Изображение
31 июля 2012 года исключен из Регистровой книги судов и готовится к утилизации атомный ледокол «Арктика».
Стоимость проекта уничтожения "Арктики" оценивается почти в два миллиарда рублей.
Мы выступаем с немыслимой для любого бюрократа идеей:
потратить эти деньги не на распиливание «Арктики», а на её сохранение в качестве музея.

Мы собираем подписи тех, кто знает «Арктику» и гордится ею.
Мы собираем голоса тех, кто не знает «Арктику», но хочет на ней побывать.
Мы собираем Ваши голоса:
http://arktika.polarpost.ru

Изображение Livejournal
Изображение Twitter
Изображение Facebook
Изображение группа "В контакте"
Изображение "Одноклассники"

Зубов Н.Н., „Дрейф „Седова“

''NiJ'',1939,N04.[djv].zip
(6.56 МБ) Скачиваний: 205
 Sedov_nizh-04-1939_01.jpg
Проф. Н.Н. Зубов, „Отклоняющая сила вращения Земли и дрейф „Седова“ // "Наука и Жизнь" 4/1939



Cядем на пароход, отправляющийся вниз по течению какой-нибудь реки северного полушария, и будем внимательно следить за ее извивами и сравнивать ее берега. Мы увидим, что правый берег нашей реки, в каком бы направлении она ни текла, более обрывист, чем левый. Мы подметим также, что река как будто пользуется всяким случаем, чтобы повернуть вправо, а влево поворачивает только, если к этому принуждается рельефом местности. Создается впечатление, что на воды реки действует какая-то постоянная сила, все время поворачивающая их вправо. Такая сила действительно и существует. Называется она отклоняющей силой вращения Земли, или силой Кориолиса,— по имени ученого, впервые объяснившего ее происхождение и значение.

Эта сила обладает замечательными свойствами. Она равна нулю на экваторе и увеличивается по направлению к полюсам, у которых достигает наибольшей величины. Действие этой силы возникает вместе с началом всякого движения на Земле и прекращается с его прекращением. Эта сила перпендикулярна всякому горизонтальному движению на Земле и в северном полушарии направлена вправо от него, а в южном влево; наконец, эта сила пропорциональна скорости движения.

Пешеход в Москве движется приблизительно со скоростью 1 м/сек. При этой скорости и на широте Москвы отклоняющая сила вращения Земли составляет всего одну восьмидесятитысячную силы тяжести. И все же, несмотря на свою столь малую величину, сила Кориолиса оказывает самое существенное влияние на движение воздушных и водных масс на Земле. Объясняется это тем, что на Земле нет значительных сил, противодействующих этой силе.

***

Предположим, что в какой-нибудь точке А на земной поверхности по тем или другим причинам создалось пониженное давление атмосферы; проведем около этой точки изобары, т.е. линии, соединяющие точки земной поверхности, где давление атмосферы одинаково. Такая система распределения, давления называется циклонической. Изобары, очерченные вокруг центра повышенного давления, образуют антициклоническую систему.

 Sedov_nizh-04-1939_02.gif
В точке В на нашем рисунке давление атмосферы будет больше, чем в точке А, и, следовательно, воздух тяжелее. Поэтому для восстановления равновесия воздух должен стремиться от точки В к точке А по направлению так называемого градиента давления. Но как только начнется движение частиц воздуха в этом направлении, сейчас же возникнут и начнут действовать еще две силы: сила Кориолиса и сила трения частиц воздуха между собой и о земную поверхность. В результате действия трения и силы Кориолиса, как показывают непосредственные наблюдения, движение частиц воздуха у земной поверхности или, другими словами, ветер над ровными земными поверхностями умеренных и высоких широт северного полушария отклоняется от линии АН, т.е.; от градиента давления, градусов на 50 — 60 вправо.

Из этого примера видно, как сильно сказывается сила Кориолиса на направлении ветра даже у поверхности Земли. Замечательно, что в этом же циклоне ветер в более высоких слоях атмосферы, где трение меньше, все больше и больше отклоняется от градиента давления и, начиная с высоты около 500 м, становится ему перпендикулярным.

