- •В. Г. Клименко загальна гідрологія Навчальний посібник для студентів
- •Вступ. Модуль 1. Фізико-хімічні властивості води. Гідрологія річок Вступ
- •Блок 1. Гідрологія як наука. Її місце у вивченні географічної оболонки
- •1.4. Фізичні основи гідрологічних процесів
- •1.5. Розвиток гідрології як науки
- •Блок 2. Розподіл води на земній кулі. Кругообіг води
- •2.1. Розподіл води на земній кулі
- •2.2. Зміна кількості води на земній кулі
- •2.3. Кругообіг води в природі
- •2.4. Водний баланс
- •2.5. Водні екосистеми
- •2.6. Водні ресурси України
- •3.1. Хімічний склад води
- •3.2. Фізичні властивості води
- •4.1. Типи річок
- •4.2. Морфологія й морфометрія річки та її басейну
- •4.2.1. Водозбір і басейн річки
- •4.2.2. Морфометричні характеристики басейну річки
- •4.2.3. Фізико-географічні й геологічні характеристики басейну річки
- •4.2.4. Річка і річкова мережа
- •4.2.5. Річкова долина й русло річки
- •4.2.6. Поздовжній профіль річки
- •4.3. Живлення річок
- •Класифікація о. І. Воєйкова
- •Класифікація м. І. Львовича
- •4.4. Водний баланс басейну річки
- •4.5. Водний режим річок
- •4.5.1. Види коливання водності річок
- •4.5.2. Рівневий режим річок
- •4.5.3. Фази водного режиму
- •4.5.4. Розчленування гідрографа за видами живлення
- •4.5.5. Класифікація річок за водним режимом
- •4.6. Річковий стік
- •4.6.1. Складові річкового стоку
- •4.6.2. Основні характеристики стоку
- •4.7. Рух води в річках
- •4.8. Річкові наноси
- •4.10. Руслові процеси
- •4.11. Термічний режим річок
- •4.12. Льодовий режим річок
- •4.13. Гідрохімічний режим річок
- •4.14. Гідробіологічні особливості річок
- •Модуль 2. Характеристика водойм (озер, водосховищ, боліт) та особливих водних об’єктів (підземних вод, льодовиків)
- •5.1. Типи озер
- •5.2. Морфологія і морфометрія озер
- •5.3. Водний баланс озер
- •5.4. Коливання рівня води в озерах
- •5.5. Рух озерної води
- •Хвилювання на озерах
- •Течії в озерах
- •Температурна класифікація озер
- •5.7. Льодовий режим озер
- •5.8. Оптичні явища в озері
- •5.9. Донні відклади озерної улоговини
- •5.10. Водні маси озер
- •5.11. Хімічний склад озерних вод
- •5.12. Гідробіологічна характеристика озера
- •5.13. Значення озер
- •6.1. Типи водосховищ
- •6.2. Основні характеристики водосховищ
- •6.3. Водний режим водосховищ
- •6.4. Термічний і льодовий режим водосховищ
- •6.5. Гідрохімічний і гідробіологічний режим водосховищ
- •6.6. Замулення водосховищ і переформування їх берегів
- •6.7. Водні маси водосховищ
- •6.8. Значення водосховищ та їх вплив на річковий стік і природне середовище
- •7.1. Типи боліт
- •7.2. Морфологія та гідрографія боліт
- •7.3. Водний баланс боліт
- •7.4. Рух води в болотах
- •7.5. Термічний режим боліт
- •7.6. Вплив боліт на стік річок. Практичне значення боліт і їх вивчення
- •8.1. Походження льодовиків та їх поширення на земній кулі
- •8.2. Типи льодовиків
- •8.5. Баланс льоду і води в льодовику
- •8.7. Робота льодовиків
- •8.8. Поширення та значення льодовиків
- •9.1. Походження підземних вод
- •9.2. Фізичні властивості ґрунтів
- •9.3. Водні властивості ґрунтів
- •9.4.Види води в порах ґрунту
- •9.5. Фільтраційні властивості порід і рух підземних вод
- •9.6. Класифікація підземних вод
- •9.7. Умови залягання підземних вод
- •9.8. Водний баланс і режим підземних вод
- •9.8.1. Водний баланс підземних вод
- •9.8.2. Режим підземних вод
- •9.9. Особливості хімічного складу підземних вод
- •9.10. Роль підземних вод у фізико-географічних процесах
- •9.11. Розповсюдження підземних вод
- •10.1. Світовий океан та його частини
- •10.2. Основні особливості будови земної кори під морями та океанами
- •10.3. Рельєф дна океанів
- •10.4. Донні відклади
- •10.5. Сольовий склад вод Світового океану
- •10.6. Солоність морської води
- •10.7. Водний баланс Світового океану
- •10.8. Густина і тиск морської води
- •10.9. Термічний режим океанів і морів
- •10.10. Лід в океанах і морях
- •Класифікація морської криги
- •Дрейф льоду
- •10.11. Водні маси океану
- •10.12. Оптичні та акустичні властивості морської води
- •Швидкість звуку (у м/с) в морській воді при різній солоності і температурі
- •10.13. Рівень океанів і морів
- •10.14. Хвилювання в океанах і морях
- •10.15. Течії в океанах і морях
- •10.16. Припливи і відпливи
- •10.17. Ресурси Світового океану та їх використання
- •10.18. Проблеми охорони вод Світового океану
- •Робоча програма навчальної дисципліни
- •Опис навчальної дисципліни
- •Мета та завдання навчальної дисципліни
- •За модулем 1
- •За модулем 2
- •За модулем 3
- •Також студенти повинні вміти: За модулем 1
- •За модулем 2
- •За модулем 3
- •Програма навчальної дисципліни
- •Тема 2. Кругообіг води у природі й водні ресурси Землі. Розподіл води на земній кулі. Єдність гідросфери. Зміна запасів води на Землі. Кругообіг води в природі та його енергетичні фактори.
- •2.1.1. Нормативні навчальні елементи за модулем 1
- •Тема 5. Гідрологія льодовиків. Вивчення умов й особливостей похо-
- •2.1.1.Нормативні навчальні елементи за модулем 2
- •Тема 1.Світовий океан та його частини. Класифікація морів. Гіпотези виникнення Світового океану. Будова, рельєф дна океанів і морів. Донні відклади в океанах і морях.
- •Тема 2.Термічний режим океанів і морів. Загальна схема теплообміну в системі океан-атмосфера-літосфера. Тепловий баланс океану. Розподілення температури води у Світовому океані.
- •Тема 3.Перемішування та обмін в океані. Види перемішування в морському середовищі: молекулярне, турбулентне. Методи розрахунку перемішування та обміну.
- •2.1.2. Нормативні навчальні елементи за модулем 3
- •4. Структура навчальної дисципліни
- •6. Теми лабораторних занять
- •7. Самостійна робота
- •8. Індивідуальне навчально –дослідне завдання
- •9. Методи навчання
- •10. Методи контролю
- •11. Розподіл балів, які отримують студенти
- •Шкала оцінювання
- •12. Методичне забезпечення
- •13. Рекомендована література Базова
- •Допоміжна
- •14. Інформаційні ресурси
- •Виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 2 Побудова поперечного профілю русла річки і обчислення його морфометричних характеристик
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Порядок виконання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 3 Середній багаторічний стік
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Порядок виконання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 4 Розчленування гідрографа річкового стоку
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 5 Розподіл температури води в озері з глибиною
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 7 Зміна температура води у Світовому океані
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Питання для самоперевірки:
Класифікація морської криги
1. За походженнямлід океанів і морів поділяється наморський, який безпосередньо утворюється з морської води;річковий, який виноситься в море річковими водами, іматериковий чи глетчерний, який з’являється в результаті сповзання льодовиків із суходолу (айсберги) або при відколюванні великих масивів від шельфового льоду узбережжя полярних країн (льодові острови). Льодові острови – це величезні поля материкового льоду кілька кілометрів у поперечнику і кілька десятків метрів у товщину. Вони зустрічаються в північній частині Канадського Арктичного архіпелагу (о. Елсмір). Розміри їх досягають 30 х 35 км. Айсберги бувають кількох видів, найчастіше зустрічаються: столоподібні і пірамідальні.Столоподібні айсбергивідламуються від великих льодовикових язиків і мають рівну поверхню, поширені вони переважно в Антарктиці.Пірамідальні – характерні для дуже рухомих льодовиків, поширені вони в Арктиці.
2. Залежно від різноїстадії розвитку льоду(за віком):початкові форми(льодові голки, сало, сніжниця тощо);ніласовий (молодий) лід, сірий, білий, однорідний, дворічний, багаторічний (арктичний пак).
3. За характером рухомостілід поділяється на нерухомий і плавучий. Основною формоюнерухомого льодуєприпай, прикріплений до берега, острова або банки. Це, як правило, однорічний лід, але в окремих місцях він може зберігатися багато років (наприклад, біля берегів Гренландії та Антарктики). Найбільш розвинений припай в окраїнних морях Північного Льодовитого океану. Особливою формою нерухомого льоду єстамухи – окремі торосисті утворення, які сіли на мілину і мають великі вертикальні розміри. Висота підводної частини стамух 20–25 м, надводної 10-15 м. Поширені вони в арктичних морях.
Плавучий або дрейфуючийлідне пов’язаний із берегом і рухається під дією вітру й течії і поділяється на битий лід і льодові поля. Добитого льодуналежитькрупнобитий (у поперечнику –20–100 м) ідрібнобитий (2–20 м).Льодові поляза площею буваютьвеличезні(у поперечнику більше 10 км),великі (2–10 км) ідрібні(0,5–2 км). Часто на рівній льодовій поверхні внаслідок поштовхів або стискування льоду утворюються нагромадження з уламків крижин, які називаютьсяторосами.
Кількість льоду на поверхні моря оцінюється в балах: 10 балів – поверхня, яка повністю покрита льодом; 0 балів – чиста вода; 1 бал – 10 % акваторії зайнято льодом; 5 балів – 50 %.
4.За класифікацією В. С. Назарова, Ю. І. Істошина за характером льоду
моря поділяються на:
- моря з епізодичним льодом– лід у морях буває не щороку, може з’явитись і зникати кілька разів узимку (Північне і Чорне моря);
- моря із сезонним льодом(Охотське, Японське, Біле, Балтійське);
- моря, в яких завжди є лід. Цю групу можна розділити на дві підгрупи: а) моря, в яких більша частина льоду тане влітку, а частина залишається (Карське, Баренцове); б) моря, в яких лід існує цілий рік (Східносибірське, Чукотське, Центральна частина Північного Льодовитого океану, більшість морів Антарктики).
Дрейф льоду
Морський лід на більшій частині акваторії є дрейфуючим, тобто під дією різних зовнішніх сил змінює своє положення в просторі.
Переміщення льоду по акваторії під сукупною дією різних сил називається дрейфом. Знання переміщення льоду в просторі й у часі надзвичайно важливе під час виконання великої кількості прикладних завдань. У першу чергу знання руху льоду, а отже, і його положення необхідне для потреб мореплавання. Кораблі без додаткових кріплень корпуса не можуть витримати ударів об лід. Тому в морях із льодом їхній шлях прокладають з урахуванням переміщень льоду.
Перевезення по Північному морському шляху повністю залежать від льодових умов, і шляхи караванів судів у супроводі криголамів проходять по ділянках з найбільш легкими льодовими умовами.
Для захисту різних портових конструкцій, нафтових вишок і інших споруджень у морях також потрібно вміти пророкувати небезпечні рухи льоду, щоб завчасно прийняти відповідні захисні міри.
Про рухи льодів у морі відомо було давно. Люди, які займалися промислом тюленів у Білому морі, віддавна знали про те, що лід у морі рухається відповідно до різного напрямку вітру. Однак серйозну, науково обґрунтовану спробу визначити чинники, що приводять до дрейфу льоду, і одержати зв'язки швидкості й напрямки руху льоду з вітром уперше здійснив Ф. Нансен.
Досліджуючи дрейф на «Фрамі» (1893—1896 рр.) у Північному Льодовитому океані, він встановив, що у відкритому морі, де немає перешкод у вигляді берегів, лід рухається не за напрямком вітру, а відхиляється від нього на 30° праворуч у Північній півкулі у зв’язку з впливом сили Коріоліса. Це відношення швидкості дрейфу льоду до швидкості вітру називається вітровим коефіцієнтом. Швидкість льоду менша за швидкість вітру в 50 разів, тобто
Vл= 0,02 W,
Висновки Нансена згодом були підтверджені Н. Н. Зубовим. Він доповнив «правило Нансена» двома «правилами Зубова»: лід дрейфує вздовж ізобари (лінії однакового тиску) так, що високий тиск лежить праворуч відносно руху льоду (у Північній півкулі), а швидкість дрейфу пропорційна горизонтальному градієнту атмосферного тиску.
Поширення льоду. У Центральній частині Арктики, в антарктичних морях льодовий покрив існує цілий рік. Наступна зона включає акваторії, де лід щорічно змінюється. Зона з сезонним льодяним покривом утворюється щорічно в холодний період і повністю зникає влітку, наприклад, в Охотському, Балтійському, Японському та інших морях. У деяких акваторіях Світового океану лід утворюється лише в дуже холодні зими, наприклад, у Чорному, Північному та інших морях.
Суцільного льодяного покриву однакової товщини не буває, здебільшого це крижини різної товщини, що змерзлися між собою. Внаслідок дрейфу лід з Арктичного басейну виноситься в Гренландське море і ще далі на південь зі швидкістю від 1 до кількох десятків кілометрів за добу залежно від пори року і погоди.
Лід антарктичних морів дрейфує на захід. У теплу пору року більша частина антарктичного льодяного покриву зникає. В Антарктиці часто трапляються айсберги досить великих розмірів. Зафіксовано айсберги довжиною від десятків до 150–160 км і висотою над рівнем моря 40–50, навіть 90 м. Утворюються айсберги під час відламування країв шельфових льодовиків Антарктиди та Гренландії й можуть запливати навіть у тропічні широти, де швидко тануть.