為什么海冰破壞力巨大
海冰是淡水冰晶、“鹵水”和含有鹽分的氣泡混合體,包括來(lái)自大陸的淡水冰(冰川和河冰)和由海水直接凍結(jié)而成的咸水冰,一般多指后者。廣義的海冰還包括在海洋中的河冰、冰山等。看似美麗的海冰,實(shí)則暗含巨大的破壞力。不知道大家是否了解海冰的破壞力有多強(qiáng)?下面是小編為大家整理的為什么海冰破壞力巨大,僅供參考,歡迎閱讀。
為什么海冰破壞力巨大
巨型客輪“泰坦尼克號(hào)”在大西洋撞上冰山船毀人亡,這場(chǎng)海難是20世紀(jì)由海冰造成的最大災(zāi)難之一。為什么海冰擁有如此巨大而可怕的破壞力呢?
首先,海冰在風(fēng)和海流的作用下會(huì)產(chǎn)生推力,這是海冰破壞力的主要形式。有些海上建筑在冰凍時(shí)會(huì)倒在海里,就是海冰巨大推力造成的。海冰融化時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)更大,大量浮冰會(huì)破壞作業(yè)船舶及海上建筑,對(duì)船舶的安全航行也有很大威脅。
其次,漂浮在大洋上的巨大冰塊和冰山具有巨大的撞擊力,其力量的大小與冰塊的大小和流速有關(guān)。比如一塊6平方千米大、1.5米厚的大冰塊,在流速不太大的情況下,撞擊力就可以達(dá)到4000噸,足以把石油平臺(tái)等大型海上工程建筑撞翻。
1969年中國(guó)渤海特大冰封期間,流冰摧毀了全鋼結(jié)構(gòu)的“海二井”石油平臺(tái)。這個(gè)石油平臺(tái)由15根直徑0.85米的錳鋼圓筒柱樁支撐,這些柱樁深入海底28米,異常堅(jiān)固,卻被強(qiáng)大的流冰摧毀、撞翻。流冰還割斷了重500噸的“海一井”平臺(tái)支座的全部鋼纜,由此造成了一次特大海上事故。
除了撞擊力,海冰對(duì)港口和海上船舶的破壞力,還包括海冰膨脹時(shí)造成的“脹壓力”。我們都見(jiàn)過(guò)水的反常膨脹,在4℃以下,隨著溫度下降,水的體積反而會(huì)增大。瓶子中的水結(jié)冰后,往往可以把瓶子脹裂就是這個(gè)道理。
海水也有這個(gè)反常特性,一般以-2℃為分界,氣溫再下降就會(huì)引起海冰的體積膨脹。當(dāng)海水溫度降到-1.5℃,1000米長(zhǎng)的海冰就能膨脹0.45米。海冰的膨脹力十分驚人,能把被冰凍住的船體擠壓變形,使船艙破裂進(jìn)水,甚至破壞港口、碼頭和海上的軍事設(shè)施。
此外,溫度越低,海冰的抗壓強(qiáng)度就越大;而新冰又比老冰的抗壓強(qiáng)度大。1969年渤海特大冰封時(shí),為解救被冰封的船只,空軍曾在60厘米厚的堆積冰層上投放30千克炸藥進(jìn)行爆破,都沒(méi)能把冰層炸破。
海冰的隱蔽性也是造成破壞的重要原因。冰的密度為0.9克/cm,大約相當(dāng)于海水密度的90%。一座在海面上漂浮的冰山如果有5米高,在海平面以下的冰山高度就足足有45米。體積這樣龐大的冰山和船舶相撞,造成的破壞當(dāng)然十分嚴(yán)重。
海冰巨大的破壞力來(lái)自哪里?
海冰與海嘯、風(fēng)暴潮、災(zāi)害海浪和赤潮并稱為海洋5種主要災(zāi)害,海冰素有“白色殺手”之稱。2010年3月,山東省出現(xiàn)了40多年以來(lái)最大的持續(xù)酷寒天氣,各海區(qū)出現(xiàn)了不同程度的冰凍現(xiàn)象,特別是渤海地區(qū)的超低氣溫導(dǎo)致了大范圍封凍,冰層持續(xù)加厚,多數(shù)地區(qū)冰層平均厚度達(dá)25厘米,個(gè)別入海河口區(qū)域形成冰丘,冰丘高度達(dá)1.2米。
在遼東灣、渤海灣、萊州灣和黃海北部,海冰面積及海冰密集度都有所增大。遼東灣的海冰面積達(dá)20835平方公里,占遼東灣水域的67%;渤海灣的海冰面積9441平方公里,占渤海灣水域的59%;萊州灣海冰面積4052平方公里,占海區(qū)面積43%。那次海冰災(zāi)害持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣、冰層厚,是山東省40年來(lái)最嚴(yán)重的一次。據(jù)統(tǒng)計(jì),那次海冰災(zāi)害受災(zāi)人口達(dá)10萬(wàn)人。
海冰災(zāi)害那段時(shí)間,在渤海沿岸可以看到,無(wú)數(shù)商船和漁船被冰封在海上,一片片如赤壁聯(lián)營(yíng),煞是壯觀。
海冰形成有哪幾個(gè)階段?它的破壞力有多強(qiáng)?海冰破壞力主要形式?