***

 Sedov_nizh-04-1939_03.jpg
 Sedov_nizh-04-1939_04.jpg
Не менее значительно влияние отклоняющей силы вращения Земли на речные потоки. Мы уже видели, что правые берега рек постоянно размываются. Реки северного полушария, текущие с севера на юг, как, например, Волга, постепенно благодаря этому перемещаются с востока на запад; реки, текущие с юга на север, как, например, Обь и Енисей, перемещаются с запада на восток. Соответственно, такая река, как Нева, перемещается на север, а такая, как Амур,— на юг

Благодаря той же силе Кориолиса уровень рек никогда не бывает горизонтальным. Чем быстрее течение реки, тем больше наклон этого уровня, и чем шире река, тем больше разница уровней воды на ее противоположных берегах. Так, считая ширину Невы около 1 км при средней скорости ее течения около 1,5 м/сек, мы получаем, что на северном берегу Невы уровень стоит на 2 см выше, чем на южном.

Но ширина рек незначительна, поэтому и получающаяся разность уровней мала. В широких морских проливах эта разница может быть значительно большей. В Горле Белого моря — проливе, соединяющем Баренцево и Белое моря,— скорость приливо-отливных течений весьма велика, и в результате разность уровня, создающаяся силой Кориолиса на берегах этого пролива, Может превышать 60 см.

Еще разительнее сказывается в том же Горле Белого моря влияние силы Кориолиса на амплитудах прилива, т.е. на разности уровня в моменты полной и малой воды. Приливное течение входит в Горло Белого моря из Баренцова моря, отливное течение идет в обратном направлении. Во время прилива благодаря силе Кориолиса уровень у Мурманского берега, как мы видели, на

60 см выше, чем у противоположного Канинского берега. Во время отлива уровень у Канинского берега в свою очередь приблизительно на 60 см выше, чем у Мурманского. Отсюда ясно, что амплитуда прилива у Мурманского берега должна быть приблизительно на 1,2 м больше, чем у Канинского. Эти теоретические подсчеты вполне сходятся с тем, что наблюдается в действительности.

***

Сказывается сила Кориолиса и на ветровом движении ледяных полей. Здесь на льды действуют три силы: трение ветра, сила Кориолиса и сопротивление воды. В результате водяные поля отклоняются от направления ветра. Впервые это явление было подмечено Нансеном во время его экспедиции на «Фраме» (1893—1896), который для сплоченных ледяных полей центральной Арктики установил следующие правила:

1) дрейф льдов отклоняется от направления ветра градусов на 30—40 вправо;

2) скорость дрейфа льдов приблизительно в 50 раз меньше скорости ветра, вызывающего данный дрейф.

Эти законы Нансена затем проверялись во время многочисленных дрейфов со льдами различных судов и, в частности, нашей станции «Северный полюс» и оказывались верными.

 Sedov_nizh-04-1939_05.jpg
На нашем рисунке (см. стр. 19) изображен дрейф «Седова» с 1 января по 1 февраля 1939 г., а рядом показаны стрелками соответствующее направление и относительная сила ветра между отдельными отрезками дрейфа. Масштаб скорости дрейфа и скорости ветра принят согласно второму правилу Нансена (т. е. скорость дрейфа в 50 раз меньше скорости ветра). Из рисунка видно, насколько хорошо оба правила Нансена подтверждаются дрейфом «Седова». При каждом изменении ветра немедленно изменяется в соответствующую сторону и направление дрейфа «Седова». Неудивительно поэтому, что дрейф «Седова», подобно всем предыдущим дрейфам со льдами, не проходит и не будет проходить прямолинейно. «Седов» то идет в одном направлении, то возвращается обратно, то описывает причудливые петли* и зигзаги, и все это связано с соответствующими изменениями в направлении и скорости ветра. Если в некоторых точках дрейфа и получаются некоторые расхождения с правилами Нансена, то это надо скорее объяснить неточностью наблюдений, вернее, неполнотой дошедших до нас сведений, чем существом дела.

Неоднократно уже отмечалось в печати, что, несмотря на то, что экспедиций, стремившихся проникнуть в центральную часть Северного Ледовитого океана, было много и что до экспедиции папанинцев люди четыре раза побывали в районе Северного полюса, все наши знания о центральной Арктике в сущности основаны на наблюдениях только двух экспедиций: экспедиции Нансена на «Фраме» и экспедиции папанинцев на дрейфующем ледяном поле. Сейчас исключительно ценные наблюдения из центральной Арктики мы ежедневно получаем от седовцев.

Значение наблюдений «Седова» выявляется особенно рельефно при следующих сопоставлениях:

1. Дрейф «Фрама» протекал сравнительно южно («Фрам» не пересекал 86-й параллели), в районе сравнительно сильного постоянного течения и в те времена, когда на побережье Северного Ледовитого океана почти не было гидрометеорологических станций. Наблюдения Нансена были оторванными, и их не с чем было сравнивать.

2. Наблюдения станции «Северный полюс» в центральной части полярного бассейна продолжались с конца мая до начала декабря 1937 г., после чего ледяное поле папанинцев было вынесено в Гренландское море. Таким образом наблюдениями папанинцев были охвачены только лето, осень и начало зимы. За 86-й параллелью станция «Северный полюс» пробыла только четыре месяца. Кроме того, станция «Северный полюс» также находилась в районе сильного постоянного течения. Наконец, станция «Северный полюс» дрейфовала в районе, весьма удаленном от действующих полярных гидрометеорологических станций.

«Седов» в своем дрейфе на север постепенно удалялся от района, насыщенного гидрометеорологическими станциями, и дрейф протекает в районе, где постоянные течения выражены слабо. Эти обстоятельства позволили после соответствующих вычислений и сопоставлений дополнить приведенные выше правила Нансена следующим третьим правилом, а именно:

3. Сплошные льды центральной части Северного Полярного бассейна "при отсутствии постоянных течений и искажающего влияния берегов и рельефа дна дрейфуют под влиянием ветра вдоль изобар, причем таким образом, что центр повышенного давления атмосферы находится на перпендикуляре к линии дрейфа, справа от него.

Правило это настолько точно и логична, что кажется непонятным, почему оно до сих пор не было сформулировано. Действительно, давно уже было установлено, что ветер в высоких широтах северного полушария отклоняется от градиента давления градусов на 50—60 вправо. Еще Нансеном было установлено, что дрейф ледяных полей в центральной Арктике отклоняется от направления-ветра на 30—40 градусов вправо. Отсюда нетрудно подсчитать, что дрейф льдов должен отклоняться от градиента давления приблизительно на 90° вправо, т.е., другими словами, итти приблизительно по изобарам.

Это третье правило практически представляется наиболее важным. Действительно, из всех элементов погоды, наблюдаемых на метеорологических станциях, давление атмосферы является элементом, наименее зависимым от местных условий и потому наиболее надежным для суждения о процессах, развивающихся над большими пространствами земной поверхности. Изучая распределение атмосферного давления в Арктике по декадам, месяцам, сезонам и за год, мы получаем возможность судить о циркуляции льдов в центральной Арктике за избранные промежутки времени и отсюда строить предположения о количестве льдов, выносимых из окраинных морей Советской Арктики в центральный Полярный бассейн, или наоборот. Понятно, насколько этим обстоятельством облегчается служба ледовых предсказаний, играющих такую большую роль для возможности правильного использования Великого Северного морского пути.

***

 Sedov_nizh-04-1939_06.jpg
Мы видели, что благодаря силе Кориолиса размываются берега рек и русла рек соответственно перемещаются. Мы видели также, насколько сильно благодаря той же силе отклоняются от своего естественного направления воздушные и морские течения и, в частности, дрейф льдов. В сущности, всякое движение на Земле подвержено влиянию силы Кориолиса, и если в других случаях указанная сила проявляется в меньшей степени, то это надо объяснить исключительно тем, что тогда влияние силы Кориолиса затушевывается действием других, более мощных сил.

Откуда же берется энергия, вызывающая описанные выше явления?

Ответ на этот вопрос заключается в самом названии силы Кориолиса — отклоняющая сила вращения Земли. Вращение Земли создает эту силу, и необходимая энергия получается за счет энергии этого вращения. Земля как бы сопротивляется всякому движению, возникающему на ее поверхности, и таким образом всякое движение на Земле в конечном итоге сказывается на замедлении ее вращения.

Можем ли мы это заметить? Конечно, нет, так как убыль энергии бесконечно мала по сравнению с величиной самой энергии. Так — Солнце непрестанно излучает во все стороны громадное количество лучистой энергии, и в то же время наши точнейшие приборы не в состоянии заметить малейшего ослабления его деятельности.