Мертвая вода
Мертвая вода — это морской термин, обозначающий явление, которое может возникнуть при сильной вертикальной стратификации плотности из-за солености, температуры или того и другого. Обычно слой пресной или солоноватой воды лежит поверх более плотной соленой воды без смешивания двух слоев. [ 2 ] Это явление часто, но не исключительно, наблюдается во фьордах , где ледниковый сток стекает в соленую воду без особого перемешивания. [ 3 ] Это явление является результатом воздействия энергии на внутренние волны , которые воздействуют на сосуд. Эффект также можно обнаружить на границах плотности между подповерхностными слоями. [ 2 ]
В более известном поверхностном явлении корабль, путешествующий в слое пресной воды глубиной, примерно равной осадке судна, будет тратить энергию на создание и поддержание внутренних волн между слоями. Судно может быть трудно маневрировать или даже затормозить почти до полной остановки и «застрять». Увеличение скорости на несколько узлов может преодолеть этот эффект. [ 4 ] Эксперименты показали, что эффект может быть еще более выраженным в случае, если подводные аппараты сталкиваются с таким расслоением на глубине. [ 2 ]
Явление, долгое время считавшееся «морской сказкой», было впервые описано для науки Фритьофом Нансеном , норвежским исследователем Арктики. Нансен написал следующее со своего корабля «Фрам» в августе 1893 года на архипелаге Норденшельд недалеко от полуострова Таймыр :
Оказавшись в мертвой воде, Фрама словно сдерживала какая-то таинственная сила, и она не всегда отвечала на штурвал. В тихую погоду с легким грузом «Фрам» был способен развивать скорость от 6 до 7 узлов. [ 5 ] В стоячей воде она не могла развивать скорость 1,5 узла. [ 6 ] Мы делали петли на нашем курсе, иногда разворачивались, пробовали всякие ухищрения, чтобы выбраться из него, но безуспешно. [ 7 ]
Опыт Нансена побудил его обратиться к физику и метеорологу Вильгельму Бьеркнесу с просьбой изучить его с научной точки зрения. Бьеркнес поручил своему ученику Вагну Вальфриду Экману провести расследование. Экман, который позже описал эффект, теперь носящий его имя, как спираль Экмана , продемонстрировал, что эффект внутренних волн является причиной мертвой воды. [ 7 ]
Современное исследование, проведенное Университета Пуатье подразделениями , Институтом Pprime CNRS и Лабораторией математики и приложений, показало, что этот эффект обусловлен внутренними волнами, перемещающими судно вперед и назад. Встречаются два типа. Первый, как заметил Нансен, вызывает постоянный аномально медленный прогресс. Второй, типа Экмана, вызывает колебания скорости. Тип Экмана может быть временным и переходить в тип Нансена, когда судно выходит из определенного режима, вызывающего колебательную скорость. Интересная историческая возможность заключается в том, что этот эффект вызвал трудности и потери кораблей Клеопатры в битве при Акциуме в 31 г. до н.э., в которой легенда приписывает потерю реморе (рыбе-присоске), прикрепившейся к корпусам. [ 8 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фудриной, Йохан; Дамбрин, Жюльен; Петку, Мадалина; Пьер, Морган; Руссо, Жермен (08.07.2020). «Двойная природа феноменологии мертвой воды: волнообразующие сопротивления Нансена и Экмана» . Труды Национальной академии наук . 117 (29): 16770–16775. Бибкод : 2020PNAS..11716770F . дои : 10.1073/pnas.1922584117 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 7382212 . ПМИД 32641509 .
- ^ Jump up to: а б с Данилетто, Марко (сентябрь 2018 г.). Бессмертная наука о мертвой воде: влияние внутреннего волнового сопротивления на подводные аппараты (PDF) (Диссертация). Школа последипломного образования военно-морских сил, Монтерей, Калифорния . Проверено 22 сентября 2020 г.
- ^ Хэмблинг, Дэвид (31 августа 2018 г.). «Weatherwatch: из-за «мертвой воды» корабли кажутся мертвыми в воде» . Хранитель . Проверено 18 сентября 2020 г.
- ^ Американский практический навигатор . Вашингтон, округ Колумбия: Национальное агентство геопространственной разведки. 2019. с. 598.
- ^ От 6 до 7 узлов (от 11,1 до 13,0 км / ч; от 6,9 до 8,1 миль в час)
- ^ 1,5 узла (2,8 км/ч; 1,7 миль в час)
- ^ Jump up to: а б Уокер, Дж. М. (июнь 1991 г.). «Крайний север, Мертвая вода и спираль Экмана» . Погода . 46 (6): 158–164. дои : 10.1002/j.1477-8696.1991.tb05733.x . Проверено 22 сентября 2020 г.
- ^ «Ученые нашли разгадку загадочного эффекта «мертвой воды», который останавливает корабль» . Неделя . 15 июля 2020 г. . Проверено 18 сентября 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Короткометражный фильм, демонстрирующий это явление с помощью модели
- Описание Мертвой воды
- Объяснение мертвой воды
- Новая статья учёного
- «Мертвая вода» Британская онлайн-энциклопедия. 3 декабря 2009 г.
 | Эта гидродинамике статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |