stringtranslate.com

Лед

Лед — это вода , замерзшая в твердом состоянии , обычно образующаяся при температуре 0 ° C , 32 ° F или 273,15 K или ниже . Он встречается в природе на Земле , других планетах, в объектах облака Оорта и в виде межзвездного льда . Как природное кристаллическое неорганическое твердое вещество с упорядоченной структурой, лед считается минералом . В зависимости от наличия примесей, таких как частицы почвы или пузырьки воздуха , он может казаться прозрачным или более или менее непрозрачным голубовато-белого цвета.

Практически весь лед на Земле имеет гексагональную кристаллическую структуру , обозначаемую как лед I h (произносится как «лед один h»). В зависимости от температуры и давления может существовать не менее девятнадцати фаз ( геометрий упаковки ). Наиболее распространенный фазовый переход в лед I h происходит, когда жидкая вода охлаждается ниже0  °С (273,15  К ,32  °F ) при стандартном атмосферном давлении . Когда вода быстро охлаждается ( закалка ), может образоваться до трех типов аморфного льда. Межзвездный лед в подавляющем большинстве является аморфным льдом низкой плотности (LDA), что, вероятно, делает лед LDA самым распространенным типом во Вселенной. При медленном охлаждении ниже происходит коррелированное туннелирование протонов−253,15  °С (20  К ,−423,67  °F ), что приводит к возникновению макроскопических квантовых явлений .

Лед в изобилии присутствует на поверхности Земли, особенно в полярных регионах и выше снеговой линии , где он может собираться из снега, образуя ледники и ледяные щиты . В виде снежинок и града лед является распространенной формой осадков , а также может откладываться непосредственно водяным паром в виде инея . Переход ото льда к воде происходит при таянии, а ото льда непосредственно к водяному пару — при сублимации . Эти процессы играют ключевую роль в круговороте воды на Земле и климате . В последние десятилетия объем льда на Земле сокращается из-за изменения климата . Наибольшее сокращение произошло в Арктике и горах, расположенных за пределами полярных регионов. Потеря заземленного льда (в отличие от плавающего морского льда ) является основным фактором повышения уровня моря .

Люди используют лед для различных целей уже тысячи лет. Некоторые исторические сооружения, предназначенные для хранения льда с целью охлаждения, имеют возраст более 2000 лет. До изобретения холодильной техники единственным способом безопасного хранения продуктов питания без изменения их свойств консервантами было использование льда. Достаточно прочная поверхность льда делает водные пути доступными для наземного транспорта зимой, и можно поддерживать специальные ледовые дороги . Лед также играет важную роль в зимних видах спорта .

Физические свойства

Трехмерная кристаллическая структура льда H 2 O I h (c) состоит из оснований молекул льда H 2 O (b), расположенных в узлах решетки внутри двумерной гексагональной пространственной решетки (a). [4] [5]

Лед обладает регулярной кристаллической структурой, основанной на молекуле воды, которая состоит из одного атома кислорода, ковалентно связанного с двумя атомами водорода , или H–O–H. Однако многие физические свойства воды и льда контролируются образованием водородных связей между соседними атомами кислорода и водорода; хотя это слабая связь, она, тем не менее, имеет решающее значение для управления структурой как воды, так и льда. [6]

Необычным свойством воды является то, что ее твердая форма — лед, замороженный при атмосферном давлении — примерно на 8,3% менее плотная, чем ее жидкая форма; это эквивалентно объемному расширению на 9%. Плотность льда составляет 0,9167 [1] –0,9168 [2]  г/см 3 при 0 °C и стандартном атмосферном давлении (101 325 Па), тогда как вода имеет плотность 0,9998 [1] –0,999863 [2]  г/см 3 при той же температуре и давлении. Жидкая вода имеет наибольшую плотность, по сути 1,00 г/см 3 , при 4 °C и начинает терять свою плотность, поскольку молекулы воды начинают формировать гексагональные кристаллы льда по мере достижения точки замерзания. Это происходит из-за того , что водородные связи доминируют над межмолекулярными силами, что приводит к менее компактной упаковке молекул в твердом теле. Плотность льда немного увеличивается с понижением температуры и составляет 0,9340 г/см3 при −180 °C (93 К). [7]

Когда вода замерзает, она увеличивается в объеме (примерно на 9% для пресной воды). [8] Эффект расширения во время замерзания может быть драматичным, и расширение льда является основной причиной выветривания горных пород при замерзании-оттаивании в природе и повреждения фундаментов зданий и дорог от морозного пучения . Это также распространенная причина затопления домов, когда водопроводные трубы лопаются из-за давления расширяющейся воды при замерзании. [9]

Этот айсберг может оставаться на плаву, несмотря на свои размеры, потому что он менее плотный, чем вода.

Поскольку лед менее плотный, чем жидкая вода, он плавает, и это предотвращает замерзание водоемов снизу вверх. Вместо этого под плавающим льдом образуется защищенная среда для жизни животных и растений, которая защищает нижнюю часть от краткосрочных экстремальных погодных условий, таких как холодный ветер . Достаточно тонкий плавающий лед пропускает свет, поддерживая фотосинтез колоний бактерий и водорослей. [10] Когда морская вода замерзает, лед пронизывается заполненными рассолом каналами, которые поддерживают симпагические организмы, такие как бактерии, водоросли, веслоногие рачки и кольчатые черви . В свою очередь, они дают пищу животным, таким как криль , и специализированным рыбам, таким как лысый нототен , которыми, в свою очередь, питаются более крупные животные, такие как императорские пингвины и малые полосатики . [11]

Так называемый перьевой лед на плато около Альты , Норвегия . Кристаллы образуются при температуре ниже −30 °C (−22 °F) и содержат много захваченного воздуха, что делает их достаточно легкими, чтобы поддерживаться тонкой ветвью
Замерзший водопад на юго-востоке Нью-Йорка

Когда лед тает, он поглощает столько энергии , сколько требуется для нагревания эквивалентной массы воды на 80 °C (176 °F). [12] В процессе плавления температура остается постоянной и составляет 0 °C (32 °F). При плавлении любая добавленная энергия разрывает водородные связи между молекулами льда (воды). Энергия становится доступной для увеличения тепловой энергии (температуры) только после того, как будет разорвано достаточно водородных связей, чтобы лед можно было считать жидкой водой. Количество энергии, потребляемой при разрыве водородных связей при переходе ото льда к воде, известно как теплота плавления . [12] [8]

Как и вода, лед поглощает свет в красном конце спектра преимущественно в результате обертона растяжения связи кислород–водород (O–H). По сравнению с водой это поглощение смещено в сторону немного более низких энергий. Таким образом, лед кажется синим, с немного более зеленым оттенком, чем жидкая вода. Поскольку поглощение является кумулятивным, цветовой эффект усиливается с увеличением толщины или если внутренние отражения заставляют свет проходить более длинный путь через лед. [13] Другие цвета могут появляться в присутствии поглощающих свет примесей, где примесь диктует цвет, а не сам лед. Например, айсберги, содержащие примеси (например, осадки, водоросли, пузырьки воздуха), могут казаться коричневыми, серыми или зелеными. [13]

Поскольку лед в естественной среде обычно близок к своей температуре плавления, его твердость показывает выраженные температурные колебания. В точке плавления лед имеет твердость по Моосу 2 или меньше, но твердость увеличивается примерно до 4 при температуре −44 °C (−47 °F) и до 6 при температуре −78,5 °C (−109,3 °F), точке испарения твердого диоксида углерода ( сухого льда). [14]

Фазы

Лог-линейная диаграмма давления-температуры воды. Римские цифры соответствуют некоторым фазам льда, перечисленным ниже.
Альтернативная формулировка фазовой диаграммы для некоторых льдов и других фаз воды [15]
Зависимость таяния льда от давления

Большинство жидкостей при повышенном давлении замерзают при более высоких температурах, поскольку давление помогает удерживать молекулы вместе. Однако сильные водородные связи в воде делают ее другой: для некоторых давлений выше 1 атм (0,10 МПа) вода замерзает при температуре ниже 0 °C (32 °F). Лед, вода и водяной пар могут сосуществовать в тройной точке , которая составляет ровно 273,16 К (0,01 °C) при давлении 611,657  Па . [16] [17] Кельвин был определен как ⁠1/273.16⁠ разницы между этой тройной точкой и абсолютным нулем , [18] хотя это определение изменилось в мае 2019 года. [19] В отличие от большинства других твердых тел, лед трудно перегреть . В эксперименте лед при температуре −3 °C был перегрет примерно до 17 °C в течение примерно 250 пикосекунд . [20]

Подвергаясь более высокому давлению и различным температурам, лед может образовывать девятнадцать отдельных известных кристаллических фаз с различной плотностью, наряду с гипотетическими предложенными фазами льда, которые не наблюдались. [21] При осторожности по крайней мере пятнадцать из этих фаз (одним из известных исключений является лед X) могут быть восстановлены при давлении окружающей среды и низкой температуре в метастабильной форме. [22] [23] Типы различаются по их кристаллической структуре, упорядочению протонов [24] и плотности. Существуют также две метастабильные фазы льда под давлением, обе полностью водородно-неупорядоченные; это Лед IV и Лед XII. Лед XII был открыт в 1996 году. В 2006 году были открыты Лед XIII и Лед XIV. [25] Льды XI, XIII и XIV являются водородно-упорядоченными формами льдов I h , V и XII соответственно. В 2009 году лед XV был обнаружен при чрезвычайно высоких давлениях и температуре -143 °C. [26] При еще более высоких давлениях лед, как прогнозируется, превратится в металл ; по разным оценкам, это произойдет при 1,55 ТПа [27] или 5,62 ТПа. [28]

Помимо кристаллических форм, твердая вода может существовать в аморфных состояниях в виде аморфной твердой воды (ASW) различной плотности. В космическом пространстве гексагональный кристаллический лед присутствует в ледяных вулканах [29] , но в других случаях встречается крайне редко. Даже ледяные луны, такие как Ганимед , как ожидается, в основном состоят из других кристаллических форм льда. [30] [31] В межзвездной среде вода преобладает в виде аморфного льда, что делает ее, вероятно, наиболее распространенной формой воды во Вселенной. [32] Низкоплотная ASW (LDA), также известная как гиперзакаленная стекловидная вода, может быть ответственна за серебристые облака на Земле и обычно образуется путем осаждения водяного пара в холодных или вакуумных условиях. [33] Высокоплотная ASW (HDA) образуется путем сжатия обычного льда I h или LDA при давлениях ГПа. ASW сверхвысокой плотности (VHDA) – это HDA, слегка нагретый до 160 К при давлении 1–2 ГПа. [34]

Лед из теоретической суперионной воды может обладать двумя кристаллическими структурами. При давлении свыше 500 000 бар (7 300 000 фунтов на квадратный дюйм) такой суперионный лед примет объемно-центрированную кубическую структуру. Однако при давлении свыше 1 000 000 бар (15 000 000 фунтов на квадратный дюйм) структура может перейти к более стабильной гранецентрированной кубической решетке. Предполагается, что суперионный лед может составлять внутреннюю часть ледяных гигантов, таких как Уран и Нептун. [35]

Фрикционные свойства

Фигурное катание Такахико Кодзуки — занятие, которое возможно только благодаря низким коэффициентам трения льда.

Лед « скользкий », потому что у него низкий коэффициент трения. Впервые этот вопрос был научно исследован в 19 веке. Предпочтительным объяснением в то время было « плавление под давлением » — то есть лезвие конька, оказывая давление на лед, расплавляло тонкий слой, обеспечивая достаточную смазку для скольжения лезвия по льду. [36] Тем не менее, исследование 1939 года Фрэнка П. Боудена и Т. П. Хьюза показало, что фигуристы испытывали бы гораздо большее трение, чем на самом деле, если бы это было единственным объяснением. Кроме того, оптимальная температура для фигурного катания составляет −5,5 °C (22 °F; 268 K) и −9 °C (16 °F; 264 K) для хоккея; однако, согласно теории плавления под давлением, катание при температуре ниже −4 °C (25 °F; 269 K) было бы совершенно невозможно. [37] Вместо этого Боуден и Хьюз утверждали, что нагревание и таяние слоя льда вызвано трением. Однако эта теория недостаточно объясняет, почему лед скользкий, даже если он неподвижен при температуре ниже нуля. [36]

Последующие исследования показали, что молекулы льда на границе не могут должным образом связываться с молекулами массы льда под ними (и, таким образом, могут свободно перемещаться, как молекулы жидкой воды). Эти молекулы остаются в полужидком состоянии, обеспечивая смазку независимо от давления на лед, оказываемого любым объектом. Однако значимость этой гипотезы оспаривается экспериментами, показывающими высокий коэффициент трения для льда с использованием атомно-силовой микроскопии . [37] Таким образом, механизм, контролирующий фрикционные свойства льда, по-прежнему является активной областью научных исследований. [38] Всеобъемлющая теория трения льда должна учитывать все вышеупомянутые механизмы для оценки коэффициента трения льда о различные материалы как функции температуры и скорости скольжения. Исследования 2014 года показывают, что фрикционный нагрев является наиболее важным процессом в большинстве типичных условий. [39]

Естественное образование

Замороженный ландшафт на северо - западных территориях Канады . Большой ледяной круг отчетливо виден плывущим по воде

Термин, который в совокупности описывает все части поверхности Земли, где вода находится в замороженном виде, называется криосферой . Лед является важным компонентом глобального климата, особенно в отношении круговорота воды. Ледники и снежные покровы являются важным механизмом хранения пресной воды; со временем они могут сублимироваться или таять. Таяние снега является важным источником сезонной пресной воды. [40] [41] Всемирная метеорологическая организация определяет несколько видов льда в зависимости от происхождения, размера, формы, влияния и т. д. [42] Клатратные гидраты представляют собой формы льда, которые содержат молекулы газа, заключенные в его кристаллической решетке. [43] [44]

В океанах

Лед, который можно найти в море, может быть в форме дрейфующего льда, плавающего в воде, припая, прикрепленного к береговой линии, или якорного льда , если он прикреплен к морскому дну. [45] Лед, который откалывается (откалывается) от шельфового ледника или прибрежного ледника, может стать айсбергом. [46] Последствия откалывания льда приводят к образованию рыхлой смеси снега и льда, известной как ледяной меланж . [47]

Морской лед формируется в несколько стадий. Сначала на поверхности воды скапливаются мелкие кристаллы миллиметрового масштаба, образуя так называемый ледяной лед . По мере того, как они становятся несколько больше и более однородными по форме и покрытию, поверхность воды сверху начинает выглядеть «маслянистой», поэтому эту стадию называют льдом-смазкой . [48] Затем лед продолжает слипаться и затвердевать в плоские сплоченные куски, известные как льдины . Льдины являются основными строительными блоками морского ледяного покрова, и их горизонтальный размер (определяемый как половина их диаметра ) резко варьируется: наименьший измеряется сантиметрами, а наибольший — сотнями километров. [49] Говорят, что область, которая покрыта льдом более чем на 70% своей поверхности. [50]

Полностью сформированный морской лед может быть сжат течениями и ветрами, образуя торосы высотой до 12 метров (39 футов). [51] С другой стороны, активная волновая деятельность может уменьшить морской лед до небольших, правильной формы кусков, известных как блинчатый лед . [52] Иногда ветер и волновая деятельность «шлифуют» морской лед до идеально сферических кусков, известных как ледяные яйца . [53] [54]

На суше

Изображение Антарктического ледяного щита, полученное NASA

Крупнейшими ледяными образованиями на Земле являются два ледяных щита , которые почти полностью покрывают крупнейший остров мира, Гренландию , и континент Антарктиду . Эти ледяные щиты имеют среднюю толщину более 1 км (0,6 мили) и существуют уже миллионы лет. [55] [56]

Другие крупные ледяные образования на суше включают ледяные шапки , ледяные поля , ледяные потоки и ледники . В частности, регион Гиндукуша известен как «Третий полюс» Земли из-за большого количества ледников, которые он содержит. Они покрывают площадь около 80 000 км 2 (31 000 кв. миль) и имеют общий объем от 3 000 до 4 700 км 3 . [40] Эти ледники называют «азиатскими водонапорными башнями», потому что их талая вода попадает в реки, которые обеспечивают водой примерно два миллиарда человек. [41]

Вечная мерзлота относится к почве или подводным отложениям , которые постоянно остаются ниже 0 °C (32 °F) в течение двух или более лет. [57] Лед в вечной мерзлоте делится на четыре категории: поровый лед, жильный лед (также известный как ледяные клинья), погребенный поверхностный лед и внутриосадочный лед (от замерзания подземных вод). [58] Одним из примеров образования льда в районах вечной мерзлоты является наледь — слоистый лед, который образуется в арктических и субарктических долинах ручьев. Лед, замерзший в русле ручья, блокирует нормальный сброс грунтовых вод и вызывает повышение местного уровня грунтовых вод, что приводит к сбросу воды поверх замерзшего слоя. Затем эта вода замерзает, заставляя уровень грунтовых вод повышаться дальше и повторять цикл. Результатом является слоистое отложение льда, часто толщиной в несколько метров. [59] Снежная линия и снежные поля — это два связанных понятия, в которых снежные поля накапливаются поверх и сходят до точки равновесия (снеговой линии) в ледяном отложении. [60]

На реках и ручьях

Небольшой замерзший ручеек

Лед, образующийся на движущейся воде, как правило, менее однороден и стабилен, чем лед, образующийся на спокойной воде. Заторы льда (иногда называемые «ледяными плотинами»), когда скапливаются обломки льда, представляют наибольшую опасность на реках. Заторы льда могут вызвать наводнения, повредить сооружения на реке или около нее, а также повредить суда на реке. Заторы льда могут привести к полной остановке некоторых объектов гидроэнергетической промышленности. Ледяная плотина — это блокировка от движения ледника, которая может привести к образованию прогляциального озера . Сильные потоки льда на реках также могут повредить суда и требуют использования ледокольного судна для обеспечения возможности навигации. [61] [62]

Ледяные диски — это круглые образования льда, плавающие на речной воде. Они формируются в вихревых течениях , а их положение приводит к асимметричному таянию, что заставляет их непрерывно вращаться с низкой скоростью. [63] [64]

На озерах

Свечной лед в озере Отелнук, Квебек, Канада

Лед образуется на спокойной воде у берегов, тонким слоем распространяясь по поверхности, а затем вниз. Лед на озерах обычно бывает четырех типов: первичный, вторичный, наложенный и агломерированный. [65] [66] Сначала образуется первичный лед. Вторичный лед образуется под первичным льдом в направлении, параллельном направлению теплового потока. Наложенный лед образуется поверх поверхности льда из-за дождя или воды, которая просачивается через трещины во льду, который часто оседает, когда загружен снегом. Толчок льда происходит, когда движение льда, вызванное расширением льда и/или действием ветра, происходит в той степени, что лед выталкивается на берега озер, часто вытесняя осадок, который составляет береговую линию. [67]

Шельфовый лед образуется, когда плавающие куски льда, гонимые ветром, скапливаются на наветренном берегу. Этот вид льда может содержать большие воздушные карманы под тонким поверхностным слоем, что делает хождение по нему особенно опасным. [68] Еще одна опасная форма гнилого льда для пешего перехода — свечной лед, который развивается в колоннах, перпендикулярных поверхности озера. Поскольку у него нет прочной горизонтальной структуры, у провалившегося человека нет ничего, за что можно было бы ухватиться, чтобы выбраться. [69]

В виде осадков

Снег и ледяной дождь

Снежинки Уилсона Бентли , 1902 г.

Кристаллы снега образуются, когда замерзают крошечные переохлажденные облачные капли (  диаметром около 10 мкм ) . Эти капли способны оставаться жидкими при температурах ниже −18 °C (255 K; 0 °F), потому что для замерзания несколько молекул в капле должны случайно собраться вместе, чтобы сформировать структуру, похожую на структуру в ледяной решетке; затем капля замерзает вокруг этого «ядра». Эксперименты показывают, что это «гомогенное» зародышеобразование облачных капель происходит только при температурах ниже −35 °C (238 K; −31 °F). [70] В более теплых облаках в капле (или в контакте с ней) должна присутствовать аэрозольная частица или «ледяное ядро», чтобы действовать как ядро. Наше понимание того, какие частицы создают эффективные ледяные ядра, скудно — что мы знаем, так это то, что они очень редки по сравнению с теми ядрами конденсации облаков, на которых образуются жидкие капли. Глина, пустынная пыль и биологические частицы могут быть эффективными, [71] хотя в какой степени неясно. Искусственные ядра используются при засеивании облаков . [72] Затем капля растет путем конденсации водяного пара на ледяных поверхностях. [73]

Ледяной шторм — это тип зимнего шторма, характеризующийся ледяным дождем , который образует ледяную корку на поверхностях, включая дороги и линии электропередач . В Соединенных Штатах четверть зимних погодных явлений приводит к образованию гололеда, и коммунальные службы должны быть готовы минимизировать ущерб. [74]

Твёрдые формы

Крупная градина, около 6 см (2,4 дюйма) в диаметре.

