Ледяной толчок

Ледяной толчок (также известный как припай , ледяная волна, толчок льда, пучение льда, нагромождение льда на береговой линии , нагромождение льда, ледяной напор , ледяное цунами , ^[1] ледяной накат , или иву по -инупиатски ) — выброс льда из океана или большого озера на берег . ^[2]Ледяные толчки вызываются океанскими течениями , сильными ветрами или перепадами температур, выталкивающими лед на берег. ^[3] создание свай высотой до 12 метров (40 футов). Ледяные толчки могут быть вызваны колебаниями температуры, действием ветра или изменением уровня воды. ^[3] и может нанести ущерб прибрежным арктическим общинам. Циклическое изменение климата также будет играть роль в формировании и частоте ледоходов; Повышение глобальной температуры приводит к увеличению количества открытой воды, способствующей движению льда. Системы низкого давления дестабилизируют ледяные щиты и отправят их к берегу. ^[1] Также называемый «припаем», он является важным компонентом системы прибрежного морского льда, включая динамику отложений. Арктические народы используют эти ледяные толчки для путешествий и охоты. Кольчатая нерпа , важная добыча белых медведей, специально приспособлена для создания дыхательных отверстий в ледяных толпах, в которых отсутствуют те отверстия, которые обычно используются морскими млекопитающими в дрейфующих пакетах льда. Тот факт, что кольчатая нерпа уникально приспособлена к использованию ледяных толчков в качестве дыхательных отверстий, а белые медведи приспособились к такому поведению во время охоты, а также тот факт, что у инупиатов есть особый термин для обозначения этого явления, указывает на то, что ледяные толчки являются регулярным и продолжающимся явлением в Арктике. ^[4]

Причины

Колебания температуры

При понижении температуры лед сжимается и образует трещины под напряжением; вода затем просачивается в эти трещины напряжения и замерзает. Когда температура повышается, ледяной щит расширяется. Эта последовательность событий происходит циклически, пока общий ледниковый покров не значительно расширится. Если этот ледяной покров соприкасается с береговой линией, он может оказывать на сушу значительную силу, вызывая смещение берегового материала. ^[3] Когда колебания температуры достаточно резкие, сокращение ледяного покрова отходит достаточно далеко от берега, образуя водную полосу; например, падение температуры с 0 ° C до -20 ° C приводит к уменьшению объема ледяного покрова длиной 1,5 км на 11%. ^[3] Эта полоса воды впоследствии замерзает. Когда температура повышается с достаточной скоростью (~ 1 °C/час в течение более 5 часов), ледяной щит расширяется на сушу. ^[3] Важен также физический состав самого льда; Лед, образовавшийся из пропитанного водой снега, известный как белый лед, препятствует процессу термического расширения льда, поскольку его альбедо выше, чем у других форм льда, что приводит к более низкой теплопроводности . Чтобы создать условия, способствующие тепловому расширению льда и, в свою очередь, ледяным толчкам, лед должен быть восприимчивым к изменению температуры, что делает черный лед более подходящим для образования ледяных толчков. ^[3]

Действие ветра

Поскольку суша нагревается быстрее, чем лед, и передает тепло соседнему льду, при повышении температуры первым тает лед, ближайший к берегу. ^[3] Тогда между ледниковым щитом и береговой линией существует вода, облегчающая движение ледяных щитов под действием ветра. Открытый канал воды позволяет снизить силы сопротивления на ледяном покрове, увеличивая вероятность возникновения ледяного толчка. ^[1] Направление ветра в конечном итоге направляет движение ледяного толчка. Эффективность ветра как движущей силы движения льда зависит от множества факторов, включая размер и форму водоема и силу ветра. Большие, широко открытые водоемы имеют большую площадь поверхности, на которую может воздействовать ветер, по сравнению с меньшими, защищенными водоемами. Постоянные, высокоскоростные ветры прилагают больше силы, чем более медленные порывы ветра, что делает их оптимальными для вытеснения ледяных щитов на берег. ^[3]

Колебания уровня воды

Падение уровня воды вызывает изгибающую силу между льдом, который уже прорвался к берегу, и льдом, плавающим непосредственно в море. Эта изгибающая сила вызывает трещины во льду, куда вода может просочиться и замерзнуть. Когда уровень воды снова поднимается, лед испытывает силы сжатия , которые впоследствии выталкивают его на сушу. Этот механизм сравним с описанным выше процессом теплового расширения . ^[3]

Воздействие на арктические сообщества

Арктические сообщества могут пострадать от ледяных толчков. Ледовые толчки обычно происходят вдоль Чукотского моря, том числе в Уэйнрайте на Аляске и в Барроу в на Аляске . ^[5] Исследования показали, что образование припая начинается позже и раньше разрушается в Чукотском морях и морях Бофорта . Увеличение количества дней на открытой воде увеличивает вероятность разрушительных прибрежных явлений, таких как ледоходы в этих регионах. Некоторые называют их «ледяными цунами ». ^[6] но это явление работает как айсберг . ^[7] Свидетели описали звук толчка как звук поезда или грома . ^[2]^[8]^[9]^[6] Ледяные толчки могут повредить здания и растения, находящиеся рядом с водоемом. ^[2]^[6]^[8]^[9]^[10]

Арктический лед и изменение климата

Упрощенная блок-схема, показывающая влияние сокращения морского льда в Арктике на частоту ледоходов. Регулярные линии научно обоснованы. Отмеченные линии подлежат открытому исследованию или обоснованным предположениям.

Как описано выше, ледовые отталкивания происходят из-за деформации припая, льда, прикрепленного к берегу. Припай растет либо локально, либо за счет слияния с дрейфующим льдом . В Арктике Трансполярный дрейфующий поток и круговорот Бофорта перенос морского льда в основном ответственен за . В круговороте Бофорта перенос поверхностного льда направлен на запад, к побережью Аляски, и, следовательно, является движущей силой роста припая. ^[11] В последние десятилетия сокращение ледового покрова Арктики . наблюдается ^[12]^[13] Припай образуется позже и отходит раньше, что приводит к увеличению количества дней на открытой воде. Открытые воды приводят к более длительному порыву ветра , который, в свою очередь, вызывает более энергичные волны вблизи прибрежных зон, увеличивая эрозию припая. ^[13]^[14] Утрата морского льда напрямую приводит к снижению альбедо поверхности и, следовательно, к повышению температуры в Арктике. ^[1]^[14] Эти процессы, связанные с изменением климата, могут привести к увеличению частоты ледоходов.

Ледовые толчки обычно происходят поздней осенью или ранней весной, когда лед относительно нестабилен из-за более высоких температур. ^[1] Они также могут произойти в середине зимы, как показал ледовый толчок в 2016 году на мысе Эспенберг , Аляска . ^[1] Сильная область низкого давления создала благоприятные условия для ледового толчка. Ледовые толчки все еще могут происходить, когда в Арктике летом нет льда, что, как показывают исследования, может происходить время от времени уже в 2050 году. ^[15] В случае отсутствия в будущем сокращения выбросов углекислого газа предполагается, что арктические зимы безо льда также возможны. ^[15] потенциально это может привести к уменьшению случаев арктического ледохода в те годы. Однако эти временные изменения и их влияние на ледоходы все еще являются предметом обсуждения. Именно это во многом зависит от места и времени наступления безледной обстановки.

Ледяные толчки происходят не только в полярных широтах; они также встречаются в высоких средних широтах . Если более продолжительное похолодание, которое часто связано с полярным вихрем , позволяет льду расти локально в более крупном водоеме, за которым последует внезапное потепление и сильные ветры, ледяные толчки могут возникнуть таким же образом, как и в арктических регионах. Уменьшение морского льда в Арктике также связано с замедлением Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC) из-за аномалий пресной воды и температуры. ^[16] Из-за сложного взаимодействия океана и атмосферы это может привести к повышению штормовой активности в средних широтах. Это изменение потенциально может создать более благоприятные условия для возникновения событий ледового отталкивания в средних широтах, хотя никаких исследований по этому вопросу не проводилось.

См. также

Поддомкрачивание льда - структурные повреждения, вызванные замерзающей водой.
Морозное пучение - набухание почвы вверх при замерзании.
Всплеск (ледник) - событие, при котором ледник может существенно наступить.

Внешние ссылки

Ледяное цунами

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Богардус, Рейс; Майо, Кристофер; Мейсон, Оуэн; Бюзард, Ричард; Махони, Эндрю; де Вит, Кэри (2020). «Прорыв припаяного морского льда в середине зимы и сильный шторм привели к значительному ледовому толчку вдоль побережья Чукотского моря» . Границы в науках о Земле . 8 : 344. Бибкод : 2020FrEaS...8..344B . дои : 10.3389/feart.2020.00344 . ISSN 2296-6463 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Доран, Чад. «Ледяные толчки наносят ущерб береговой линии озера Виннебаго» . ВЛУК-ТВ . Архивировано из оригинала 26 января 2013 года . Проверено 21 января 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Дионн, Жан-Клод (1979). «Ледовая активность в озерной среде. Обзор с особым упором на субарктический Квебек, Канада» . Обзоры наук о Земле . 15 (3): 185–212. Бибкод : 1979ESRv...15..185D . дои : 10.1016/0012-8252(79)90082-5 . ISSN 0012-8252 .
^ ученый.google.com
^ Махони, Эндрю; Эйкен, Хаджо; Шапиро, Льюис; Гренфелл, Том С. (2004). «Движение льда и движущие силы во время весеннего ледохода на Чукотском побережье Аляски» . Журнал гляциологии . 50 (169): 195–207. Бибкод : 2004JGlac..50..195M . дои : 10.3189/172756504781830141 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Все учтено (24 апреля 2013 г.). « Ледяной толчок» повредил некоторые дома в Манитобе и не подлежит восстановлению» . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР . Проверено 15 мая 2013 г.
^ « Ледяные цунами захлестывают дома» . CNN.com. 13 мая 2013 года . Проверено 15 мая 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Ветры вызывают беспокойство в общине Манитобы, пострадавшей от ледяной стены» . Новости ЦБК . 13 мая 2013 года . Проверено 15 мая 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Стена льда разрушает дома и коттеджи Манитобы» . Новости ЦБК . 11 мая 2013 года . Проверено 15 мая 2013 г.
^ «Ледяное цунами... Ледник, похожий на лед, движется по озеру Милл-Лакс, повреждая дома, Миннесота» . Ютуб . Архивировано из оригинала 19 декабря 2021 г. Проверено 8 сентября 2014 г.
^ Уикс, ВФ (2010). На морском льду . WD, III Хиблер. Фэрбенкс: Издательство Университета Аляски. п. 30. ISBN 978-1-60223-101-6 . OCLC 643302511 .
^ Серрез, Марк К.; Мейер, Уолтер Н. (2019). «Морской ледяной покров Арктики: тенденции, изменчивость, предсказуемость и сравнение с Антарктикой». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1436 (1): 36–53. Бибкод : 2019NYASA1436...36S . дои : 10.1111/nyas.13856 . ISSN 1749-6632 . ПМИД 29806697 . S2CID 44077118 .
^ Jump up to: ^а ^б Фаркухарсон, Л.М.; Манн, Д.Х.; Суонсон, Дания; Джонс, Б.М.; Бузард, РМ; Джордан, JW (октябрь 2018 г.). «Временная и пространственная изменчивость реакции береговой линии на сокращение морского льда на северо-западе Аляски» . Морская геология . 404 : 71–83. Бибкод : 2018МГеол.404...71Ф . дои : 10.1016/j.margeo.2018.07.007 . ISSN 0025-3227 .
^ Jump up to: ^а ^б Асплин, Мэтью Г.; Галли, Райан; Барбер, Дэвид Г.; Принсенберг, Саймон (июнь 2016 г.). «Разрушение летнего многолетнего морского льда океанским волнением в результате арктических штормов» . Журнал геофизических исследований: Океаны . 117 (С6): н/д. дои : 10.1029/2011jc007221 . ISSN 0148-0227 .
^ Jump up to: ^а ^б «Моделирование предполагает отсутствие ледникового арктического лета к 2050 году» . Климатическое бюро ЕКА . Проверено 17 мая 2021 г.
^ Севеллек, Флориан; Федоров Алексей Владимирович; Лю, Вэй (31 июля 2017 г.). «Уменьшение количества морского льда в Арктике ослабляет Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию» . Природа Изменение климата . 7 (8): 604–610. Бибкод : 2017NatCC...7..604S . дои : 10.1038/nclimate3353 . ISSN 1758-678X .

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Богардус, Рейс; Майо, Кристофер; Мейсон, Оуэн; Бюзард, Ричард; Махони, Эндрю; де Вит, Кэри (2020). «Прорыв припаяного морского льда в середине зимы и сильный шторм привели к значительному ледовому толчку вдоль побережья Чукотского моря» . Границы в науках о Земле . 8 : 344. Бибкод : 2020FrEaS...8..344B . дои : 10.3389/feart.2020.00344 . ISSN 2296-6463 .

[WLUK-2] Jump up to: ^а ^б ^с Доран, Чад. «Ледяные толчки наносят ущерб береговой линии озера Виннебаго» . ВЛУК-ТВ . Архивировано из оригинала 26 января 2013 года . Проверено 21 января 2013 г.

[:1-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Дионн, Жан-Клод (1979). «Ледовая активность в озерной среде. Обзор с особым упором на субарктический Квебек, Канада» . Обзоры наук о Земле . 15 (3): 185–212. Бибкод : 1979ESRv...15..185D . дои : 10.1016/0012-8252(79)90082-5 . ISSN 0012-8252 .

[4] ученый.google.com

[5] Махони, Эндрю; Эйкен, Хаджо; Шапиро, Льюис; Гренфелл, Том С. (2004). «Движение льда и движущие силы во время весеннего ледохода на Чукотском побережье Аляски» . Журнал гляциологии . 50 (169): 195–207. Бибкод : 2004JGlac..50..195M . дои : 10.3189/172756504781830141 .

[npr-6] Jump up to: ^а ^б ^с Все учтено (24 апреля 2013 г.). « Ледяной толчок» повредил некоторые дома в Манитобе и не подлежит восстановлению» . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР . Проверено 15 мая 2013 г.

[7] « Ледяные цунами захлестывают дома» . CNN.com. 13 мая 2013 года . Проверено 15 мая 2013 г.

[cbc-2013-05-13-8] Jump up to: ^а ^б «Ветры вызывают беспокойство в общине Манитобы, пострадавшей от ледяной стены» . Новости ЦБК . 13 мая 2013 года . Проверено 15 мая 2013 г.

[cbc-2013-05-10-9] Jump up to: ^а ^б «Стена льда разрушает дома и коттеджи Манитобы» . Новости ЦБК . 11 мая 2013 года . Проверено 15 мая 2013 г.

[10] «Ледяное цунами... Ледник, похожий на лед, движется по озеру Милл-Лакс, повреждая дома, Миннесота» . Ютуб . Архивировано из оригинала 19 декабря 2021 г. Проверено 8 сентября 2014 г.

[11] Уикс, ВФ (2010). На морском льду . WD, III Хиблер. Фэрбенкс: Издательство Университета Аляски. п. 30. ISBN 978-1-60223-101-6 . OCLC 643302511 .

[12] Серрез, Марк К.; Мейер, Уолтер Н. (2019). «Морской ледяной покров Арктики: тенденции, изменчивость, предсказуемость и сравнение с Антарктикой». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1436 (1): 36–53. Бибкод : 2019NYASA1436...36S . дои : 10.1111/nyas.13856 . ISSN 1749-6632 . ПМИД 29806697 . S2CID 44077118 .

[:2-13] Jump up to: ^а ^б Фаркухарсон, Л.М.; Манн, Д.Х.; Суонсон, Дания; Джонс, Б.М.; Бузард, РМ; Джордан, JW (октябрь 2018 г.). «Временная и пространственная изменчивость реакции береговой линии на сокращение морского льда на северо-западе Аляски» . Морская геология . 404 : 71–83. Бибкод : 2018МГеол.404...71Ф . дои : 10.1016/j.margeo.2018.07.007 . ISSN 0025-3227 .

[:3-14] Jump up to: ^а ^б Асплин, Мэтью Г.; Галли, Райан; Барбер, Дэвид Г.; Принсенберг, Саймон (июнь 2016 г.). «Разрушение летнего многолетнего морского льда океанским волнением в результате арктических штормов» . Журнал геофизических исследований: Океаны . 117 (С6): н/д. дои : 10.1029/2011jc007221 . ISSN 0148-0227 .

[:4-15] Jump up to: ^а ^б «Моделирование предполагает отсутствие ледникового арктического лета к 2050 году» . Климатическое бюро ЕКА . Проверено 17 мая 2021 г.

[16] Севеллек, Флориан; Федоров Алексей Владимирович; Лю, Вэй (31 июля 2017 г.). «Уменьшение количества морского льда в Арктике ослабляет Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию» . Природа Изменение климата . 7 (8): 604–610. Бибкод : 2017NatCC...7..604S . дои : 10.1038/nclimate3353 . ISSN 1758-678X .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]