Материал воспроизводит главу из книги академика Галазия Г. И. "Байкал в вопросах и ответах" (1989). Сквозная нумерация вопросов по книге сохранена.
В среднем замерзание Байкала начинается 21 декабря, а кончается 16 января, то есть на полное замерзание требуется около месяца. В первую очередь в конце октября льдом покрываются заливы. Однако в сроках замерзания Байкала по годам наблюдаются больше колебания. Известны случаи замерзания озера в Лиственич-ном, например, в начале февраля (1899, 1932, 1952, 1959 гг.). При раннем замерзании толщина льда обычно бывает большей, соответственно позднее начинается и вскрытие озера. От начала разрушения ледового покрова в южной котловине, которое происходит в апреле, до полного очищения всего водоема в мае — июне происходит также около месяца и больше. Северная часть Байкала замерзает на месяц раньше и на столько же позднее вскрывается.
Байкал замерзает целиком, кроме небольшого в 15— 20 км протяженностью участка, находящегося в истоке Ангары. Этот участок не замерзает потому, что в Ангару из Байкала втягиваются водные массы не с самой ого поверхности, а с некоторой глубины, на которой температура воды всегда выше точки замерзания (выше 0°С). Поэтому в истоке Ангары даже при самых сильных морозах температура воды на несколько десятых долей градуса выше нуля. Требуется некоторое время для того, чтобы хорошо перемешиваемая течением реки она охладилась до нуля градусов. За это время водные массы, оставаясь незамерзающими, успевают сплыть вниз по течению Ангары на расстояние 15—20 км. В южной части Байкал покрыт льдом 4—4,5 месяца, в северной — б—6,5 месяца.
С середины XIX века замерзание Байкала наступает все позже, а вскрытие раньше. Продолжительность ледового покрова сокращается. В 1869 г. в районе с. Култук Байкал замерз, по наблюдениям Б. И. Дыбовского, 6 января, в 1870 г. — 2 января, а в 1877 г. — 14 декабря; вскрылся в 1869 г. 8 мая, в 1870 г. — 13—15 мая, в 1879 г. — 26 мая. За последние десятилетия крайние сроки замерзания озера 6 февраля (при средней дате 9 января), крайние сроки вскрытия 17 апреля (при средней дате 4 мая).
Она зависит от температуры воздуха и состояния погоды. В первые 3—4 дня при тихой погоде и температуре воздуха ниже —20°С лед нарастает по 4—5 см в сутки. На скорость образования льда значительное влияние оказывает снежный покров.
Волнение играет двоякую роль: с одной стороны, оно препятствует образованию ледяного покрова, а с другой — ускоряет выхолаживание воды, создает условия для интенсивного ее перемешивания, образования внутриводного и донного льда.
Если лед на Байкале образуется при замерзании свободной поверхности воды в бесснежные или малоснежные зимы, то он прозрачен, и его толщина достигает 100—110 см. При большом количестве спега толщина льда меньше: 65—70 см в южных районах и 90—100 см — в северных. В торосистых местах, где лед нагромождается, его толщина 150—200 см и более.
По наблюдениям В. И. Дыбовского и В. Годлевского, зимой 1869—1870 гг. соотношение было следующим: при толщине снежного покрова в 0 см толщина льда — 1м; при 1 —10 см —86 см; при И—20 см — 80 см; при 21—40 см — 77 см; при 41—60 см — 60 см; при 61 — 80 см — 58 см.
Это важно знать автомобилистам при передвижении по Байкалу, а также рыбакам.
Внутриводный лед представляет собой кристаллы льда, возникающие в переохлажденной воде. Вода переохлаждается в зоне контакта с холодным воздухом при ветровом волнении или быстром течении и перемешивании на перекатах. При этом частицы переохладившейся воды вовлекаются в толщу или на дно реки прежде, чем успевают превратиться в лед. Процесс кристаллизации завершается у них уже в воде. Образовавшийся таким образом лед постепенно всплывает и образует шугу.
При очень низких температурах воздуха и при интенсивном перемешивании воды в озере. Ледяным панцирем па дне покрываются не только камни, но и сваи причалов, рыболовные сети, водоросли и т. п. По мере утолщения ледяная корка всплывает па поверхность, иногда вместе с мелкими предметами, галькой, песком и др. Здесь отдельные ее куски смерзаются, формируется шуга, а постепенно и льдины разных размеров. Последние образуют сначала ледяные поля и, наконец, сплошной ледянок покров. Формы кристаллов донного льда самые разнообразные, так же как и снежинок в воздухе, но они имеют более сглаженные грани. При тщательном изучении донного льда установлено, что по строению он представляет собой рыхлую губчатую массу, состоящую из коротких тончайших ледяных пластинок-кристаллов, размером от долей миллиметра до 1 см в поперечнике.
264. Что было бы, если бы лед не плавал на воде, а тонул?
Если бы лед тонул, то все водоемы умеренных и высоких широт на Земле оказались бы заполненными им от поверхности до самого дна. Солнце не смогло бы растопить эту массу, вытаивал бы лишь тонкий поверхностный слой. На планете царил бы вечный холод, и она стала необитаемой.
Когда снег опускается па воду, температура которой близка к замерзанию, он сбивается при волнении в гряды толщиной 0,5 м. Когда температура воды опускается до точки замерзания, мокрый снег и вода смерзаются, и образуется мутный, непрозрачный лед.
Ледяные наплески на промерзших скалах и камнях, образовавшиеся при замерзании озера. Сокуи имеют самую разнообразную, а порой причудливую форму застывших потоков, сталактитов. Толщина льда в сокуях может достигать нескольких десятков сантиметров. При сильном шторме наветренные скалы и камни могут быть покрыты наплесковым льдом целиком, до десятка и более метров в высоту. Обилие сокуев и наплесков на берегу делает его для малых судов почти неприступным. Росту сокуев способствует выбрасываемый волнами лед-шорох. Из шороха также формируются сокуи, наплески, блинчатый лед и колобовник, а иногда ледяные валы.
На наветренных сторонах скал до 20—30 м. Особенно часто таким ледовым панцирем покрываются скалы на мысе Кобылья Голова в Малом море и на Ольхоне, севернее пади Узур.
Шорохом на Байкале называют внутриводный крупинчатый лед. Он появляется позднее, чем такие поверхностные формы льда, как забереги, сало, шуга, склянка. Кристаллы шороха имеют игловидную, чечеви-цеобразную, бобовидную, гороховидную формы размером от 1—2 до 10—20 мм в поперечнике.
269. Что такое сало?
Плоские топкие кристаллы льда, еще не смерзшиеся в сплошную корочку. Они образуются на спокойной поверхности воды и являются первым признаком ее охлаждения ниже 0°С. Сроки образования сала определяются тепловым запасом воды. Чем мелководнее и обособленнее район от центральной части озера, тем быстрее вода отдает тепло и тем раньше здесь начинаются эти ледовые явления. При тихой погоде, обычно ночью, кристаллы смерзаются в тонкие корочки. Под влиянием точений и волнения образовавшиеся корочки из смерзшегося сала разламываются, частично втягиваются в толщу воды и образуют рыхлые, белесоватого цвета, комки — шугу.
Это окатанная форма блинчатого льда, которая формируется при замерзании озера и разрушении его ледяной кромки волнами. Обычно обломки льдин имеют округлую форму мутного цвета, часто с утолщенными краями. После ледостава большие поля из смерзшегося колобовника доставляют немало неприятностей автомобильному транспорту и даже пешеходам. Езда па мотоциклах по такому ледяному покрову — сущее мучение. А между тем ездить на мотоциклах рыбакам, охотникам, да и ученым при зимних исследованиях приходится много.
Они появляются на крутых и отвесных скалах, а также на бортах и палубах судов, их такелаже и представляют большую опасность для судов
Длительное воздействие снега на различные предметы — деревья, камни, лед, инженерные сооружения. Снег, заметаемый поземкой, шлифует камни, полирует лед. В тех местах, где снежная корразия проявляется ежегодно, стволы деревьев с наветренной стороны голые, не имеют ветвей, а кроны их приобретают флагообразную форму.
Из-за часто повторяющихся сильных ветров он распределяется очень неравномерно. Вдоль западного берега лед почти бесснежный, видны лишь отдельные островки застругов в районах торосистых полей. По мере продвижения к восточному берегу толщина снегового покрова возрастает и может достигать 80-100 см.
В течение зимы и весны большей частью испаряется, оставшийся снег тает. Талая вода пропитывает лед, и он быстрее разрушается.
Лужи на поверхности льда образуются до тех пор, пока не произойдет кристаллизация льда. Весной в нем появляются трещины, через которые такая вода уходит в подледное пространство. Когда весь лед превращается в кристаллический — игольчатый, он шумит — издает шорох. Передвижение по такому льду очень опасно даже для пешеходов.
Снежная корразия очень хорошо видна на паветренных частях стволов деревьев на западном побережье Байкала и у верхней границы распространения древесных растений на горных склонах.
Температура воздуха на поверхности чистого льда на 1—2° выше, чем температура спокойного воздуха в тихую погоду на высоте 2 м, а температура льда под полуметровым снежным покровом па 3—4° ниже температуры воды под ледяным покровом. Разность температуры поверхности чистого льда без снежного покрова и льда под снегом в зависимости от толщины снега может достигать 30—32°. Средняя температура самого поверхностного слоя льда в средней части южной оконечности Байкала — 0,5°С, а воздуха па высоте 2 м — 1,3°С; в центральном районе —0,9° и —2,3°С, северном Байкале —2,1° и —3,2°С. Среднегодовая температура для всего Байкала на поверхности льда —1,0°С, а воздуха на высоте 2 м —2,2°С.
Термин парниковый эффект относят к физическому явлению, основанному на свойстве чистого прозрачного льда пропускать видимую часть света и задерживать отраженную от дна или других частиц, находящихся под ледовым покровом, длинноволновую радиацию.
Особенно заметно проявляется парниковый эффект под ледяной коркой, образующейся на поверхности льда при таянии снега. Снег тает под ней значительно быстрее, потому что она играет ту же роль, что и стекло на парниках. Это ярко проявляется па белесоватом льде. Мутный белесоватый лед задерживает и поглощает лучистую тепловую энергию только в верхнем топком слое, разрушаясь па крупинки и пластинки постепенно, слой за слоем. При этом большинство пластинок располагается наклонно, как парниковая рама: нижний край их обращен к северу, а приподнятая часть козырька — к югу. Угол наклона примерно соответствует углу падения лучей солнца. Образование таких козырьков, создающих неровную поверхность льда, носит название «шах». При длительном подтаивании льда под козырьками ледяных корок образуются углубления до 10—15 см.
Испарение снега в зимнее время. В условиях Прибайкалья и Забайкалья, где зимой снега мало, а сухость воздуха и интенсивная солнечная радиация велики, выпадающий снег быстро испаряется. Поэтому на Ольхоне, например, а также вдоль западного берега Байкала скот пасут круглый год. Подобное явление наблюдается в Забайкалье и в Монголии.
Наиболее интенсивно зимой, когда морозы самые сильные, но озеро еще свободно от ледяного покрова. В целом зимнее испарение превосходит летнее в 2—3 раза.
По данным бывшего зав. лабораторией Лимнологического института, доктора географических наук А. Н. Афанасьева, испаряется с поверхности Байкала за год 10,33 км3, или около 14,6% от общего объема расхода воды из Байкала через Ангару.
Вероятно, были, так как на дне Байкала есть остатки конечных морен ледников, спускающихся в озеро. В губах Аяя, Фролиха они расположены на глубине 40—50 м и более.
Это температурные швы в ледяном покрове. При колебаниях температуры воздуха лед расширяется или сжимается, образуя трещины или торосы. Становые щели возникают после замерзания озера и представляют собой сквозные трещины во льду. В разные годы их местоположение относительно постоянно: они обычно тянутся вдоль берега по - кратчайшей прямой между соседними его выступами, мысами, расчленяя ледовый покров на ледяные поля до 10—30 км в поперечнике. Линейное расширение или сужение льда при изменении его температуры на 1°С составляет 70 мм на 1 км льда. Колебания температуры воздуха иногда достигают 20—30°С в сутки. Таким образом, при ширине Байкала в районе Лиственичного — Танхой в 40 км и перепаде температуры только в 10°С, суммарная ширина щелей составляет 28 м. Но так как лед покрыт снегом неравномерно, а, следовательно, охлаждение или нагревание отдельных ледяных полей также неравномерно, то трещины образуют очень сложную и сильно разветвленную сеть различной длины: от десятков до сотен и более метров. Щели живут или дышат, то есть их ширина меняется в течение суток. Самая большая ширина становых щелей в одном месте около 4 м. Но чаще всего они бывают шириной от 0,5 до 1 — 2 м. Преодолевают их с помощью специальных трапов из толстых двух-трехдюймовых досок или из бревен с дощатым настилом, уложенных поперек щелей.
Нагромождения обломков льда вдоль становых щелей или сквозных трещин. При повышении температуры и сужении щелей лед выдавливается на поверхность и создает торосы. Так как расширение и сужение повторяется, то торосы вдоль щели образуют ярко выраженный ледяной вал. Высота торосов обычно сравнительно не велика— до 1 — 1,5 м. Но иногда они могут достигать 10 — 12 м. Время образования торосов определяют по толщине льдин, из которых они образованы. Из топких льдин торосы образуются в начале ледостава, а из толстых — обычно весной, когда увеличиваются суточные перепады температуры воздуха и начинается прогрев льда весенними лучами солнца.
Чаще всего весной, когда при подтаивании поверхностных слоев льда и снега растаявшая вода сначала заполняет сухие температурные трещины, а потом в них замерзает. Трещины перестают играть роль температурных компенсаторов, лед становится монолитной массой, а его поверхность при таянии более шероховатой. Во второй половине зимы (с февраля) и весной на Байкале усиливаются ветры. В это время подвижка льда, усиленная еще и ветром, приводит в движение большие ледяные поля. В местах, где возникает сопротивление или существует препятствие (береговой припай, крутые береговые утесы у приглубых берегов, инженерные сооружения и др.), возникает нагромождение движущейся массы льда — надвиг. Надвиги, возникающие при замерзании озера, бывают из более топкого льда и меньших масштабов. Они обычно не представляют такой серьезной опасности для инженерных сооружений, как надвиги весенние.
Зимой более устойчивая отрицательная температура, без резких и долговременных перепадов, лед более крепкий. Колебания температуры и происходящие при этом расширения или сужения льда компенсируются трещинами во льду и становыми щелями.
Лед может выжиматься на берег на расстояние до 20—30 м, а его нагромождения при встрече с надежным препятствием — скалой, например, — подниматься на 15—16 м. В 1962 г. в южном Байкале наблюдали ледяные валы от надвигов высотой до 20—30 м. В 1933 г. такие нажимы льда перекрыли железнодорожное полотно около ст. Тапхой и столкнули с рельсов товарный железнодорожный эшелон вместе с паровозом. Весной 1960 г. на судоверфи им. Ем. Ярославского ледокол «Ангара» водоизмещением 1400 т был вытеснен льдом на береговую отмель. В этом же году в пос. Лиственичном и в порту Байкал надвигами разрушены причальные сооружения. В Бухте Сосновка 13 мая 1960 г. при полном штиле подвижкой льда на берег вытеснились камни весом 5—6 т.
Для защиты инженерных сооружений или судов от повреждения ледовыми надвигами вокруг защищаемых сооружений прорубают майну — щель для свободного смещения льда. Ширина майны должна быть не меньше полуторной толщины льда. Но не всегда такие предохранительные меры достигают цели. Надвиги иногда бывают такими значительными, что подобные майиы не предотвращают их. В таком случае нужны другие более активные меры. Обычно приходится дробить надвигающийся лед взрывами.
Сила воздействия надвигов льда огромна. Прямых ее измерений, к сожалению, пока не произведено.
Масштабы воздействия надвигов зависят от метеорологических условий — силы ветра, степени повышений температуры при потеплении, а также от размеров пришедших в движение ледяных полей. На Байкале они бывают до 200—300 км2, масса льда, приходящая при этом в движение, достигает 180—220 млн. т. Сила инерции такой массы весьма внушительна. Если даже лед перемещается со скоростью 1 см/с, то и в этом случае при толщине льда в 1 м воздействие приобретет огромную силу, а развиваемая мощность сопоставима с мощностью десятков и даже сотен крупнейших гидроэлектростанций. Скорости же перемещения ледяных полей бывают в десятки раз большими (до 0,5—0,6 м/с), следовательно, и сила воздействия такого льда во много раз большая.
Ежегодно зимой, после замерзания всей акватории озера. Ледяной покров при резком и значительном понижении температуры охлаждается и сокращается. В нем появляются усадочные трещины. Их размер зависит от абсолютной величины и скорости понижения температуры. При меньшем охлаждении возникают многочисленные клиновидные песквозные (сухие) трещины; при более значительном охлаждении — сквозные (мокрые) трещины. Растрескивание льда сопровождается шумом и грохотом, который напоминает артиллерийскую канонаду.
288. Что такое взлом льда и чем он вызывается?
Зимние взломы ледяного покрова на Байкале — явление довольно частое. Из прошлого известны случаи, когда па озере после его замерзания уже открывалась конная переправа, а затем в течение нескольких часов лед разрушался. Например, 13—14 января 1908 г. от с. Бугульдейки до с. Харауз открылась конная переправа, а 15—16 января лед у западного берега взломало и девять подвод с лошадьми носило на льдинах по озеру в течение пяти суток; 22 человека спаслись с трудом. 19 января озеро снова замерзло, а с 21 января наладилась обычная переправа. В 1932 г. у пос. Лиственичное после начала переправы лед толщиной 10—15 см был взломан сильным штормом.
На Байкале взлом льда возможен даже при толщине свыше 30 см. Происходит это под влиянием жестоких штормов типа боры. Такой срывающийся с гор ветер имеет огромную нисходящую силу, с мощными, разного направления, завихрениями. Под натиском ветра ледяной покров па воде раскачивается, под ним возбуждаются гидравлические волны, которые, в свою очередь, влекут за собой возникновение ледовых волн различных периодов, амплитуд и длин, распространяющихся в разные стороны. При таких волнах возникают силы, превышающие силы сцепления льда. В результате даже монолитный лед, не имеющий сквозных трещин, разламывается.
Грузы весом до 15 т могут перевозиться при толщине льда 50 см, более тяжелые грузы — при толщине льда свыше 75 см. Если лед рассечен сухими трещинами, расчетную толщину льда необходимо увеличивать на 20%, а при мокрых трещинах — на 50%. В 1904 г. между станциями Байкал и Танхой поперек озера была устроена железнодорожная переправа. На лед укладывались на бревнах металлические рельсы, и по ним конной тягой перевозили с западного на восточный берег железнодорожные вагоны и паровозы. Вес паровозов был около 65 т. Такого концентрированного груза на сквозных трещинах лед не выдерживал, и паровозы приходилось перевозить в разобранном состоянии.
Молодой лед обычно без трещин, частички его крепко спаяны между собой, и поэтому он значительно прочнее. Сплошной, чистый, молодой лед толщиной около 5 см выдерживает тяжесть человека (следует предостеречь любителей кататься по молодому льду — ходить по нему людям разрешается только при наличии 4—5-кратного запаса прочности). Раньше перевозка грузов на санях начиналась вскоре после ледостава при толщине льда 32—35 см. Если учесть, что при сильных морозах лед нарастает до 5 см в сутки, то уже на третий-четвертый день после ледостава часто начиналась переправа конной тяги, а па восьмой-девятый — автотранспорта. Однако в настоящее время, вследствие загрязнения воды и льда, его прочность снизилась.