海水和大氣相互作用形成海冰,其形成大致經(jīng)歷5個(gè)階段。一是海面氣溫下降,表面海水溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí),海水里又有利于形成冰的雪粒等凝結(jié)核,海水表面層就開(kāi)始結(jié)成縱橫交錯(cuò)的冰針或小冰片。二是海面溫度繼續(xù)降低,大量的冰針或冰片聚集起來(lái),形成覆蓋海面的薄冰,薄冰破裂成一個(gè)個(gè)大小相當(dāng)均勻的圓盤狀冰餅。三是海面溫度進(jìn)一步下降,圓盤狀冰餅互相凍接起來(lái),形成有一定厚度的、面積相當(dāng)大的冰蓋層。四是海面溫度再下降,冰層膨脹龜裂,大片冰層就形成破碎的冰塊。五是海水的運(yùn)動(dòng),促使冰塊疊加,各個(gè)冰塊之間又凍接起來(lái),形成面積更廣闊的大冰原。冰原再互相撞碰,重疊,就形成山巒般起伏不平的大冰群。這時(shí),冰厚可達(dá)15~20米。
在極地附近,冰川的一部分滑行至海洋中,斷裂成一個(gè)個(gè)巨大的冰山。冰山形狀奇特,千姿百態(tài),有的.宛如平臺(tái),有的陡峻尖削,有的波浪般起伏……冰山大小不一,小的面積不足1平方千米,大的面積卻有幾百甚至5000平方千米,海冰高出海面100多米,猶如海島一般,但露出水面的通常只是冰山高度的1/5或1/4。在北極海域,曾有一座臺(tái)狀冰山,長(zhǎng)55千米,寬30千米,露出水面的部分高達(dá)30米。在南極海域,曾有過(guò)一座巨大的冰山,長(zhǎng)350千米,寬40千米。南極海域的冰山約有22萬(wàn)座,約為北極冰山數(shù)的4倍。冰山壽命很長(zhǎng),一般是4~11年,有些長(zhǎng)達(dá)13年之久。在移居海洋的數(shù)年中,冰山漂移流浪,遠(yuǎn)離它的故鄉(xiāng)。格陵蘭島附近的冰山,經(jīng)加拿大東部海域向南移動(dòng)?稍竭^(guò)北緯48度。南極冰山向北移動(dòng),可到達(dá)大西洋南緯35度、印度洋南緯45度、太平洋南緯50度。冰山漂移到溫暖的水域,水線腰部日益細(xì)瘦,及至有一天支撐不住上截而翻倒下來(lái)。翻倒激起的巨浪會(huì)給過(guò)往附近海域的艦船造成巨大的威脅。
海水的破壞力是非常巨大的。首先是冰的膨脹力。淡水隨溫度降低而密度增大,4℃以下,隨著溫度下降,水的體積卻要加大,這就是水的反常膨脹。小瓶中的水結(jié)冰,往往把小瓶脹裂就是這個(gè)緣故。海水也有這個(gè)反常特性,只是海水呈現(xiàn)最大密度的溫度不是4℃,而是隨海水鹽度的高低而變化,一般要在-2℃以下。以這個(gè)溫度為分界,氣溫再下降就會(huì)引起海冰的體積膨脹。此外,海冰膨脹還有一個(gè)因素,那就是海冰中的“鹽泡”。在海冰形成過(guò)程中,海水中的鹽大都析出來(lái),進(jìn)入未結(jié)冰的海水中,但也有少部分鹽被冰包圍起來(lái),形成一個(gè)個(gè)“鹽泡”。隨著氣溫的降低,海冰中大量的“鹽泡”也凍結(jié)成冰,致使冰的體積更加脹大。冰的膨脹力十分驚人,能把船體擠壓得變形,使船艙破裂進(jìn)水,甚至破壞港口、碼頭和海中的軍事設(shè)施。
其次是海冰在風(fēng)和海流作用下產(chǎn)生的推力。這是海冰破壞力的主要形式。有些海中建筑物在凍冰時(shí)倒于海中,就是海冰的巨大推力造成的。
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