Град образуется в грозовых облаках , когда переохлажденные капли воды замерзают при контакте с ядрами конденсации , такими как пыль или грязь . Восходящий поток шторма сдувает градины в верхнюю часть облака. Восходящий поток рассеивается, и градины падают вниз, обратно в восходящий поток, и снова поднимаются вверх. Град имеет диаметр 5 миллиметров (0,20 дюйма) или более. [75] В коде METAR GR используется для обозначения более крупного града, диаметром не менее 6,4 миллиметра (0,25 дюйма), а GS — для меньшего. [76] Камни размером 19 миллиметров (0,75 дюйма), 25 миллиметров (1,0 дюйм) и 44 миллиметра (1,75 дюйма) являются наиболее часто регистрируемыми размерами града в Северной Америке. [77] Градины могут вырасти до 15 сантиметров (6 дюймов) и весить более 0,5 килограмма (1,1 фунта). [78] В крупных градинах скрытое тепло , выделяемое при дальнейшем замерзании, может расплавить внешнюю оболочку градины. Затем градина может подвергнуться «мокрому росту», когда жидкая внешняя оболочка собирает другие более мелкие градины. [79] Градины покрываются слоем льда и становятся все больше и больше с каждым подъемом. Как только градина становится слишком тяжелой, чтобы поддерживаться восходящим потоком шторма, она падает из облака. [80]

Мягкий град, или крупа, в Неваде

Град образуется в сильных грозовых облаках, особенно с интенсивными восходящими потоками, высоким содержанием жидкой воды, большой вертикальной протяженностью, крупными каплями воды и там, где значительная часть облачного слоя находится ниже точки замерзания 0 °C (32 °F). [75] Градообразующие облака часто можно узнать по их зеленой окраске. [81] [82] Скорость роста максимальна при температуре около −13 °C (9 °F) и становится исчезающе малой намного ниже −30 °C (−22 °F), поскольку переохлажденные капли воды становятся редкими. По этой причине град наиболее распространен в континентальных внутренних районах средних широт, поскольку образование града значительно более вероятно, когда уровень замерзания находится ниже высоты 11 000 футов (3400 м). [83] Вовлечение сухого воздуха в сильные грозы над континентами может увеличить частоту града, способствуя испарительному охлаждению, которое снижает уровень замерзания грозовых облаков, давая граду больший объем для роста. Соответственно, град на самом деле менее распространен в тропиках, несмотря на гораздо более высокую частоту гроз, чем в средних широтах, потому что атмосфера над тропиками, как правило, теплее на гораздо большей глубине. Град в тропиках выпадает в основном на больших высотах. [84]

Скопление ледяной крупы

Ледяная крупа ( код METAR PL [76] ) — это форма осадков, состоящая из небольших полупрозрачных шариков льда, которые обычно меньше градин. [85] Эту форму осадков Национальная метеорологическая служба США также называет «мокрым снегом» . [86] (В британском английском «мокрый снег» относится к смеси дождя и снега .) Ледяная крупа обычно образуется вместе с замерзающим дождем, когда влажный теплый фронт оказывается между более холодными и более сухими атмосферными слоями. Там капли дождя замерзают и уменьшаются в размерах из-за испарительного охлаждения. [87] Так называемые снежные крупы, или снежная крупа , образуются, когда несколько капель воды замерзают на снежинках, пока не образуется мягкая шарообразная форма. [88] Так называемая « алмазная пыль » (код METAR IC [76] ), также известная как ледяные иглы или ледяные кристаллы, образуется при температурах, приближающихся к −40 °C (−40 °F) из-за смешивания воздуха с немного более высокой влажностью сверху с более холодным воздухом у поверхности. [89]

На поверхностях

По мере того, как вода капает и снова замерзает, она может образовывать на земле висящие сосульки или сталагмитоподобные структуры. [90] На наклонных крышах накопление льда может привести к образованию ледяной плотины , которая препятствует нормальному стоку талой воды и потенциально приводит к разрушительным протечкам. [91] В более общем плане, водяной пар , оседающий на поверхностях из-за высокой относительной влажности , а затем замерзающий, приводит к различным формам атмосферного обледенения или инея . Внутри зданий это можно увидеть в виде льда на поверхности неизолированных окон. [92] Изморозь является обычным явлением в окружающей среде, особенно в низменных районах, таких как долины . [93] В Антарктиде температуры могут быть настолько низкими, что электростатическое притяжение увеличивается до такой степени, что иней на снегу слипается, когда его раздувает ветер, в шары, похожие на перекати -поле, известные как юкимаримо . [94]

Иногда капли воды кристаллизуются на холодных предметах в виде изморози , а не глазури. Мягкий изморозь имеет плотность от четверти до двух третей от плотности чистого льда [95] из-за высокой доли захваченного воздуха, который также делает мягкий изморозь белой. Твердый изморозь плотнее, прозрачнее и с большей вероятностью появляется на кораблях и самолетах. [96] [97] Холодный ветер, в частности, вызывает то, что известно как адвективный изморозь , когда он сталкивается с предметами. Когда он случается с растениями, он часто наносит им вред. [98] Существуют различные методы защиты сельскохозяйственных культур от заморозков — от простого их покрытия до использования ветровых машин. [99] [100] В последние десятилетия ирригационные разбрызгиватели были откалиброваны для распыления ровно такого количества воды, чтобы заранее создать слой льда, который будет формироваться медленно и, таким образом, избегать внезапного температурного шока для растений, и не быть настолько толстым, чтобы нанести ущерб своим весом. [99]

Абляция

Различные стадии таяния льда в пруду
Таяние плавучих льдов

Абляция льда относится как к его таянию , так и к его растворению . [101]

Плавление льда влечет за собой разрыв водородных связей между молекулами воды. Упорядоченность молекул в твердом теле нарушается до менее упорядоченного состояния, и твердое тело плавится, превращаясь в жидкость. Это достигается за счет увеличения внутренней энергии льда сверх точки плавления . Когда лед тает, он поглощает столько энергии, сколько потребовалось бы для нагрева эквивалентного количества воды на 80 °C. При плавлении температура поверхности льда остается постоянной и составляет 0 °C. Скорость процесса плавления зависит от эффективности процесса энергообмена. Поверхность льда в пресной воде плавится исключительно за счет свободной конвекции со скоростью, которая линейно зависит от температуры воды, T ∞ , когда T ∞ меньше 3,98 °C, и сверхлинейно, когда T ∞ равна или больше 3,98 °C, причем скорость пропорциональна (T ∞  − 3,98 °C) α , где α  =  ⁠5/3⁠ для T ∞ намного больше 8 °C, и α =  ⁠4/3⁠ для промежуточных температур T ∞ . [102]

В соленых условиях окружающей среды растворение, а не таяние часто вызывает абляцию льда. Например, температура Северного Ледовитого океана , как правило, ниже точки плавления тающего морского льда. Фазовый переход из твердого состояния в жидкое достигается путем смешивания молекул соли и воды, аналогично растворению сахара в воде, хотя температура воды намного ниже точки плавления сахара. Однако скорость растворения ограничена концентрацией соли и поэтому медленнее, чем таяние. [103]

Роль в деятельности человека

Охлаждение

Схема, показывающая, как древние яхчалы использовали лед для обеспечения радиационного охлаждения.

Лед издавна ценился как средство охлаждения. В 400 г. до н. э. в Иране персидские инженеры уже разработали методы хранения льда в пустыне в летние месяцы. Зимой лед перевозили из водоемов и близлежащих гор в больших количествах для хранения в специально спроектированных, естественно охлаждаемых холодильниках , называемых яхчал (что означает хранилище льда ). Яхчалы представляли собой большие подземные помещения (до 5000 м3 ) с толстыми стенами (не менее двух метров у основания), сделанными из особого типа раствора, называемого сарудж , из песка, глины, яичных белков, извести, козьей шерсти и золы. Раствор был устойчив к передаче тепла, помогая сохранять лед достаточно холодным, чтобы не таять; он также был непроницаем для воды. Яхчалы часто включали в себя кяриз и систему ветроуловителей , которые могли понижать внутреннюю температуру до холодного уровня даже в летнюю жару. Одним из применений льда было создание охлажденных угощений для королевской семьи. [104] [105]

Сбор урожая

Рабы на испанской Кубе выгружают лед из Мэна в 1832 году.

