Мертва вода (океанологія)

Мертва вода — природне явище у водах Світового океану, яке спостерігається за сильної стратифікації вертикальної густини морської води внаслідок солоності або температури або і того й іншого. Часто там, де шар прісної або солонуватої води лежить поверх щільнішої солоної, не змішуючись. Явище часто спостерігається у фіордах, де прісні талі льодовикові води розтікаються поверх солоної морської води без значного перемішування[1]. Явище є результатом дії внутрішніх хвиль, що гасять енергію руху судна, осадка якого приблизно дорівнює товщині верхнього шару, і тим самим впливають на його швидкість. Судно що потрапило у мертву воду може важко маневрувати або може навіть сповільнитися до повної зупинки і «прилипнути». Збільшення швидкості на кілька вузлів може подолати ефект[2]. Експерименти продемонстрували, що ефект може бути ще більш вираженим у випадку, якщо підводні човни стикаються з такою стратифікацією на великих глибинах.

Цей ефект проявляється на будь-якому кордоні двох шарів рідин із різною густиною.

Історія дослідження

Перша писемна згадка про явище «мертвої води» на морі налічує майже 2 тис. років. Так Пліній Старший у праці «Природнича історія» описував це явище на Червоному морі. Він наводив тогочасні пояснення, що судно потрапляє в полон гігантського кальмара або восьминога[3]. З таким явищем часто стикались і нормани, коле більш легка прісна вода з льодовиків тонким шаром, співставним з осадкою дракарів, стікала фіордами по більш солоній і важкій воді з моря. «Перебороти кракена» можна було лише припинивши гребти, а отже створювати коливання, на деякий час і поновити з іншою інтенсивністю ніж до того[3].

Феномен «матроського прядива» уперше описав для науки норвезький дослідник Арктики Фрітьйоф Нансен під час свого дрейфування на кораблі «Фрам» 1893 року. Ось як він описує події серпня 1893 року у водах поблизу архіпелагу Норденшельда біля півострова Таймир:

Коли «Фрам» потрапив до мертвої води, здавалося що він ніби стримується якоюсь таємничою силою, і не завжди відповідає на рухи керма. За тихої погоди і невеликої осадки, «Фрам» міг розвивати від 6 до 7 вузлів. Перебуваючи у мертвій воді, він не міг розвинути й 1,5 вузла. Ми кружляли на своєму курсі, іноді повертали праворуч, пробували усілякі витівки, щоб зрозуміти принцип, але все було марно[4].
  • «Фрам» поблизу Бергена, Норвегія, 1893 рік
  • «Фрам» у «мертвій воді» поблизу Таймиру
  • Вільгельм Б'єркнес
  • Вагн Екман

Перше наукове пояснення цього явища як внутрішніх хвиль було дано норвезьким метеорологом Вільгельмом Б'єркнессом. Він пояснив чому кораблі в прибережних водах іноді не могли зберегти свою постійну швидкість[5]. У цьому йому допомогли праці його учня Вагна Вальфріда Екмана, який згодом описав ефект, який зараз носить його ім'я (спіраль Екмана)[4].

Сучасне дослідження університету Пуатьє показало, що ефект обумовлений внутрішніми хвилями, що циклічно рухають судно вперед і назад. Існує два різновиди мертвої води. Перший був описаний Нансеном, він спричинює аномальне уповільнення руху судна. Другий, Екманівський, викликає циклічне коливання швидкості руху. Другий різновид з часом може перейти у перший, коли судно вийде з режиму, що спричиняє коливання швидкості. Цей другий різновид ефекту мертвої води можливо був причиною поразки потужних кораблів Клеопатри з більшою осадкою перед легшими кораблями Октавіана в битві при Акції 31 року до н. е.[6].

Див. також

Джерела
  1. Hambling, David (31 серпня 2018). Weatherwatch: 'dead water' makes ships seem dead in the water. The Guardian. Процитовано 18 вересня 2020.
  2. The American Practical Navigator. Washington, D.C.: National Geospatial Intelligence Agency. 2019. с. 598.
  3. Писарев С..
  4. Walker, J.M. (June 1991). Farthest North, Dead Water and the Ekman Spiral. Weather 46 (6): 158–164. Процитовано 22 вересня 2020.
  5. Гилл А., 1986.
  6. Scientists find clue to mysterious ‘dead water' effect that stops a ship. The Week. 15 липня 2020. Процитовано 18 вересня 2020.

Література
  • (рос.) Гилл А. Динамика атмосферы и океана : В 2-х т. — М. : Мир, 1986. — Т. 2. — 415 с.
  • (рос.) Глинский Н. Т. Внутренние волны в океанах и морях / Отв. ред. Озмидов Р. В. — М. : Наука, 1973. — 128 с. — (Проблемы современной науки и технического прогресса) — 8 500 прим.
  • (англ.) Jerry Dennis. Waves Underwater // The Bird in the Waterfall: A Natural History of Oceans, Rivers, and Lakes. — Harper Collins, 1996. — 320 с. — ISBN 0-06-017094-8.

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.