Mrtva i živa voda

Interna valova. To je ono što neverovatan događaj desio jednom sa F. Nansen u "Fram".

Kada se približava ivici leda naglo usporio brod potez. Mašina radi punom brzinom, i "Fram" jedva kreće. Kao da je neko držao. Hoda do ruba leda brod duži od brod pod vesla ... I sve oko bio duboko bistre vode, osim neke male sante leda na površini. Nema vidljivih prepreka za kretanje. U čemu je stvar?

Incident se dogodio za vrijeme ekspedicije Nansen u visokom Arktiku. U ovoj ekspediciji je napravio mnogo otkrića: opovrgao pogled plitkost Arktičkom okeanu, da proučava strukturu i porijeklo svojih vodenih masa otvorenim uticajem pokreta rotacije zemlje leda, itd Posebno fenomen pronađen mrtav vode .. Ovaj fenomen je prvi studirao Brother Hall vratio 1830. je teoretski opravdano norveški naučnik B. Eckmann neposredno prije ekspedicije Nansen. Ali prije događaj sa "Fram" niko je mislio da je mrtva voda može imati taj efekt.

Međutim, nagla kočenja kretanje brodova na pučini su ranije poznati. Plovila pod uticajem mrtvih vode zalutati i prestati da se povinuje čelu. Mornari optuženih u ovom ribe vješalice, kao da je zaglavio na dno posude i njene sposobnosti da inhibiraju napredak.

mrtav efekt vode se objašnjava utrošak energije broda mašine na obrazovanje i da prevaziđe unutrašnje talase. Javljaju se na granici između dva sloja vode s različitih gustina, kao i konvencionalne površinski valovi koji se formiraju na dionici voda - zrak. Oni jasno se vidi zbog refleksije svjetla od površine talasa. Mi volimo da gledamo ih vode, gledajući za pojavu "deveti" vratila. Usput, fizičari i dalje tvrde, ona postoji ili ne.

Uz nadzor situacija je mnogo teže za unutrašnje talase. Oni su nevidljivi.

U 7 sati i 30 minuta 10 April 1963 SAD nuklearna podmornica "Thresher" počela je duboko zaroniti u Atlantskom okeanu 220 km od Bostona. Na brodu pored punim radnim vremenom posada je 17 civilnih eksperata - predstavnici industrijskih kompanija i izgradnju postrojenja. Svrha dive - testiranje brod na maksimalnoj dubini - 360 m.

Video: Live i mrtve vode

Komandant broda je bio vezan za hidroakustičkih kanal da stupi u kontakt sa podrškom brod "Skylark" svakih 15 minuta. U 9 ​​h 17 min "Skylark" dobila posljednje poruke iz kojih uspjeli samo da se dvije riječi: "... ograničavanje dubine ..." Onda na brodu je čuo buku, mjeri kao uništenje trup broda. "Thresher" potonuo na dubini od 2800 m.

Naučnici ukazuju da je uzrok internih valova u smrt podmornice. Tog dana, u području testiranja besni ciklona. On može dovesti do internih valova. Poznato je da je meteorološki događaji uzrokuju stvaranje internih valova. snažan interni valovi su kasnije zabilježen je u području do 100 m, a oscilacije u periodu od oko 8 minuta. Takvi valovi mogu lako "drag" brod na dubinu ispod granice na kojoj trup pritisak je dizajniran.

Godine 1969., za vrijeme ronjenje na mezoskafe "Ben Frenklin" u lider ekspedicije Golfske struje Jacques Piccard napomenuti da interni valovi povremeno podigao "Ben Frenklin" do 30 m, a zatim, bez bilo kakve intervencije na dijelu posade spusti nekoliko mezoskaf minuta do 50 m.

Prekoračenje maksimalne dubine uranjanja "Thrasher" 50 m, m. E. Na dubini od 410 m, u vrlo naporan pravila obračuna snagu usvojena u SAD-u, naravno, dovelo je do pada. Jednostavno rečeno, nije dovoljno sigurnosne margine.

Naučnici napomenuti još jedan mogući uzrok: ciklona je izazvao snažan uskovitlan kretanja vodama oceana u potapanje području, što je doprinijelo energično miješanje gornjeg okeana. Kao rezultat toga, toplom vodom (lakše) gornjeg sloja može se zategnuti dole. Ako je "Thresher" iznenada udario toplom sloj vode u blizini marginalnu dubinu, to bi moglo jednostavno padne ispod oznake za maksimalnu količinu. Posada nije imao vremena da duva tenkove balast.

Postoje i druge fizičkih procesa koji ugrožavaju integritet podmornice. Otprilike u isto vrijeme umro francuske podmornice. U sjeverozapadnom dijelu Sredozemnog mora, čini se, ušao u posebnom dijelu mora, gdje je bio "dobro". Tako da sada ponekad naziva kao veliki mjesto na površini mora hladnom vodom. Temperatura vode na površini "dobro" je u neposrednoj blizini temperatura vode na dnu. Možda čak i malo niže, a više saliniteta zbog povećanog isparavanja vode sa površine mora pod utjecajem uragana. Kao rezultat toga, stabilnost je narušena: gustoća vode na "dobro" na površini postaje veća od gustoće osnovnih slojeva.

Površinskih voda počinje da padne na dno. Konvekcija ćelija se formira, iz duboke konvekcije. Ponekad sliku ogromnog podvodnog vodopada. Podvodni brod, ušao u tok, prijeti uništenje - neminovno će obavljati u dubinu, gdje će njegovo tijelo biti slomljena visokim hidrostatički pritisak. Ovaj fenomen je vrlo malo studirao. Potrebno je da se razjasni uvjetima koji izazivaju njeno formiranje. Poznato je, na primjer, da je ponekad razbiti lavine na vruće zbog vrlo slab zvuk. Može li ulaz podmornica u penetrativni konvekcije zonu da izazove kolaps? Ovo je jedna od zagonetki svjetska oceana.

Davno su prošli dani kada je kapetan Nemo dive njegovoj "Nautilus" u mirnom dubinama okeana sve zemaljske tuge. Oceans je mnogo složeniji nego što je to ranije činilo. Za nesmetani kupanje u dubinama zahtijeva ne samo konstantne budnosti, ali novi uređaji koji bi upozorili nautičare različitih iznenađenja. Ali, vratimo se unutrašnje talase.

U normalnim uvjetima, ne možemo ih vidjeti. Međutim, u studiji školi fizike ili čak i kod kuće, možete postaviti eksperiment u boji vode, što će posmatrati internih valova. Za to je potrebno imati stakla (ili plastične) cijev promjera 4-5 cm i oko 1 m dužine. Jedan kraj cijevi mora biti zapečaćene ili zatvorene. Međutim, moguće je da se čvrsto zatvoriti poklopac. Trebalo bi imati i drugi utikač zatvara drugi kraj cijevi tokom eksperimenta.

Postavite cijev na kosoj stolu (zatvorena završiti dolje) i sipajte ga vrlo slanom vodom za oko 1 /₃ visina. To mora biti unaprijed pripremljena rastvaranjem 200-250 g natrij klorida u 1 litru vode.

Video: Recepti liječenje živih i mrtvih vode interne bolesti

Sada dodajte na svježem cijevi za vodu, zatamnjena neke boje o ²/ H vrhuncu. Dodavanje vode koliko je potrebno da pažljivo boji mlaza vode ne prodre u kolonu slanom vodom (voda mora biti cast vrlo sporo, možda čak i malo povećati nagib cijevi). Kada se sve u boji vode sipa u cijev, zatvorite čep gornjem kraju, i polako okrenite cijev u vertikalnom položaju. A zatim brzo nagnite ga u horizontalnom položaju. Tokom naginjanja cijevi, vidjet ćete kako pokrenuti interni valovi između dva sloja duginim bojama tečnosti.

