martwa woda .. Zjawisko to po raz pierwszy badane firmy Brother Hall z powrotem w 1830 roku było teoretycznie uzasadnione norweskiego naukowca B. Eckmann krótko przed wyprawą Nansen. Ale przed imprezą z „Fram” Nikt nie myślał, że umarli woda może mieć taki skutek.

Jednak nagłe hamowanie ruchu statków na pełnym morzu były znane wcześniej. statków pływających pod wpływem wody martwej błądzą i przestają słuchać ster. Żeglarze oskarżony w tej ryby-wieszaki, jakby przyklejone do dna statku oraz jego zdolności do hamowania postępu.

martwy efekt wody jest wyjaśnione przez wydatkowania energii maszyn statku do edukacji i do pokonania fal wewnętrznych. występują one na granicy dwóch warstw wody o różnej gęstości, jak również konwencjonalne fal powierzchniowych, które są utworzone w części wody - powietrze. Są one wyraźnie widoczne ze względu na odbicie światła od fal powierzchniowych. Uwielbiamy oglądać je uruchomić, patrząc na pojawienie się „IX” wału. Nawiasem mówiąc, fizycy są nadal twierdząc, że istnieje, czy nie.

Z nadzorem sytuacja jest o wiele trudniejsza dla fal wewnętrznych. Są one niewidoczne.

W 7 h 30 min 10 kwietnia 1963 US atomowy okręt podwodny „Thresher” rozpoczął głębokie nurkowania w Oceanie Atlantyckim 220 mil od Bostonu. Na pokładzie oprócz załogi były w pełnym wymiarze godzin - 17 eksperci cywilni przedstawiciele firm przemysłowych oraz budowa zakładu. Celem nurkowania - testowanie łódź na maksymalną głębokość - 360 m.

Wideo: Żywe i martwe wody

Dowódca łodzi był związany do hydroakustycznego kanału w celu nawiązania kontaktu z naczyniem wsparcie „Skylark” co 15 minut. W 9 godzin 17 minut „skowronek” otrzymali ostatnią wiadomość, z których udało tylko upewnij się dwa słowa: „... ograniczenie głębokości ...” Potem na statek usłyszał hałas, mierzony jako zniszczenia kadłuba łodzi. „Thresher” zatonął na głębokości 2800 m.

Naukowcy sugerują, że przyczyną fal wewnętrznych śmierci łodzi podwodnej. W tym dniu, w obszarze testowym szaleje cyklon. Mógł spowodować fale wewnętrzne. Wiadomym jest, że zdarzenia meteorologiczne powodują powstawanie fal wewnętrznych. silne fale wewnętrzne zostały zarejestrowane w dalszej części powierzchni do 100 m, a okres drgań około 8 minut. Fale mogą łatwo „przeciągania” łodzi do głębokości poniżej poziomu, przy którym jego ciśnienie kadłub został zaprojektowany.

W 1969 roku, podczas nurkowania na mezoskafe „Ben Franklin” w lidera ekspedycji Gulf Stream Jacques Piccard zauważyć, że fale wewnętrzne okresowo podniesiona „Ben Franklin” do 30 m, a następnie, bez jakiejkolwiek interwencji ze strony załogi obniżona kilka mezoskaf minuty do 50 m.

Przekroczenie maksymalnej głębokości zanurzenia „Thrasher” 50 m, m. E. Na głębokości 410 m, w bardzo uciążliwych zasad obliczania wytrzymałości przyjętych w USA, oczywiście, doprowadziło do katastrofy. Po prostu, nie wystarczy margines bezpieczeństwa.

Naukowcy zwrócili uwagę na inną Możliwa przyczyna: cyklon spowodował silny ruch wirowy wód oceanicznych w obszarze zanurzenie, które przyczyniły się do intensywnego mieszania górnej oceanu. W rezultacie, woda ciepła (łatwiejsza) górnej warstwy może być dokręcona w dół. Jeśli „Thresher” nagle uderzył w ciepłą warstwę wody niedaleko marginalnej głębokości, to może po prostu spaść poniżej znaku maksymalnej. Załoga nie miała czasu, aby wysadzić zbiorniki balastowe.

Istnieją inne procesy fizyczne, które zagrażają integralności łodzi podwodnych. W tym samym czasie zmarł francuski okręt podwodny. W północno-zachodniej części Morza Śródziemnego, jak się wydaje, wdał się w specjalnej sekcji na morze, gdzie był „dobrze”. Więc teraz czasami określane jako doskonałym miejscu na powierzchni morza z zimną wodą. temperatura wody na powierzchni „dobrze” jest zbliżona do temperatury wody w dnie. Może nawet trochę niższa i wyższa zasolenie powodu zwiększonego parowania wody z powierzchni morza pod wpływem huraganu. W rezultacie, trwałość jest naruszona: gęstość wody przy „a” na powierzchni staje się większa niż gęstość warstw.

Woda powierzchniowa zaczyna spadać w dół na dole. komórka konwekcyjna powstaje, o których mowa głębokiej konwekcji. Czasami obraz gigantycznej podwodnej wodospadu. Podwodny statek, wsiadł do przepływu, grozi zniszczenie - to nieuchronnie będzie przeprowadzać w głębi, gdzie jego ciało zostanie zgnieciony przez wysokie ciśnienie hydrostatyczne. Zjawisko to jest bardzo mało zbadany. Konieczne jest sprecyzowanie warunków, które powodują jego powstawanie. Wiadomo na przykład, że z czasem przerwy lawiny gorąco ze względu na bardzo słabą dźwięku. Czy podwodny wejście do strefy konwekcji penetracją spowodować upadek? To jedna z zagadek world Ocean.

Dawno już minęły czasy, kiedy kapitan Nemo nurkowania do jego „Nautilusa” w spokojny głębie oceanu wszystkie ziemskie cierpienia. Oceany był znacznie bardziej skomplikowany niż wydawało się wcześniej. Dla bezproblemowego basen w głębi to wymaga nie tylko stałej czujności, ale nowe urządzenia, które ostrzegają nawigatorów różnych niespodzianek. Ale wracając do fal wewnętrznych.

W normalnych warunkach, nie możemy ich zobaczyć. Jednak w badaniu szkolnej fizyki, a nawet w domu, można skonfigurować eksperyment z kolorową wodą, która będzie obserwować fale wewnętrzne. W tym celu konieczne jest, aby szkła (lub z tworzywa sztucznego) rury o średnicy 4-5 cm i około 1 m. Jeden z końców rurki muszą być zamknięte lub uszczelnione. Jednak możliwe jest, aby szczelnie zamknąć pokrywkę. Należy również mieć oraz drugi korek zamyka drugi koniec rury w czasie eksperymentu.

Umieścić probówkę w tabeli nachylenia (zamknięty koniec dół) i wlać bardzo słony wody do około 1 /₃ wysokość. musi być przygotowana z wyprzedzeniem, rozpuszczając ciała 200-250 g chlorku sodowego w 1 litrze wody.

Wideo: leczenie Przepisy żywej i martwej wody chorób wewnętrznych

Teraz dodaj na świeżym wodociągu, przyciemniane niektóre farby o ²/ H jej wysokości. Dodawanie wody w razie potrzeby dokładnie do barwnego strumieniami wody nie przenikają do kolumny sól (woda musi być oddane bardzo powoli, a może nawet nieco zwiększyć nachylenie rurki). W przypadku wszystkich kolorowych woda wlewa się do probówki, zamknąć wkładkę z jego górnego końca i powoli włączyć probówkę w pozycji pionowej. A potem szybko przechylić go do pozycji poziomej. Podczas przechylania rury, widać jak uruchomić fale wewnętrzne pomiędzy dwoma warstwami opalizujących cieczy.

To jest - piękne doświadczenie. Fale mogą nawet mieć czas na robienie zdjęć. Podobny obraz pokazany na rysunku. Zamiast soli wody może trochę ciekłego oleju, takich jak transformator lub krzemu. Dla powodzenia doświadczenia nie jest tak ważne, skład chemiczny cieczy, jako różnicę w ich gęstości. Przy zastosowaniu oleju jako płyn, wymagane jest drugi odcień.

W podobny sposób w laboratorium może symulować zjawiska powstawania fal wewnętrznych mających obecnie wielkie znaczenie. Doświadczenie sprawia, że ​​łatwiej zrozumieć mechanizm nagłego hamowania „Fram”. W obszarze Arctic Basin, gdzie doszło, w warstwie powierzchniowej oceanu zebrał świeżej wody z topniejącego lodu. Jest on lżejszy niż sól, więc pozostać na szczycie. Tworzy strukturę warstwową jak ciasto warstwy.

Zdjęcie wewnętrzne fale generowane w szklanej rurce.

Obecność strukturze płytkowej - co jest niezbędne do wytwarzania fal wewnętrznych. Oceanografowie mówić w takich przypadkach o stabilnej stratyfikacji oceanu. Bez niej, fale wewnętrzne są niemożliwe. Oznacza to, że stabilną stratyfikacja warstw wodnych w stanie równowagi mechanicznej.

Ruch naczynia dał impuls mechaniczny, które uczyniły przesłać granicę przesuwania się pomiędzy dwoma warstwami wody. Powstaje fale, podobne do tych, które widzimy na powierzchni, gdy wrzucimy kamień do wody. Z kamienia miejscu uderzenia fal powierzchniowych wody rozpraszają pierścień. To samo stało się w tym przypadku, tylko fala nie iść na powierzchni iw głębi na płaszczyźnie podwodnego granicznej pomiędzy dwiema warstwami. „Fram” spełniła rolę kamyk, a dokładniej - jego łuk fali. Przyniosła cząsteczki wody z równowagi.

Amplituda żadnych fal wewnętrznych są zazwyczaj o wiele bardziej powierzchowne. Wynika to z mniejszej różnicy gęstości pomiędzy wodzie słodkiej i morskiej w stosunku do różnicy gęstości pomiędzy wodą i powietrzem. Cząstki grawitacji wody falami wewnętrzny odgrywa rolę siły przywracającej: jest skierowany ku dołowi, - cząstki są powyżej położenia równowagi, w górę - w wyniku bezwładności, gdy spadła poniżej położenia równowagi (przed zakłóceniami).

Grzebień fal wewnętrznych był dość wysoki i osiągnął kil „Fram”. Aby przejść do przodu, statek miał pchnąć jak fale wewnętrznych w porę. Hydrodynamiki w tym przypadku mówimy o pokonując opór fali. A to wymaga dużo energii. Maszyny siłowe „Fram” nie musiał „oderwać” od fal. W rezultacie, prędkość statku spadła. Szybkość spadku jest szczególnie duże wtedy, gdy prędkość ruchu statku odpowiada szybkości propagacji fali wewnętrznej.

Najnowsze badania wykazały, że fale wewnętrzne w oceanach tam tak często jak fal powierzchniowych. Mechanizmy generowania fal wewnętrznych są bardzo zróżnicowane, wahania ciśnienia powietrza, prędkość wiatru, przepływ wokół nieprawidłowości dna podwodnych trzęsień ziemi, pływów i innych czynników. W Cieśninie Gibraltarskiej znaleziono fale wewnętrzne około 200 metrów wysokości!

Poszerzamy naszą wiedzę i możliwości fal wewnętrznych, różne zjawiska, które mogą powodować. Stwierdzono na przykład, że fale wewnętrzne nie mogą jedynie spowolnić ruch statków nawodnych, ale czasem również je wstrząsnąć. fale wewnętrzne grubości turbulencja ocean, utrudniając komunikację przez kanał akustyczny. Mogą zachwiania podwodnych stoków powodują osuwanie się ziemi uczynić mętnej wody, aby wywołać przepływ na powierzchni i produkują inne efekty. Krótko mówiąc, muszą się liczyć.

Badanie fal wewnętrznych. Jak ustalić, czy istnieją wewnętrzne fale w oceanie, czy nie? Dokładna odpowiedź na to pytanie nie jest taka prosta. O fal wewnętrznych jest nadal bardzo mało znane, a wszelkie informacje pochodzące z miejsca na nich ma wyjątkową wartość. Im więcej będziemy mieć rzeczywiste dane, tym łatwiej jest określić wzorce występowania efektów dynamicznych w wodach i ich konsekwencje. Z orbiterów niezdolnych do szybko zobaczyć cały świat.

Satelita transmituje nie tylko zdjęcia, ale również informacje o temperaturze niektórych częściach oceanu, kierunku i prędkości wiatru w wodzie, i inne informacje.

