Përmbledhja e mësimit mbi botën përreth me temën "Oqeani Arktik". A dimë gjithçka për vetitë e akullit? Si t'i shpjegoni një fëmije proceset komplekse fizike
Të gjithë e dinë se akulli është ujë i ngrirë, ose më saktë, është në një gjendje të ngurtë grumbullimi. Por Pse akulli nuk fundoset në ujë, por noton në sipërfaqen e tij?
Uji është një substancë e pazakontë me veti të rralla, madje edhe anormale. Në natyrë, shumica e substancave zgjerohen kur nxehen dhe tkurren kur ftohen. Për shembull, merkuri në një termometër ngrihet përmes një tubi të ngushtë dhe tregon një rritje të temperaturës. Për shkak se merkuri ngrin në -39ºC, nuk është i përshtatshëm për termometra që përdoren në mjedise me temperaturë të ashpër.
Uji gjithashtu zgjerohet kur nxehet dhe tkurret kur ftohet. Megjithatë, në diapazonin e ftohjes nga afërsisht +4 ºC në 0 ºC ai zgjerohet. Kjo është arsyeja pse tubat e ujit mund të shpërthejnë në dimër nëse uji në to ka ngrirë dhe janë formuar masa të mëdha akulli. Presioni i akullit në muret e tubit është i mjaftueshëm për të shkaktuar plasjen e tyre.
Zgjerimi i ujit
Meqenëse uji zgjerohet kur ftohet, dendësia e akullit (d.m.th. forma e tij e ngurtë) është më e vogël se ajo e ujit të lëngshëm. Me fjalë të tjera, një vëllim i caktuar akulli peshon më pak se i njëjti vëllim uji. Kjo reflektohet nga formula m = ρV, ku V është vëllimi i trupit, m është masa e trupit, ρ është dendësia e substancës. Ekziston një marrëdhënie në përpjesëtim të zhdrejtë midis densitetit dhe vëllimit (V = m/ρ), d.m.th., me rritjen e vëllimit (ndërsa uji ftohet), e njëjta masë do të ketë një densitet më të ulët. Kjo veti e ujit çon në formimin e akullit në sipërfaqen e rezervuarëve - pellgje dhe liqene.
Le të supozojmë se dendësia e ujit është 1. Atëherë akulli do të ketë një dendësi prej 0,91. Falë kësaj figure, ne mund të zbulojmë trashësinë e flokut të akullit që noton në ujë. Për shembull, nëse një tufë akulli ka një lartësi mbi ujin 2 cm, atëherë mund të konkludojmë se shtresa e saj nënujore është 9 herë më e trashë (d.m.th. 18 cm), dhe trashësia e të gjithë flotës së akullit është 20 cm.
Në zonën e Poleve Veriore dhe Jugore të Tokës, uji ngrin dhe formon ajsbergë. Disa nga këto male akulli lundruese janë të mëdha. Ajsbergu më i madh i njohur nga njeriu konsiderohet të jetë me një sipërfaqe prej 31,000 metrash katrorë. kilometra, e cila u zbulua në vitin 1956 në Oqeanin Paqësor.
Si e rrit volumin uji në gjendje të ngurtë? Duke ndryshuar strukturën e tij. Shkencëtarët kanë vërtetuar se akulli ka një strukturë të hapur me zgavra dhe zbrazëtira, të cilat, kur shkrihen, mbushen me molekula uji.
Përvoja tregon se pika e ngrirjes së ujit zvogëlohet me rritjen e presionit me afërsisht një shkallë për çdo 130 atmosfera.
Dihet se në oqeanet në thellësi të mëdha temperatura e ujit është nën 0 ºС, dhe megjithatë nuk ngrin. Kjo shpjegohet me presionin e krijuar nga shtresat e sipërme të ujit. Një shtresë uji shtyp një kilometër me një forcë prej rreth 100 atmosferash.
Krahasimi i dendësisë së ujit dhe akullit
A mund të jetë dendësia e ujit më pak se dendësia e akullit dhe a do të thotë kjo se ai do të mbytet në të? Përgjigja për këtë pyetje është pohuese, e cila është e lehtë të vërtetohet me eksperimentin e mëposhtëm.
Le të marrim nga ngrirja, ku temperatura është -5 ºС, një copë akulli sa një e treta e gotës ose pak më shumë. Le ta vendosim në një kovë me ujë në një temperaturë prej +20 ºС. Çfarë po vëzhgojmë? Akulli zhytet shpejt dhe fundoset, duke filluar gradualisht të shkrihet. Kjo ndodh sepse uji në një temperaturë prej +20 ºС ka një densitet më të ulët në krahasim me akullin në një temperaturë prej -5 ºС.
Ka modifikime të akullit (në temperatura dhe presione të larta), të cilat, për shkak të densitetit më të madh, do të zhyten në ujë. Po flasim për të ashtuquajturin akull "të rëndë" - deuterium dhe tritium (të ngopur me hidrogjen të rëndë dhe super të rëndë). Pavarësisht pranisë së të njëjtave zbrazëtira si në akullin protium, ai do të zhytet në ujë. Ndryshe nga akulli "i rëndë", akulli i protiumit është i lirë nga izotopet e rënda të hidrogjenit dhe përmban 16 miligramë kalcium për litër lëng. Procesi i përgatitjes së tij përfshin pastrimin nga papastërtitë e dëmshme me 80%, për shkak të të cilit uji protium konsiderohet më optimali për jetën e njeriut.
Kuptimi në natyrë
Fakti që akulli noton në sipërfaqen e trupave ujorë luan një rol të rëndësishëm në natyrë. Nëse uji nuk do ta kishte këtë veti dhe akulli do të zhytej në fund, kjo do të çonte në ngrirjen e të gjithë rezervuarit dhe, si rezultat, në vdekjen e organizmave të gjallë që banojnë në të.
Kur ndodh moti i ftohtë, së pari në temperaturat mbi +4 ºС, uji më i ftohtë nga sipërfaqja e rezervuarit fundoset dhe uji i ngrohtë (më i lehtë) ngrihet. Ky proces quhet qarkullim vertikal (përzierje) i ujit. Kur arrin +4 ºС në të gjithë rezervuarin, ky proces ndalon, pasi nga sipërfaqja uji tashmë në +3 ºС bëhet më i lehtë se ai që është më poshtë. Uji zgjerohet (vëllimi i tij rritet me afërsisht 10%) dhe densiteti i tij zvogëlohet. Si pasojë e faktit që shtresa më e ftohtë është sipër, uji ngrin në sipërfaqe dhe shfaqet një mbulesë akulli. Për shkak të strukturës së tij kristalore, akulli ka përçueshmëri të dobët termike, që do të thotë se ruan nxehtësinë. Shtresa e akullit vepron si një lloj izoluesi i nxehtësisë. Dhe uji nën akull ruan nxehtësinë e tij. Falë vetive termoizoluese të akullit, transferimi i "të ftohtit" në shtresat e poshtme të ujit zvogëlohet ndjeshëm. Prandaj, të paktën një shtresë e hollë uji mbetet pothuajse gjithmonë në fund të një rezervuari, gjë që është jashtëzakonisht e rëndësishme për jetën e banorëve të saj.
Kështu, +4 ºС - temperatura e densitetit maksimal të ujit - është temperatura e mbijetesës së organizmave të gjallë në një rezervuar.
Përdorni në jetën e përditshme
Më sipër u përmend mundësia e plasjes së tubave të ujit kur uji ngrin. Për të shmangur dëmtimin e sistemit të furnizimit me ujë në temperatura të ulëta, nuk duhet të ketë ndërprerje në furnizimin me ujë të ngrohtë që rrjedh nëpër tubacionet e ngrohjes. Një automjet është i ekspozuar ndaj një rreziku të ngjashëm nëse uji lihet në radiator në mot të ftohtë.
Tani le të flasim për anën e këndshme të vetive unike të ujit. Patinazhi në akull është argëtim i madh për fëmijët dhe të rriturit. A keni menduar ndonjëherë pse akulli është kaq i rrëshqitshëm? Për shembull, xhami është gjithashtu i rrëshqitshëm, dhe gjithashtu më i lëmuar dhe më tërheqës se akulli. Por patina nuk rrëshqasin mbi të. Vetëm akulli ka një veti kaq specifike të lezetshme.
Fakti është se nën peshën e peshës sonë ka presion në tehun e hollë të patina, e cila, nga ana tjetër, shkakton presion mbi akullin dhe shkrirjen e tij. Në këtë rast, formohet një film i hollë uji, kundër të cilit tehu i çelikut të patinave rrëshqet.
Dallimi në ngrirjen e dyllit dhe ujit
Eksperimentet tregojnë se sipërfaqja e një kubi akulli formon një fryrje të caktuar. Kjo për faktin se ngrirja në mes ndodh e fundit. Dhe duke u zgjeruar gjatë kalimit në një gjendje të ngurtë, kjo fryrje rritet edhe më shumë. Kjo mund të kundërshtohet nga ngurtësimi i dyllit, i cili, përkundrazi, formon një depresion. Kjo shpjegohet me faktin se dylli kontraktohet pasi kthehet në një gjendje të fortë. Lëngjet që kontraktohen në mënyrë uniforme kur ngrihen formojnë një sipërfaqe disi konkave.
Për të ngrirë ujin, nuk mjafton të ftohet deri në pikën e ngrirjes prej 0 ºC, kjo temperaturë duhet mbajtur përmes ftohjes së vazhdueshme.
Uji i përzier me kripë
Shtimi i kripës së tryezës në ujë ul pikën e ngrirjes së tij. Është për këtë arsye që rrugët spërkaten me kripë në dimër. Uji i kripur ngrin në -8°C e më poshtë, kështu që derisa temperatura të bjerë të paktën në këtë pikë, ngrirja nuk ndodh.
Përzierja e kripës me akull përdoret ndonjëherë si një "përzierje ftohëse" për eksperimente me temperaturë të ulët. Kur akulli shkrihet, ai thith nxehtësinë latente të nevojshme për transformimin nga rrethina, duke e ftohur atë. Kjo thith aq shumë nxehtësi saqë temperatura mund të bjerë nën -15 °C.
Tretës universal
Uji i pastër (formula molekulare H 2 0) nuk ka ngjyrë, nuk ka shije, nuk ka erë. Molekula e ujit përbëhet nga hidrogjeni dhe oksigjeni. Kur substanca të tjera (të tretshme dhe të patretshme në ujë) futen në ujë, ai ndotet, prandaj nuk ka ujë absolutisht të pastër në natyrë. Të gjitha substancat që ndodhin në natyrë mund të treten në ujë në shkallë të ndryshme. Kjo përcaktohet nga vetitë e tyre unike - tretshmëria në ujë. Prandaj, uji konsiderohet një "tretës universal".
Garantues i temperaturës së qëndrueshme të ajrit
Uji nxehet ngadalë për shkak të kapacitetit të tij të lartë të nxehtësisë, por, megjithatë, procesi i ftohjes ndodh shumë më ngadalë. Kjo bën të mundur që oqeanet dhe detet të grumbullojnë nxehtësi gjatë verës. Lëshimi i nxehtësisë ndodh në dimër, për shkak të të cilit nuk ka ndryshim të mprehtë të temperaturës së ajrit në territorin e planetit tonë gjatë gjithë vitit. Oqeanet dhe detet janë akumuluesi origjinal dhe natyror i nxehtësisë në Tokë.
Tensioni sipërfaqësor
konkluzioni
Fakti që akulli nuk fundoset, por noton në sipërfaqe, shpjegohet me dendësinë e tij më të ulët në krahasim me ujin (dendësia specifike e ujit është 1000 kg/m³, e akullit - rreth 917 kg/m³). Kjo tezë është e vërtetë jo vetëm për akullin, por edhe për çdo trup tjetër fizik. Për shembull, dendësia e një varke letre ose e një gjetheje vjeshte është shumë më e ulët se dendësia e ujit, gjë që siguron lëvizjen e tyre.
Megjithatë, vetia e ujit për të pasur një densitet më të ulët në gjendje të ngurtë është shumë e rrallë në natyrë, një përjashtim nga rregulli i përgjithshëm. Vetëm metali dhe giza (një aliazh i hekurit metalik dhe karbonit jometal) kanë veti të ngjashme.
Fëmijët e vegjël shumë shpesh bëjnë pyetje interesante për të rriturit dhe ata nuk mund t'u përgjigjen gjithmonë menjëherë. Për të mos u dukur budalla për fëmijën tuaj, ju rekomandojmë që të njiheni me një përgjigje të plotë dhe të detajuar, të bazuar mirë në lidhje me lëvizjen e akullit. Në fund të fundit, noton, jo mbytet. Pse po ndodh kjo?
Si t'i shpjegoni një fëmije proceset komplekse fizike?
Gjëja e parë që ju vjen në mendje është dendësia. Po, në fakt, akulli noton sepse është më pak i dendur se . Por si t'i shpjegojmë një fëmije se çfarë është dendësia? Askush nuk është i detyruar t'i tregojë atij kurrikulën e shkollës, por është shumë e mundur t'i përmbledhësh të gjitha në atë që është. Në fund të fundit, në fakt, i njëjti vëllim uji dhe akulli ka pesha të ndryshme. Nëse e studiojmë problemin në mënyrë më të detajuar, mund të shprehim edhe disa arsye të tjera përveç densitetit.
jo vetëm sepse dendësia e reduktuar e pengon atë të zhytet më poshtë. Arsyeja është gjithashtu se flluska të vogla ajri janë ngrirë në akull. Ata gjithashtu zvogëlojnë densitetin, dhe për këtë arsye, në përgjithësi, rezulton se pesha e pllakës së akullit bëhet edhe më pak. Kur akulli zgjerohet, ai nuk merr më shumë ajër, por të gjitha ato flluska që janë tashmë brenda kësaj shtrese mbeten aty derisa akulli të fillojë të shkrihet ose të sublimohet.
Kryerja e një eksperimenti mbi forcën e zgjerimit të ujit
Por si mund të vërtetoni se akulli në të vërtetë po zgjerohet? Në fund të fundit, uji gjithashtu mund të zgjerohet, kështu që si mund të vërtetohet kjo në kushte artificiale? Ju mund të bëni një eksperiment interesant dhe shumë të thjeshtë. Për ta bërë këtë do t'ju duhet një filxhan plastike ose kartoni dhe ujë. Sasia nuk duhet të jetë e madhe, nuk keni nevojë të mbushni gotën deri në buzë. Gjithashtu, në mënyrë ideale ju nevojitet një temperaturë prej rreth -8 gradë ose më e ulët. Nëse temperatura është shumë e lartë, përvoja do të zgjasë në mënyrë të paarsyeshme gjatë.
Pra, uji derdhet brenda, duhet të presim që të formohet akulli. Meqenëse kemi zgjedhur temperaturën optimale në të cilën një vëllim i vogël lëngu do të shndërrohet në akull brenda dy deri në tre orë, ju mund të shkoni me siguri në shtëpi dhe të prisni. Duhet të prisni derisa i gjithë uji të kthehet në akull. Pas ca kohësh shikojmë rezultatin. Një filxhan që është i deformuar ose i grisur nga akulli është i garantuar. Në një temperaturë më të ulët, efektet duken më mbresëlënëse dhe vetë eksperimenti kërkon më pak kohë.
Pasojat negative
Rezulton se një eksperiment i thjeshtë konfirmon se blloqet e akullit me të vërtetë zgjerohen kur temperatura ulet, dhe vëllimi i ujit rritet lehtësisht kur ngrihet. Si rregull, kjo veçori shkakton shumë probleme për njerëzit që harrojnë: një shishe shampanjë e lënë në ballkon për një kohë të gjatë në natën e Vitit të Ri prishet për shkak të ekspozimit ndaj akullit. Meqenëse forca e zgjerimit është shumë e madhe, ajo nuk mund të ndikohet në asnjë mënyrë. Epo, sa i përket lëvizjes së blloqeve të akullit, këtu nuk ka asgjë për të provuar. Më kureshtarët mund të kryejnë lehtësisht një eksperiment të ngjashëm në pranverë ose në vjeshtë vetë, duke u përpjekur të mbysin copa akulli në një pellg të madh.
Pothuajse një e dhjeta e sipërfaqes së tokës është e mbuluar përgjithmonë me akull. Rreth 90 për qind e kësaj sasie vjen nga shtresat e akullit të Antarktidës dhe Grenlandës. 10 për qind e mbetur "i përkasin" akullnajave malore. Është interesante se mbulesa e Antarktidës është 1.5 herë më e madhe se ajo e Shteteve të Bashkuara dhe ka 9 herë më shumë akull këtu sesa në hapësirat e akullta të Grenlandës.
Banorët e rajoneve veriore përdorin akullin si ujë të pijshëm. Është interesante se kur uji i detit ngrin, ai përmban përmbajtje minimale të kripës. Prandaj, akulli i shkrirë mund të përdoret edhe nga banorët e ishujve të detit verior ose rajoneve polare, për shembull eskimezët.
Natyrisht, në rajonet veriore, ku nuk ka pyje, akulli gjen edhe përdorimin e dytë - për ndërtimin e shtëpive. Nga jashtë, një banesë e tillë (ato quhen një igloo) i ngjan një tas gjysmësferik të kthyer përmbys. Është bërë nga blloqe të mëdha akulli. Ata hyjnë në igloo përmes një zgjatimi të vogël - një tendë. Akulli ka një përçueshmëri termike mjaft të ulët, dhe për këtë arsye pjesa e brendshme e igloos shpejt bëhet më e ngrohtë se pjesa e jashtme.
Eksploruesit e Arktikut, të cilët ishin të parët që panë kasolle të tilla akulli, u befasuan që me një acar prej tridhjetë gradë jashtë, temperatura brenda igloo ishte rreth zero. Igloos ishin të zakonshme në mesin e eskimezëve të Amerikës së Veriut dhe Grenlandës.
Duke përdorur banesa të tilla, eskimezët mund të udhëtonin lirshëm në distanca të gjata nëpër akull ndërsa gjuanin. Përvoja e eskimezëve u adoptua nga shkencëtarët që punonin në stacionet polare. Tashmë në stacionin e parë të Polit të Veriut, një stacion radio ishte instaluar në shtëpinë e akullit.
Studimi i akullit është shumë i rëndësishëm: akulli fosil i ruajtur në akullnajat e maleve të larta dhe në thellësitë e Antarktidës përbëjnë një lloj kronike të epokave të largëta. Mosha e tyre është qindra mijëra vjet.
Fakti është se bora që bie në sipërfaqen e akullnajës gradualisht shndërrohet në akull të lirshëm, të grimcuar me shumë ajër. Gradualisht, bredhi bëhet më i dendur dhe formon akull, në të cilin mbeten flluska të vogla. Shkencëtarët i nxjerrin ato duke shpuar në akullnajë dhe i studiojnë në laboratorë.
Duke analizuar ajrin e së kaluarës së largët, shkencëtarët mësojnë se si ishte moti në Tokë, nga frynin erërat dhe çfarë lloj pluhuri mbanin me vete. Ishte nga akulli fosil që shkencëtarët mësuan se nuk kishte një, por dy akullnaja të mëdha në Tokë dhe se ato ndodhën gjatë 220 mijë viteve të fundit.
Si shndërrohet uji në akull?
Le të shohim se si uji në një pellg shndërrohet në akull. Ndërsa ajri ftohet, ftohet shtresa e sipërme e ujit. Shtresa e sipërme e ftohtë e ujit bëhet më e rëndë se shtresat e poshtme të ngrohta dhe zhytet. Ky proces vazhdon derisa i gjithë uji i pellgut të ftohet në një temperaturë prej rreth 4°C.
Por temperatura e ajrit po bie! Kur shtresat e sipërme të ujit ftohen në një temperaturë nën 4°C, ato mbeten në sipërfaqe. Fakti është se uji, i ftohur në një temperaturë nën 4 ° C, në thelb bëhet më i lehtë!
Pra, shtresat e sipërme të ujit janë gati për të ngrirë. Kur temperatura mbetet në ose nën pikën e ngrirjes prej 0°C, fillojnë të formohen kristale të vogla.
Çdo kristal i tillë ka gjashtë rreze. Kur bashkohen, formojnë akull dhe së shpejti një kore akulli formohet në sipërfaqen e ujit. Ndonjëherë akulli është transparent, ndonjëherë jo. Pse? Fakti është se kur pikat e ujit ngrijnë, flluska të vogla ajri lëshohen. Ata ngjiten në rrezet e kristaleve të akullit. Sa më shumë kristale akulli të formohen, aq më shumë flluska ajri ka - ky është akulli i errët.
Nëse uji nën akull lëviz, flluskat e ajrit mblidhen së bashku dhe formohet akulli i pastër.
Uji, si disa substanca të tjera, nuk e zvogëlon vëllimin e tij gjatë kalimit nga gjendja e lëngët në të ngurtë. Kur uji ngrin, ai zgjerohet me një të nëntën e vëllimit të tij, që do të thotë se kur nëntë litra ujë ngrijnë, ju merrni dhjetë litra akull të fortë! Kur radiatorët e makinave dhe tubat e ujit çajnë në dimër, kjo ndodh sepse uji ngrin dhe zgjerohet në vëllim!
Është, si rregull, krejtësisht e pakuptueshme për njeriun mesatar se çfarë bëjnë këta njerëz.
njerëzit atje, "në majë të Tokës", në kushte ngricash ekstreme, natë polare,
në një lugë akulli që mund të thyhej në çdo moment dhe pa rehatinë e zakonshme
qytetërimi modern. Kur kërkova të flisja për shkencore
kërkime mbi një lumë akulli për nënkryetarin e SP-36 për shkencën, Vladimir
Churun, ai i menduar si përgjigje tha: "E dini, as mua nuk do të kisha problem ta zbuloja
në lidhje me të!"
Ka shumë mënyra për të eksploruar Arktikun. Komplekse automatike shkencore - stacione meteorologjike dhe oqeanografike, bova të balancës së masës, të cilat ngrihen në akull dhe bëjnë të mundur përcaktimin e rritjes ose ndryshimit të masës së mbulesës së akullit (nga rruga, një vozë e tillë funksionon në SP-37) - lehtësojnë shumë mbledhjen e të dhënave, por kanë kufizimet e tyre. Natyrisht, do të ishte joshëse të ulesh në zyrë ndërkohë që të dhënat mbërrijnë nëpërmjet komunikimeve satelitore nga një sistem, për shembull, stacione hidrologjike automatike - ankorim ose bova lëvizëse. Por në një vit, më shumë se 50% e bovave të tilla (shumë të shtrenjta) zakonisht humbasin - në këtë rajon, kushtet e punës janë mjaft të vështira edhe për pajisjet e krijuara posaçërisht për këtë për shkak të dinamikës së fushave të akullit (përkulje, ngjeshje).
Një mënyrë tjetër për të marrë të dhëna shkencore është përmes sensorit në distancë të Tokës. Satelitët shkencorë (për fat të keq, jo ata rusë) bëjnë të mundur marrjen e informacionit në lidhje me kushtet e akullit në rrezet e dukshme, infra të kuqe, radar dhe mikrovalë. Këto të dhëna përdoren kryesisht për qëllime të aplikuara: për drejtimin e anijeve, për kërkimin e lumenjve të përshtatshëm të akullit për stacionet e lëvizjes; në vetë stacionet e lëvizjes, ata ndihmojnë në punë - për shembull, në SP-36 ato u përdorën për të gjetur një vend të përshtatshëm për ndërtimin e një piste. Sidoqoftë, informacioni satelitor duhet të verifikohet duke e krahasuar atë me vëzhgimet reale - trashësia e akullit të matur drejtpërdrejt, mosha e tij (ende nuk është e mundur të maten drejtpërdrejt këto të dhëna nga një satelit).
Stacionet shkencore (tashmë të banuara) mund të vendosen duke ngrirë anijet në akull (kjo metodë u testua nga Fridtjof Nansen). Kohë pas kohe, projekte të tilla kryhen si shembuj të jahtit francez Tara ose projektit amerikano-kanadez SHEBA që përfshin një anije që lëviz në detin Beaufort. Një projekt i ngjashëm u konsiderua edhe për akullthyesin bërthamor Arktika, por në fund u braktis për arsye të ndryshme. Megjithatë, anijet e ngrira ofrojnë vetëm një bazë të mirë për jetën e personelit shkencor dhe furnizimin me energji për kompleksin shkencor. Për të mbledhur të dhëna shkencore, njerëzit do të duhet të shkojnë në akull për të përjashtuar ndikimet e jashtme. Për më tepër, ngrirja e anijeve është e shtrenjtë (dhe i largon anijet nga puna e tyre kryesore). 
"Për mendimin tim, lëvizja e akullit është një platformë natyrale me ngarkesë, më optimale si për pritjen e një kompleksi shkencor ashtu edhe për njerëzit për të jetuar", thotë Vladimir Churun. "Kjo ju lejon të lëvizni për një kohë të gjatë dhe të merrni të dhëna të pastra shkencore pa ndonjë ndikim të jashtëm. Natyrisht, njerëzit në akull janë të privuar nga njëfarë rehatie, por në emër të shkencës ne duhet ta durojmë këtë. Natyrisht, marrja e të dhënave shkencore duhet të kryhet në një mënyrë gjithëpërfshirëse, duke përdorur të gjitha mjetet e disponueshme - stacionet e lëvizjes, ekspeditat ajrore, vëzhgimin satelitor, bovat automatike dhe anijet e ekspeditës shkencore. 
"Programi shkencor i SP-36 ishte mjaft i gjerë dhe i suksesshëm," shpjegon Vladimir Churun për Popular Mechanics. “Ai përfshinte vëzhgime meteorologjike, aerologjike dhe hidrologjike, si dhe studime të vetive të mbulesës së akullit dhe borës. Por kërkimet në lidhje me jonosferën dhe fushën magnetike të Tokës, të cilat morën vëmendje të konsiderueshme në stacionet lëvizëse në kohët sovjetike, tani janë transferuar në stacione polare të palëvizshme në kontinent dhe në ishuj.
Ajri
Fillimi i punës së stacionit nuk shënohet nga momenti solemn i ngritjes së flamurit rus mbi dhomën e dhomës. Zyrtarisht, stacioni i driftimit fillon punën e tij nga momenti i transmetimit të raportit të parë të motit në AARI, dhe prej andej në rrjetin global meteorologjik. Meqenëse, siç e dimë, "Arktiku është kuzhina e motit", këto të dhëna u japin meteorologëve informacion jashtëzakonisht të vlefshëm. Studimi i profileve barike (presioni, shpejtësia dhe drejtimi i erës në lartësi të ndryshme) dhe temperatura e atmosferës duke përdorur sonda deri në një lartësi prej 30 km përdoret jo vetëm për parashikimin e motit - këto të dhëna më vonë mund të përdoren për qëllime themelore shkencore, si p.sh. si modele rafinuese të fizikës atmosferike, dhe për ato të aplikuara - për shembull, mbështetja e fluturimeve të avionëve. Për të gjitha këto të dhëna janë përgjegjës meteorologët dhe aerologët.
Puna e një meteorologu mund të duket e thjeshtë - është marrja e të dhënave meteorologjike dhe dërgimi i tyre në Roshydromet. Për ta bërë këtë, një grup sensorësh është vendosur në një direk moti 10 metra që mat shpejtësinë dhe drejtimin e erës, temperaturën dhe lagështinë, dukshmërinë dhe presionin. I gjithë informacioni, përfshirë nga sensorët e largët (temperatura e borës dhe akullit, intensiteti i rrezatimit diellor), rrjedh në stacionin e motit. Megjithëse të dhënat merren nga stacioni nga distanca, nuk është gjithmonë e mundur të kryhen matje pa shkuar në vendin e motit. “Kupat e anemometrave dhe mbrojtja nga rrezatimi i kabinës së motit, ku ndodhen sensorët e temperaturës dhe lagështisë, ngrijnë, duhen pastruar nga ngrica (për të hyrë në pjesën e sipërme të direkut, ky i fundit bëhet i “thyeshëm” ), shpjegon inxhinieri meteorolog SP-36 Ilya Bobkov.- A Gjatë sezonit të shkrirjes, litarët e tipit duhet të përforcohen vazhdimisht për të mbajtur direkun të qëndrueshëm. Për më tepër, stacioni nuk është projektuar për të funksionuar në kushte kaq të rënda ngricash, nën - 40 ° C, kështu që ne instaluam një pajisje ngrohëse atje - një llambë inkandeshente të rregullt 40 vat. Sigurisht, ka stacione të projektuara për temperatura kaq të ulëta, por ato janë më pak të sakta.”
Mbi 10 m është sipërfaqja e punës për aerologët. "Ne studiojmë shtresat e sipërme të atmosferës duke përdorur sonda aerologjike," shpjegon inxhinieri kryesor aerologjik SP-36 Sergei Ovchinnikov. - Sonda është një kuti me peshë 140 g, është ngjitur në një tullumbace - një top me vëllim rreth 1.5 m 3 i mbushur me hidrogjen, i cili prodhohet kimikisht në një gjenerator gazi me presion të lartë - nga pluhuri ferrosilikon, sode kaustike dhe ujë. Sonda ka një marrës të integruar GPS, një transmetues telemetrie, si dhe sensorë të temperaturës, presionit dhe lagështisë. Çdo dy sekonda, sonda transmeton informacion së bashku me koordinatat e saj në një stacion marrës tokësor. Koordinatat e sondës bëjnë të mundur llogaritjen e lëvizjes, shpejtësisë dhe drejtimit të erës në lartësi të ndryshme (lartësia përcaktohet me metodën barometrike). Elektronika e sondës mundësohet nga një bateri e mbushur me ujë, e cila fillimisht mbahet në ujë për disa minuta (jelekët e shpëtimit me fener emergjence janë të pajisura me burime të ngjashme energjie).
Sondat nisen çdo ditë në orën 0 dhe 12 GMT, nëse kushtet e motit e lejojnë me erëra të forta, sonda thjesht “gozhdon” në tokë. Në më pak se një vit, u bënë 640 lëshime, thotë Sergei Ovchinnikov “Lartësia mesatare e ngritjes ishte 28,770 m, maksimumi ishte 32,400 m Shpejtësia e ngritjes së sondës ishte rreth 300 m në minutë, kështu që ajo arriti lartësinë e saj maksimale Një orë e gjysmë, tullumbace si ashensori bymehet, dhe më pas shpërthen, dhe sonda bie në tokë. Vërtetë, është pothuajse e pamundur ta gjesh atë, kështu që pajisja është e disponueshme, megjithëse e shtrenjtë.”
Uji
"Theksi kryesor në punën tonë është në matjen e parametrave aktualë, si dhe në temperaturën, përçueshmërinë elektrike dhe densitetin e ujit," thotë oqeanologu SP-36 Sergei Kuzmin "Vitet e fundit, flota e instrumenteve është përditësuar ndjeshëm, dhe tani ne mund të marrim rezultate me saktësi të lartë që korrespondojnë me nivelin botëror. Tani përdorim instrumente profilizimi që na lejojnë të matim shpejtësinë e rrjedhës duke përdorur efektin tërthor Doppler në disa shtresa.
"Kemi studiuar kryesisht rrymat e Atlantikut, kufiri i sipërm i të cilit është në një thellësi prej 180-220 m, dhe thellësia - 270-400 m." Përveç studimit të rrymave, u sigurua një studim i përditshëm i kolonës së ujit duke përdorur një sondë që mat përçueshmërinë elektrike dhe temperaturën çdo gjashtë ditë, u kryen studime në një thellësi deri në 1000 m për të "kapur" ujërat e Atlantikut; një herë në javë sonda u ul në të gjithë gjatësinë maksimale të kabllit - 3400 m për të studiuar shtresat e thella të detit. "Në disa zona," shpjegon Sergei Kuzmin, "mund të vërehet një efekt gjeotermik në shtresa të thella."
Detyra e oqeanologëve në SP-36 përfshinte gjithashtu mbledhjen e mostrave për analiza të mëvonshme nga hidrokimistët. "Tri herë gjatë dimrit - në pranverë, verë dhe vjeshtë - morëm një bërthamë akulli, e cila më pas u shkri në temperaturën e dhomës, uji që rezulton kaloi përmes një filtri dhe më pas ngriu përsëri," thotë Sergei. - Filtri dhe akulli u paketuan posaçërisht për analiza të mëvonshme. Mostrat e borës dhe uji nën akullnajë u mblodhën në të njëjtën mënyrë. Mostrat e ajrit u morën gjithashtu duke përdorur një aspirator, i cili pomponte ajrin përmes disa filtrave që ruanin grimcat më të vogla. Më parë, në këtë mënyrë, ishte e mundur, për shembull, të zbulohej poleni i disa specieve bimore që fluturonin në rajonet polare nga Kanadaja dhe tajga ruse.
Pse të studiohen rrymat? "Duke krahasuar me të dhënat e grumbulluara gjatë viteve të mëparshme, mund të përcaktohen tendencat klimatike," përgjigjet Sergei. "Një analizë e tillë do të bëjë të mundur të kuptohet, për shembull, sjellja e akullit në Oqeanin Arktik, e cila është jashtëzakonisht e rëndësishme jo vetëm nga një këndvështrim themelor, por edhe nga një këndvështrim thjesht i aplikuar, për shembull, kur duke zhvilluar burimet natyrore të Arktikut”.
borë
Programi i kërkimeve speciale meteorologjike përfshinte disa seksione. U studiuan struktura e mbulesës së borës dhe akullit, vetitë e saj termofizike dhe rrezatuese - domethënë se si reflekton dhe thith rrezatimin diellor. "Fakti është se bora ka një reflektim të lartë, dhe sipas kësaj karakteristike, për shembull në imazhet satelitore, ajo i ngjan shumë një shtrese reje," shpjegon meteorologu Sergei Shutilin. - Sidomos në dimër, kur temperatura në të dyja vendet është disa dhjetëra gradë nën zero. Kam studiuar vetitë termofizike të borës në varësi të temperaturës, erës, reve dhe rrezatimit diellor. U mat gjithashtu depërtimi i rrezatimit diellor (natyrisht, gjatë ditës polare) përmes borës dhe akullit në thellësi të ndryshme (përfshirë në ujë). Morfologjia e borës dhe vetitë e saj termofizike u studiuan gjithashtu - temperatura në thellësi të ndryshme, dendësia, poroziteti dhe përbërja e pjesshme e kristaleve në shtresa të ndryshme. Këto të dhëna, së bashku me karakteristikat e rrezatimit, do të ndihmojnë në sqarimin e përshkrimit të mbulesës së borës dhe akullit në modele të niveleve të ndryshme - modele të klimës globale dhe rajonale.
Gjatë ditës polare, u kryen matjet e rrezatimit ultravjollcë që arrinte në sipërfaqen e Tokës, dhe gjatë natës polare, analizuesit e gazit u përdorën për të studiuar përqendrimet e dioksidit të karbonit, ozonit në nivel tokësor dhe metanit, emetimet e të cilave në Arktik janë me sa duket. të lidhura me proceset gjeologjike. Duke përdorur një analizues të veçantë gazi, ishte gjithashtu e mundur të merreshin, sipas Sergei Shutilin, të dhëna unike për rrjedhën e dioksidit të karbonit dhe avullit të ujit nëpër sipërfaqen e borës dhe akullit: "Më parë, ekzistonte një model sipas të cilit shkrihej uji nga bregdeti ra në oqean, oqeani u mbulua me akull dhe nën të u zhvilluan procese anaerobe. Dhe pasi sipërfaqja u çlirua nga akulli, një rrjedhë e dioksidit të karbonit hyri në atmosferë. Zbuluam se rrjedha shkon në drejtim të kundërt: kur nuk ka akull, ai shkon në oqean, dhe kur ka akull, shkon në atmosferë! Sidoqoftë, kjo mund të varet edhe nga zona - për shembull, matjet në SP-35, e cila u afrua më pranë jugut dhe deteve në raftet në hemisferën lindore, janë në përputhje me hipotezën e mësipërme. Kështu që nevojiten më shumë kërkime”. 
Akulli tani po merr vëmendjen më të madhe, sepse është një tregues i qartë i proceseve që ndodhin në Arktik. Prandaj, studimi i tij është jashtëzakonisht i rëndësishëm. Para së gjithash, ky është një vlerësim i bilancit të masës së akullit. Ai shkrihet në verë dhe rritet në dimër, kështu që matjet e rregullta të trashësisë së tij duke përdorur shufra matëse në një vend të caktuar bëjnë të mundur vlerësimin e shkallës së shkrirjes ose rritjes së akullit, dhe këto të dhëna më pas mund të përdoren për të rafinuar të ndryshme modele të formimit shumëvjeçar të akullit. "Në SP-36, landfilli zinte një sipërfaqe prej 80x100 m, dhe nga tetori deri në maj u rritën 8,400 ton akull në të," thotë Vladimir Churun. "Mund ta imagjinoni se sa shumë akull është rritur në të gjithë flotën e akullit me përmasa 5x6 km!"
"Ne morëm gjithashtu disa bërthama akulli të rinj dhe të vjetër, të cilët do të studiohen në AARI - përbërja kimike, vetitë mekanike, morfologjia," thotë studiuesi i akullit SP-36, Nikita Kuznetsov. "Ky informacion mund të përdoret për të rafinuar modele të ndryshme klimatike, dhe gjithashtu, për shembull, për qëllime inxhinierike, duke përfshirë ndërtimin e akullthyesve."
Për më tepër, në SP-36, u kryen studime mbi proceset e kalimit të valëve të ndryshme në akullin e detit: valët e formuara gjatë përplasjeve të lumenjve të akullit, si dhe ato që kalojnë nga mjedisi detar në akull. Këto të dhëna regjistrohen duke përdorur sizmometra shumë të ndjeshëm dhe më pas përdoren për modelet e aplikuara të ndërveprimit të akullit me trupat e ngurtë. Sipas studiuesit kryesor inxhinier-akulli të SP-36, Leonid Panov, kjo bën të mundur vlerësimin e ngarkesave në struktura të ndryshme inxhinierike - anije, platforma shpimi, etj. - nga pikëpamja e rezistencës ndaj akullit: "Njohja e veçorive nga ndërveprimi i akullit me valët, është e mundur të llogariten vetitë e forcës së akullit, që do të thotë të parashikosh saktësisht se ku do të thyhet. Metoda të tilla do të bëjnë të mundur zbulimin nga distanca të kalimit të çarjeve dhe gërvishtjeve në zona të rrezikshme, për shembull, pranë tubacioneve të naftës dhe gazit.
Jo një vendpushim
Kur e pyeta Vladimirin se si ndihej ndryshimi i klimës globale (domethënë ngrohja globale) ndërsa punonte në stacionin e lëvizjes, ai vetëm buzëqeshi si përgjigje: "Sigurisht, zona e akullit dhe trashësia e tij në Arktik janë ulur - kjo është një fakt shkencor i regjistruar mirë. Por në një stacion lëvizës, në hapësirën lokale të lumit të akullit, ngrohja globale nuk ndihet fare. Në veçanti, gjatë këtij dimërimi kemi shënuar temperaturën minimale në dhjetë vitet e fundit (-47,3°C). Era nuk ishte shumë e fortë - erërat maksimale ishin 19.4 m/s. Por në përgjithësi dimri nga shkurti deri në prill ishte shumë i ftohtë. Pra, pavarësisht ngrohjes globale, Arktiku nuk është bërë më i ngrohtë, më i rehatshëm apo më i rehatshëm. Është ende po aq ftohtë këtu, erërat e ftohta po fryjnë ende, akulli është ende i njëjtë përreth. Dhe nuk ka ende asnjë shpresë që Chukotka së shpejti do të bëhet një vendpushim.
Dmitry Mamontov.