Ovo je - prekrasan doživljaj. Valovi mogu čak imati vremena za snimanje slika. Slična slika je prikazano na slici. Umjesto slane vode može potrajati neko tečnost ulja, kao što je transformator ili silikona. Za uspjeh iskustvo nije toliko važan kemijski sastav tečnosti, kao razlika u njihovim gustoće. Kada se koristi ulje kao fluid, drugi nijansu je potrebno.

Na sličan način u laboratoriju može simulirati fenomen formiranja internih valova koji imaju danas od velike važnosti. Iskustvo olakšava razumjeti mehanizam naglog kočenja "Fram". Na području Arktika Save, gdje se to dogodilo, u površinskom sloju okeana je prikupio svježe vode iz topio led. To je lakši od soli, tako da možete ostati na vrhu. To čini slojevitu strukturu kao sloj torte.

Foto interni valovi nastaju u staklo cijevi.

Prisustvo lamelarne strukture - što je preduvjet za stvaranje internih valova. Okeanografa kažu da u takvim slučajevima stabilnog stratifikacije okeana. Bez toga, interni valovi su nemoguće. Stabilna stratifikacija znači da slojevi vode u mehaničku ravnotežu.

kretanje brod je mehanički impuls koji je postigao Dajte granica prebacivanje između dva sloja vode. Ona je formirala talasa, slične onima koje vidimo na površini, kada smo baci kamen u vodu. Od kamena udara površine vode valovi rasipaju prsten. Isto se dogodilo u ovom slučaju, samo val nije išao na površini i na dubini na podvodnom granici avion između dva sloja. "Fram" ispunio ulogu šljunak, ili preciznije - pramca talasa. Dovela čestice vode iz ravnoteže.

Amplituda sve interne valovi su obično mnogo više površno. To je zbog manjih razlika u gustini između slatke i slane vode u odnosu na razliku u gustini između vode i bilo zraka. čestice gravitacije voda u unutrašnjem valova igra ulogu vraćanja sila: ona je usmjerena prema dolje - čestice su iznad položaja ravnoteže, do - zbog inercije kada su pala ispod svog položaja ravnoteže (pre poremećaj).

Grb internih valova bio je prilično visok i dostigao kobilice "Fram". Da biste se kretali naprijed, brod morao gurati kao interni valovi ispred njega. Hidrodinamika u ovom slučaju govorimo o prevladavanju otpora talasa. I to je potrebno mnogo energije. Snaga mašine "Fram" nije morala da "otrgnuti" iz talasa. Kao rezultat toga, brzina broda pale. Stopa pad je posebno visoka ako je brzina kretanja broda odgovara brzinu unutrašnjeg talasa.

Nedavne studije su pokazale da interni valovi u oceanima postoji onoliko često koliko površini valova. Mehanizmi generacije internih valova su vrlo raznovrsne: fluktuacije atmosferskog pritiska, brzine vjetra, strujanja oko nepravilnosti dnu podvodnih potresa, plime i drugih faktora. U Gibraltar naći interni valovi visoki oko 200 metara!

Mi smo proširiti naše znanje i sposobnosti internih valova, različite pojave koje oni mogu izazvati. Utvrđeno je, na primjer, da se interni valovi ne može samo usporiti kretanje plovila na površini, ali ponekad i da ih trese. Interni valovi debljine turbulencije Ocean, što otežava komuniciraju putem akustični kanal. Oni mogu erodirati podvodna padina, izazvati klizišta bi mutna voda izazvati protok na površini i proizvode drugih efekata. Ukratko, oni moraju biti računati.

Studija internih valova. Kako odrediti da li postoje interni valovi u moru ili ne? Tačan odgovor na ovo pitanje nije tako jednostavno. O interni valovi je još uvijek vrlo malo zna, i sve informacije prostora izvedene na njima je izuzetne vrijednosti. Što više ćemo imati stvarne podatke, lakše je odrediti obrasce nastanka dinamičkih efekata u vodama i njihove posljedice. Sa orbitera u mogućnosti da brzo gledaju ceo svet.

Satelita prenosi ne samo slike, već i informacije o temperaturi pojedinih dijelova okeana, smjer vjetra i brzinu u vodi, kao i druge informacije.