Весной же переправа заканчивается за две-три недели до вскрытия, а иногда и раньше, хотя лед в это время имеет толщину 50—60 см. Начинается «разыгливание» льда — расчленение его под действием солнечного тепла в несвязанные между собой иглоподобные кристаллы — шестики. Такие длинные кристаллы льда пронизывают сначала часть, а потом и всю толщу льда. Кристаллы льда как бы обособленны. Через такой лед вода при таянии проступает, движение по нему опасно даже для пешехода. Постепенно он расплавляется, и ледовый покров исчезает.
На Байкале поток тепла из воды ко льду весьма неравномерен, поэтому толщина льда также неравномерна. Лед топкий там, где поток тепла так велик, что даже при сильных морозах вызывает подтаивание льда. Эти места, где образуются полыньи или лед значительно утончается, и называются пропаринами, или ключами. Пропарины на Байкале образуются, по В. М. Сокольникову, от пяти причин: от газов, поднимающихся со дна и увлекающих за собой более теплую воду; течений, подносящих теплую воду; термальных вод; ключевых вод; тепла речных вод в приустьевых участках. Из года в год пропарины встречаются в придельтовых участках pp. Селенги, В. Ангары, в Баргузинском и Чивыркуйском заливах, над Академическим хребтом, в районе Ушканьих островов и т. д. При езде по Байкалу на автомашинах, мотоциклах или в туристических походах нужно быть очень осторожным. Районы, где бывают пропарины, лучше обходить либо по суше, либо удаляясь в море па несколько километров. Передвигаться в районах, где возможны пропарины, следует с проводником, хорошо знакомым с местами их образования.
Открытые пропарипы — полыньи — видно на льду со значительного расстояния, нужно только внимательно смотреть и уметь их различать. Но чаще пропарины бывают скрытыми тонкой коркой льда, а после снегопада и припорошены слоем снега. В этом случае обнаружить их затруднительно. Если пропарины вызваны - выходом глубинных газов, тогда подо льдом, если он чистый и прозрачный, можно видеть газовые пузыри. Пропарины, образованные термальными водами, ключами или подтоком теплых вод притоков, заметить труднее. Для этого нужно тщательно обследовать лед и опробовать его толщину пешней или другим острым предметом. Пропарины видны па аэроснимках и снимках из космоса в инфракрасном свете.
В отличие от пропарин, которые чаще покрыты ледяной коркой, полыньи — это участки с открытой водной поверхностью среди ледяного покрова. Полыньи почти ежегодно встречаются у мысов Большой и Малый Кадильный, в проливе Ольхонские Ворота, в прорве, соединяющей Посольский сор с озером и др.
Вешками на льду местные жители обозначают места пропарин в наиболее часто посещаемых районах. Но пропарины, к сожалению, бывают и в безлюдных, удаленных от населенных пунктов районах. Там опознавательные знаки встречаются редко.
Над прорубью, из которой постоянно берут воду, устанавливают деревянный сруб с крышкой. Это устройство предохраняет прорубь от быстрого и глубокого промерзания и защищает ее от заноса снегом.
В районе мыса Большой Кадильный. Здесь есть выходы газов, которые поднимают к поверхности более теплые глубинные воды, а они вызывают образование пропарин зимой и таяние льда весной.
Крутые, особенно скалистые берега отражают тепловое солнечное излучение, которое ускоряет таяние льда. Кроме того, на ледяном покрове таких берегов скапливаются выносимые с побережья минеральные пылевые частицы грунта. Более темные, они больше поглощают тепла, нагреваются и также ускоряют таяние льда.
Энциклопедии городов | Энциклопедии районов | Эти дни в истории | Все карты | Всё видео | Авторы Иркипедии | Источники Иркипедии | Материалы по датам создания | Кто, где и когда родился | Кто, где, и когда умер (похоронен) | Жизнь и деятельность связана с этими местами | Кто и где учился | Представители профессий | Кто какими наградами, титулами и званиями обладает | Кто и где работал | Кто и чем руководил | Представители отдельных категорий людей
