Почему вода в водоемах зимой не промерзает до дна кратко
Обновлено: 07.07.2024
В мелких прудах при очень сильном морозе, бывает, промерзает. Но обычно – нет. Дело в том, что молекулы H2O в составе льда расположены упорядоченно, в кристаллической решётке, и зазоры между ними больше, чем между молекулами жидкой воды (вода в целом устроена так, что самая высокая её плотность достигается при температуре около +3,7 по Цельсию). А чем меньше молекул/вещества на определённый объём, тем меньше плотность. В итоге лёд обладает меньшей плотностью, чем вода, поэтому он легче и не тонет. Водоём промерзает на некоторую глубину, но дальше мороз "не достаёт". Подо льдом обычно остаётся небольшая прослойка воздуха (а воздух плохо проводит тепло – когда бабушки кутают малышей в сто одёжек, как капусту, между слоями одежды тоже остаются прослойки воздуха). Да и сами лёд со снегом тоже обладает некоторыми теплоизолирующими свойствами – не зря птицы вроде куропаток зимой ночуют в снегу, а эскимосы строят ледяные иглу.
Если бы лёд намерзал и затем тонул, то на поверхности озера или реки образовывались и тонули бы всё новые слои, и в конце концов водоёмы бы промерзали до дна. Местным обитателям пришлось бы приспособить жизненный цикл к смене сезонов – стать эфемерными (летом плавай, зимой закапывайся в ил/откладывай морозостойкую икру и помирай), либо научиться переживать заморозку и оттаивание.
В реках, кстати, есть дополнительное препятствие – течение. Из-за него вода, возможно, быстрее испаряется, получаются брызги, образуются сосульки на ветках и снежная бахрома. Но сама стремнина замерзать не будет – да ещё и лёд станет подтачивать. Насколько я понимаю, это происходит потому, что чем быстрее течёт вода, тем сложнее ей перенять температуру окружающей среды. Из-за того же эффекта летом в быстрой речке вода будет холоднее, чем в затоне или стоячем болотце, так как из-за течения вода не будет успевать хорошенько прогреться.
Глубокие водоемы зимой не промерзают до дна. Почему это происходит? Ведь обычно при охлаждении вещества становятся тяжелее. Если бы это происходило и с водой, то лед опускался бы на дно водоема, и постепенно вся вода стала бы твердой. А кристаллическая вода (лед) плавает на поверхности в виде тонкой наледи, толстых льдин или громадных айсбергов: ведь лед легче жидкой воды.
Почему же лед плавает на поверхности воды? К этому все так привыкли, что перестали считать такое поведение воды удивительным. А ведь веществ, которые в твердом состоянии легче, чем жидкие, очень мало.
Причина необычных свойств кристаллической воды - особая, "ажурная", структура льда, в которой, как в кружевах, много пустых мест; вот почему лед такой легкий.
При плавлении льда молекулы воды немного сближаются, и плотность жидкой воды при температуре плавления становится чуть-чуть выше, чем у льда. А наибольшее значение плотность воды приобретает при 4 °С, когда ледяные "кружева" полностью разрушаются.
Именно такую температуру зимой имеет вода у дна непромерзающих пресноводных водоемов. Благодаря этому выживают в самые жестокие холода плавучие обитатели рек, озер и прудов.
Водоемы не промерзают до дна потому, что лед легче воды. Охлажденные слои воды застывают на поверхности коркой льда, а затем лед и снег на нем предохраняют воду от промерзания. Если бы лед был тяжелее воды, он опускался бы на дно и вода замерзала бы сплошной глыбо
Водоемы не промерзают до дна потому, что лед легче воды. Охлажденные слои воды застывают на поверхности коркой льда, а затем лед и снег на нем предохраняют воду от промерзания. Если бы лед был тяжелее воды, он опускался бы на дно и вода замерзала бы сплошной глыбой
Из-за шапки на поверхности воды создаваемой льдом и естественным подогревом недрами земли, которые выше нуля градусов.
Практически каждый из нас задавался вопросам, почему даже в условиях суровых зим водоемы никогда не промерзают полностью. Оказывается, воду зимой в реках и озерах "согревает", как ни странно, лед, сообщил телеканал "360". Он не пропускает холод и держит температуру в проруби в районе +4 градусов.
Именно такие температурные показатели воды важны для обитателей озер, рек и прудов. Рыбы "зимуют" на дне, где теплее. Кроме того, при +4 вода приобретает свою наибольшую плотность. Чем она холоднее, тем легче.
Осенью и в предзимье, когда температура воды выше +4 градусов, более холодная вода опускается вниз, а теплая поднимается наверх. Идет так называемое вертикальное перемешивание. Как только температура воздуха и воды начинает понижаться, перемешивание замедляется. Верхний слой становится холоднее, и на поверхности начинает появляться защитная ледяная корка, которая не пускает холодный воздух вниз.
По той же причине не замерзают океаны и моря. Дело еще и в соли, а также в их огромной площади и течениях. Исключение составляет Северный Ледовитый океан. Он оправдывает свое название и замерзает почти полностью. В некоторых местах толщина его льда доходит до пятидесяти метров. Ходят по нему только ледоколы.
Чтобы море полностью замерзло, нужны экстремальные условия - морозы около -30 градусов, которые бы стояли несколько месяцев. Последний раз такую картину наблюдали одесситы в 2012 году. Впервые за 30 лет черноморский курорт превратился в черноморский ледник.
Толщина льда водоемов в московском регионе сейчас составляет около 30 сантиметров. Как сообщает региональное МЧС, сплошной ледовый покров сохраняется на большинстве из них. Но все же осторожность не повредит, ведь лед - субстанция коварная.
Между тем, по мнению многих ученых, человечеству стоит ждать не глобального потепления, а ледникового периода. Метеорологи говорят о потеплении в связи с вмешательство человека в окружающую среду. Однако климатологи связывают изменения температуры с активностью Солнца. Читать далее>>
С наступлением холодов на поверхности озер образуется тоненькая корочка льда, которая является следствием понижения температуры воды до отрицательных значений. Но зимой, когда температура воздуха опускается ниже 30 градусов мороза, на поверхности озер образуется внушительный слой льда, однако полностью крупные озера не промерзают никогда. Почему это происходит?
Оказывается, когда температура воды начинает понижаться, в замкнутых водоемах происходят очень интересные вещи. Пресная вода, по причине уникальной молекулярной структуры, обладает максимальной плотностью при температуре +4ºС. И когда температура воды продолжает понижаться, в озере происходит разделение слоев с разной температурой, образуется сезонный термоклин.
Вода с температурой +1-2°С всегда легче, чем слой воды с температурой +4°С, который расположен на дне. Из-за слабой циркуляции водных масс (а мы помним, что это не река, а именно глубокое озеро) активного перемешивания и выравнивания температуры не происходит. По этой причине вода с температурой около +4 градусов всегда находится в нижней части водоема. Постепенно нарастающий слой льда и более холодная вода в верхней части водоема не дают промерзнуть озеру до дна. Рыбы и другие водные обитатели продолжают жить в озере, не опасаясь превратиться в кусок льда.
Конечно, для мелких озер это правило не работает, и с приходом отрицательных температур они могут промерзнуть до дна. Предусмотрительные рыбы, как правило, заранее покидают такие опасные для зимовки места и уходят в реки или соседние более глубокие озера.
Читайте также: