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[ред. | ред. код]
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 кораблів вікінгів, накопичувалась у фіордах на більш солоній і важкій воді з моря. «Перебороти кракена» можна було лише припинивши гребти, а отже створювати коливання, на деякий час і відтак поновити рух з більшою 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[ред. | ред. код]
Джерела[ред. | ред. код]
- ↑ Hambling, David (31 серпня 2018). Weatherwatch: 'dead water' makes ships seem dead in the water. The Guardian. Архів оригіналу за 9 листопада 2020. Процитовано 18 вересня 2020.
- ↑ The American Practical Navigator. Washington, D.C.: National Geospatial Intelligence Agency. 2019. с. 598. Архів оригіналу за 28 квітня 2021. Процитовано 27 квітня 2021.
- ↑ а б Писарев С..
- ↑ а б Walker, J.M. (June 1991). Farthest North, Dead Water and the Ekman Spiral. Weather. 46 (6): 158—164. Архів оригіналу за 27 квітня 2021. Процитовано 22 вересня 2020.
- ↑ Гилл А., 1986.
- ↑ Scientists find clue to mysterious ‘dead water' effect that stops a ship. The Week. 15 липня 2020. Архів оригіналу за 4 вересня 2020. Процитовано 18 вересня 2020.
- Dead water в онлайн-версії «Encyclopædia Britannica». (англ.)
Література[ред. | ред. код]
- (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[ред. | ред. код]
- Писарев С. Внутренние волны в океане : [рос.] : [арх. 18.09.2020] / Писарев С // ПостНаука : вебсайт. — 2014. — 12 ноября. — Дата звернення: 18.09.2020.
Dead Water Phenomenon ('toy box') на YouTube — демонстрація принципу дії «мертвої води».- David Robson. Mysterious 'dead water' effect caught on film : [англ.] : [арх. 27.04.2021] / David Robson // New Scientist : журнал. — 2008. — 21 October. — Дата звернення: 27 квітня 2021 року.
- ' Le phénomène d'eaux mortes : [фр.] : [арх. 27.04.2021] // Brèves de Maths. Mathématiques de la planète Terre : вебсайт. — 2013. — 23 janvier. — Дата звернення: 27 квітня 2021 року.
|
Це незавершена стаття з гідродинаміки. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