Suštinska uloga vizualni pregled brodova i aviona. Interni valovi formiraju na okean površini mrlje. Takozvani peglaju površine, različita optička svojstva okolne vode. Govorimo o bendovima i mrlje na površini mora i okeana, dramatično različite u izgledu iz susjednih područja. Osim toga, ne samo da mijenja optička svojstva, ali i za promjenu mehaničke karakteristike površine. Slick mrlje i pruge ispeglao, t. E. Oni isključen uzbuđenja. Dakle, oni su dobro ističu u odnosu na okolne grube površine vode. Pojava mrlje komunikaciju s unutrašnjim valova uglavnom instaliran. Međutim mrlje može biti formirana pod uticajem drugih faktora. Izgled nafte mrlje mogu izazvati film ili neki drugi tenzidi. Mrlje se dobijaju formiranje vrtloga i tiraže Langmuirova (poseban oblik površine talasa).

Drugi način za kontrolu - nadzor distribucije pjene i algi u vodi. Oni mogu biti montirana na konvergenciju linija. Akciju tenzida uzrokuje gašenje kratkih i formiranja površinskih valova mrlje, što otežava kontrolu.

Više pouzdan način za kontrolu alata. Postoje instrumenti za mjerenje, pružajući dobar pokazatelj prisustva interne talasa u okeanu, i definisanje njihove karakteristike. Jedan od najvažnijih jednostavan i pouzdan - antena KD Sabinina. Glavni dio uređaja - antene, dug komad izolirane kabla sa opterećenje na donjem kraju. Gornji kraj kabla u prilogu plutačom pluta na površini i priključen na brod. Možete držati antenu bez bove, i direktno na brodu istraživački brod, poput mjerenja i da proizvedu kreće brod. U ovom slučaju, umjesto najjednostavniji antena potrebno koristiti sofisticiranije mjerenje sistem koji se zove termokosami (nekoliko desetina pretvarača t. E. Senzori temperature, postavljene na zajednički kabel na jednake vertikalne udaljenosti). Tako je, prilikom registracije na potezu nešto komplikovano obrade dobili zapisa. Plovila obrađuje (kompjuteri), i snimanje opreme.

Informacije o valovima dobiti otkrivanjem varijacije električnog otpora. Uz prolaz internih valova električni otpor antene ili senzor povremeno promijenjen zbog temperaturnih kolebanja. Pod utjecajem internih valova ISOTHERM sa predivnim vodenih masa oscilira u vertikalnoj ravni. Hladnih i toplih slojeva oceana su povremeno podigne ili spušten iz normalnog položaja ravnoteže sa unutrašnjim talase. Naravno, dužina kabla antene ili termokosy vertikalno ne smije biti manja od visine internih valova u sloju gdje su registrirani, štaviše potrebno "pritravka" do ovog sloja.

I drugim poznatim uređajima za mjerenje unutrašnje parametara valova. Isporučiti opremu u mjerenju području nije uvijek lako, ali uvijek skupo. Na kraju krajeva, potrebno je poslati istraživački brod. I ne uvijek se to može uraditi brzo. Najmoderniji i najefikasniji način da se dobiju informacije o unutrašnjem valovima - proučavanje površine okeana iz svemira.

Praćenje unutarnjeg prostora valova omogućava brzo dobiti informacije o podvodnim oluje u različitim područjima oceana. Ovo je vrlo važno. Razvoj podvodne navigacije zahtijeva poznavanje podvodnog okeana vremena. Predložene, na primjer, podvodna pumpom (znatno ekonomičniji od konvencionalnih) za prijevoz velike količine nafte. Visoke interni valovi ih mogu oštetiti. Vađenje ruda i pod vodom, po svemu sudeći, morati računati na moguće prisustvo jake unutrašnje valova. Detaljna studija priroda interni valovi zahtijeva primjenu prostor istovremeno s metodama i brod sredstvima.

O učestalosti internih valova. Jedna od karakteristika internih valova - niskih frekvencija oscilacije. To je obično mali dio od herca. Dakle, to je više prikladan za govoriti ne o učestalosti oscilacija, i trajanje perioda. Zavisno od uslova je najčešće u rasponu od nekoliko minuta do nekoliko sati. Na primjer, oscilacija period najvećeg internog talasa u Gibraltar - više od pola dana.

Učestalost internih valova ovisi prvenstveno na gradijent gustoće. To može varirati u širokim granicama. Proporcionalna kvadratnom korijenu učestalosti vrijednost se mijenja i ostvarila internih valova. Na primjer, za interne talasi sa rokom od 8 minuta (m. E. 480) poštovati blizu smrti "Thrasher", frekvencija je oko 0,002 Hz u gustine gradijent približno jednaka 6,4·10^-4 g / cm⁴.

Odavno je poznato i kraće interni valovi sa periodom od 5 ili čak 2 minute. Relativno nedavno, objavljeno je otkriće internih valova sa periodima od oko 1 sekunde, pa čak i kraće - desetinke sekunde. Takvi valovi su prvobitno osnovana kao prijavljeno morski eksperimentalne stanice Pacific Oceanology Instituta Dalekog istoka naučnog centra Akademije nauka u uvali Knight na Popov Island u Japanskom moru. Otkrivene su u ljeto 1982. godine u Sredozemnom moru tokom prvog putovanja u istraživački brod "Akademik Nesmeyanov".

14 jun 1982, na jednoj od stanica u Sredozemnom moru na dubini od 15 do 25 m na mirno Vrijeme mnoge rekorde su dobili interni valovi sa periodima od 56 0,5 s. Ograničenje na dozvolama primijeniti aparat za prijem čak označene sa rokom val od 0,3 sekundi sve. Najprecizniji i ponavljaju snimanje pokazalo interni valovi sa periodom od 2 sekunde. Oni su bili niz koraka ( "paketa"). Propagiranje pojedinca "paketa" raznih trajanja - jedna od karakteristika karakteristične za unutrašnje talase stanja tehnike niže frekvencije. Oni rijetko idu više ili manje kontinuirano način kao i površine talasa. Na ovoj strani nije ništa posebno. Onda iznenađujuće drugačiji. Učestalosti unutarnjeg talasa bio reda 1 Hz, prema formuli Brunt Brenta, gustoća gradijent sloj u njihove distribucije mora biti veći nego u prethodnom primjeru, uzimaju na 230K. Times. Shodno tome, ona mora biti 147 g / cm⁴, to je gotovo nemoguće.

Istovremeno sa registracijom neobičnih internih valova višestruke studije debljina mora pomoću mjernog kompleks "Izvor". Ovo je jedan od najboljih aparata za kućanstvo ovog tipa. "Izvor" omogućava vam da primite distribucija profila vertikalne temperature i električna provodljivost, a za izračunavanje distribucije saliniteta i gustoće od njih. Ali direktnu distribuciju gustoće, ne.

Mjerenja su pokazali da posmatrane gradijenti gustoće su jasno nedovoljni za pojavu kratkog perioda internih valova. Činjenica je da je prostorna rezolucija u električno polje "Izvor" vertikalno najmanje 1 m. Prema tome, nije mogao dati vrlo precizne podatke o sloju gdje mjerenja unutarnjeg talasa, zbog neizbježne prosjeka.

To je zbog dizajna električne provodljivosti sonde sonda "Izvor". Da biste riješili taj problem moramo konduk- morske vode sa većim prostornu rezoluciju. Slično kvalitete pretvarači imaju tip kontakt.

Na profili gustoća date u navedenom izvještaju i napravljen od mjerenja pomoću "Izvor", postoji inverzija. Ovaj izraz znači da je dubina povećava na nekim lokacijama vertikalno u gustoći morske vode ne povećava, ali se smanjuje. Shodno tome, tu su slojevi vode sa negativnim gustoće gradijent. Balans tih slojeva u moru je nestabilna. Uz ovaj fenomen, autor i veze čudnih talasa sa periodima od oko 1 sekunde ili više.