Zasadniczą rolę odgrywa oględziny statków i samolotów. fale wewnętrzne utworzone na wycieki powierzchni oceanu. Tzw prasować powierzchnia, odrębne właściwości optyczne otaczającej wody. Mówimy o zespołach i plam na powierzchni mórz i oceanów, znacznie różniących się wyglądem od obszarów sąsiednich. Co więcej, nie jest to tylko zmiany właściwości optycznych, ale również na zmianę właściwości mechanicznych powierzchni. Śliskie i plamy pasy prasowane, t. E. Są wyciszony podniecenia. Dlatego są one dobrze wyróżnia się na tle otaczającej szorstkiej powierzchni wody. głównie zainstalowany komunikacja wycieki wygląd z fal wewnętrznych. Jednakże wycieki mogą być utworzone pod wpływem innych czynników. Pojawienie się plam oleju może powodować folię lub inne środki powierzchniowo czynne. Wycieki uzyskuje się przez tworzenie wirów i cyrkulacji Langmuira (specjalnej postaci fal powierzchniowych).

Innym sposobem na kontrolowanie - pianki dystrybucji nadzoru i glonów w wodzie. Mogą być one montowane na zbieżności linii. Działanie środków powierzchniowo czynnych powoduje wygaszanie krótkie i tworzenie powierzchniowych fal plam, co komplikuje kontrolę.

Bardziej niezawodny sposób kontrolować narzędzia. Są to przyrządy pomiarowe, zapewniające dobrą wskazówkę obecności fal wewnętrznych w oceanie, oraz określenie ich właściwości. Jednym z najbardziej prosty i niezawodny - Antena KD Sabinina. Główna część urządzenia - antena, długi kawałek przewodu izolowanego z obciążeniem na dolnym końcu. Górny koniec kabla dołączone do boja unoszące się na powierzchni i podłączony do zbiornika. Można mieć antenę bez boja, i bezpośrednio na pokładzie statku badawczego, takie pomiary i produkować poruszający się statek. W tym przypadku zamiast najprostszych anten niezbędnych do korzystania z bardziej zaawansowany system pomiarowy zwany termokosami (kilkadziesiąt przetworniki t. E. czujników temperatury, zamontowane na wspólnej kabla w równych odległościach pionowych). Tak więc, podczas rejestracji w ruchu nieco skomplikowane przetwarzanie otrzymanych dokumentów. Naczynie jest przetwarzanie (komputerów) i urządzeń rejestrujących.

Informacja o fal uzyskanych przez wykrycie zmiany oporu elektrycznego. Z upływem fal wewnętrznych opór elektryczny anteny lub czujnika zmienia się okresowo w wyniku wahań temperatury. Pod wpływem fal wewnętrznych izoterma z oceanu masy wody drgają w płaszczyźnie pionowej. Zimne i ciepłe warstwy morskie okresowo podniesiona albo obniżona ze swojego normalnego położenia równowagi z fal wewnętrznych częstotliwości. Oczywiście, długość kabla antenowego lub termokosy pionowe nie może być mniejsza niż wysokość fal wewnętrznych w warstwie, gdzie są zarejestrowane, ponadto konieczne „pritravka”, aby dotrzeć do tej warstwy.

I inne znane urządzenia do pomiaru parametrów wewnętrznych fal. Dostarczyć sprzęt w obszarze pomiaru nie zawsze jest łatwe, ale zawsze drogie. Po tym wszystkim, konieczne jest, aby wysłać statek badawczy. I nie zawsze można to zrobić szybko. Najnowocześniejszy i najbardziej skuteczny sposób, aby uzyskać informacje na temat fal wewnętrznych - badanie powierzchni oceanu z kosmosu.

Monitorowanie wewnętrznej przestrzeni fal pozwala szybko uzyskać informacje o podwodnych burz w różnych rejonach oceanu. To jest bardzo ważne. Rozwój nawigacji podwodnej wymaga znajomości podwodnego pogody oceanu. Zaproponowano, na przykład, pod wodą cysterny (znacznie bardziej ekonomiczne niż tradycyjne) do transportu dużych ilości oleju. Wysokie fale wewnętrzne mogą je uszkodzić. Wydobycie rud i podwodne, najwyraźniej, będzie musiał liczyć się z ewentualną obecnością silnych fal wewnętrznych. Szczegółowe badania natura fale wewnętrzne wymaga przestrzeni aplikacji jednocześnie z metod i środków okrętowych.

wewnętrzne fale o częstotliwości. Jedną z cech fal wewnętrznych - niskie częstotliwości oscylacji. Zwykle jest to mały ułamek Hz. Dlatego jest to bardziej wygodne, aby nie mówić o częstotliwości drgań i czas trwania tego okresu. W zależności od warunków jest najczęściej waha się od kilku minut do wielu godzin. Na przykład, okres oscylacji z największych fal wewnętrznych w Cieśninie Gibraltarskiej - więcej niż pół dnia.

Częstotliwość fal wewnętrznych zależy głównie od gradientu gęstości. To może wahać się w szerokich granicach. Proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego jego wartości częstotliwości jest zmieniany i generowane fale wewnętrzne. Na przykład, dla fal wewnętrznych z okresem 8 min (m, E 480), oglądana przy śmierci „Thrasher”, częstotliwość około 0002 Hz w gradiencie gęstości w przybliżeniu równej 6,4·10^-4 g / cm⁴.

Od dawna znane i krótsze fale wewnętrzne z okres 5 lub nawet 2 minuty. Stosunkowo niedawno, to było zgłaszane odkrycie fal wewnętrznych z okresami około 1 sekundę, a nawet krótszy - dziesiątych sekundy. Takie fale były początkowo zarejestrowany jako zgłoszone morskie stacje doświadczalne Pacific Oceanologii Instytutu dalekowschodniej Stacji Naukowej PAN w Zatoce rycerz na Popov wyspa na Morzu Japonii. Zostały one odkryte w lecie 1982 roku na Morzu Śródziemnym podczas pierwszego rejsu statku badawczego „Akademik Nesmeyanov”.

14 czerwca 1982, na jednej ze stacji na Morzu Śródziemnym na głębokości od 15 do 25 m przy bezwietrznej pogodzie wielu rekordów wpłynęło fale wewnętrzne z okresami 56 do 0,5 s. Limit na uprawnieniach zastosować urządzenie odbiorcze nawet oznaczony okres fali 0,3 sek wszystkich. Najbardziej precyzyjny i powtarzalny zapisu okazało fal wewnętrznych w ciągu 2 sekund. Byli seria etapów ( „pakietów”). Rozmnażanie indywidualnych „pakietów” o różnej długości - jedna z cech charakterystycznych dla wewnętrzne fale stanu techniki mniejszą częstotliwością. Rzadko iść mniej więcej sposób ciągły jako fal powierzchniowych. Na tej stronie jest nic specjalnego. Następnie zaskakująco inna. Częstotliwości fali wewnętrznej był rzędu 1 Hz, zgodnie z wzorem Brunt Brenta, gęstość warstwy gradient ich dystrybucji musi być większa niż w poprzednim przykładzie, wykonane w 230K. Razy. W konsekwencji musi ona być 147 g / cm⁴, to jest prawie niemożliwe.

Jednocześnie z rejestracją niezwykłych fal wewnętrznych produkowane wielu badań grubości Sea stosując kompleks pomiarowy „Źródło”. Jest to jeden z najlepszych domowych urządzeń tego typu. „Źródło” umożliwia odbieranie dystrybucji profili pionowych temperatury i przewodności elektrycznej i obliczyć rozkład zasolenia i gęstości nich. Ale bezpośredni rozkład gęstości, to nie.

Pomiary wykazały, że obserwowane gradienty gęstości są wyraźnie niewystarczające do powstania wewnętrznych fal krótkookresowych. Faktem jest, że rozdzielczość przestrzenną w polu elektrycznym „source” pionowo na co najmniej 1 m. W związku z tym, że nie może dać bardzo dokładnych informacji o warstwie gdzie pomiary fal wewnętrznych, ze względu na nieuniknione uśredniania.

To jest z powodu cech konstrukcyjnych przetwornika czujnika przewodności elektrycznej „źródło”. Aby rozwiązać ten problem musimy miernik przewodności wody morskiej o wyższej rozdzielczości przestrzennej. Podobnie jakości przetworniki mają typ kontaktu.

Na profile gęstości podano w cytowanym raporcie i skonstruowane z wykorzystaniem pomiarów „Źródło”, występuje inwersja. Określenie to oznacza, że ​​głębokość wzrasta w niektórych miejscach w pionie od gęstości wody morskiej nie wzrasta, lecz zmniejsza się. W związku z tym, istnieje warstwy wody o ujemnym gradientowej do pomiaru gęstości. Saldo tych warstw w morzu jest niestabilny. Z tym zjawiskiem, autora i linki dziwnych fal z okresami około 1 sekundę lub więcej.