В XVI–XVII веках в Англии процветали отрасли, в которых низменные районы вдоль устья Темзы затапливались зимой, а лед собирали в тележках и хранили в межсезонье в изолированных деревянных домах в качестве запаса для ледника, который часто располагался в больших загородных домах и широко использовался для сохранения свежей рыбы, пойманной в далеких водах. Это, как утверждается, было скопировано англичанином, который видел то же самое в Китае. Лед импортировался в Англию из Норвегии в значительных масштабах еще в 1823 году. [106]

В Соединенных Штатах первый груз льда был отправлен из Нью-Йорка в Чарльстон, Южная Каролина , в 1799 году, [106] и к первой половине 19-го века сбор льда стал крупным бизнесом. Фредерик Тюдор , который стал известен как «Ледяной король», работал над разработкой лучших изоляционных продуктов для дальних перевозок льда, особенно в тропики; это стало известно как торговля льдом. [107]

Добыча льда на озере Сент-Клер в Мичигане , 1905 г.

Между 1812 и 1822 годами, по указанию Ллойда Хескета Бэмфорда Хескета , был построен замок Грайх с 18 большими башнями, одна из которых называется «Ледяная башня». Ее единственной целью было хранение льда. [108]

Триест отправлял лед в Египет , Корфу и Занте ; Швейцария — во Францию; а в Германию иногда поставляли лед из баварских озер. [106] С 1930-х годов и вплоть до 1994 года здание венгерского парламента использовало лед, собранный зимой с озера Балатон, для кондиционирования воздуха. [109]

Ледяные дома использовались для хранения льда, образовавшегося зимой, чтобы лед был доступен круглый год, а ранний тип холодильника, известный как ледяной ящик, охлаждался с помощью блока льда, помещенного внутрь него. Во многих городах летом была регулярная служба доставки льда . Появление технологии искусственного охлаждения сделало доставку льда устаревшей. [110]

Лед по-прежнему собирают для мероприятий по созданию ледяных и снежных скульптур . Например, для Харбинского международного фестиваля ледяных и снежных скульптур каждый год используют пилу с замороженной поверхности реки Сунгари . [111]

Искусственное производство

Макет фабрики по производству льда конца XIX века

Самый ранний известный письменный процесс искусственного получения льда описан в трудах арабского историка Ибн Абу Усайбии XIII века в его книге «Китаб Уюн аль-анба фи табакат-аль-атибба», посвященной медицине, в которой Ибн Абу Усайбий приписывает этот процесс еще более древнему автору, Ибн Бахтавайхи, о котором ничего не известно. [112]

В настоящее время лед производится в промышленных масштабах для использования, включая хранение и переработку продуктов питания, химическое производство, смешивание и отверждение бетона, а также потребительский или упакованный лед. [113] Большинство коммерческих ледогенераторов производят три основных типа фрагментированного льда: чешуйчатый, трубчатый и пластинчатый, используя различные технологии. [113] Крупногабаритные ледогенераторы могут производить до 75 тонн льда в день. [114] В 2002 году в Соединенных Штатах насчитывалось 426 коммерческих компаний по производству льда, с общей стоимостью поставок в 595 487 000 долларов США. [115] Домашние холодильники также могут производить лед с помощью встроенного ледогенератора , который обычно делает кубики льда или дробленый лед. Первое такое устройство было представлено в 1965 году компанией Frigidaire . [116]

Путешествие по суше

Образование льда на внешней стороне лобового стекла автомобиля

Образование льда на дорогах является распространенной зимней опасностью, а черный лед особенно опасен, потому что его очень трудно увидеть. Он одновременно очень прозрачен и часто образуется именно в затененных (и, следовательно, более прохладных и темных) местах, то есть под путепроводами . [117]

Всякий раз, когда идет ледяной дождь или снег, температура которого близка к точке таяния, на окнах транспортных средств обычно образуется лед. Часто снег тает, снова замерзает и образует фрагментированный слой льда, который эффективно «приклеивает» снег к окну. В этом случае замерзшую массу обычно удаляют скребками для льда . [118] Тонкий слой кристаллов льда может также образовываться на внутренней поверхности окон автомобиля в достаточно холодную погоду. В 1970-х и 1980-х годах некоторые автомобили, такие как Ford Thunderbird, могли быть модернизированы с помощью подогреваемых лобовых стекол. Эта технология вышла из моды, поскольку была слишком дорогой и подверженной повреждениям, но обогреватели заднего стекла дешевле в обслуживании и поэтому более распространены. [119]

Американский пропагандистский фильм 1943 года , объясняющий, как лед Ладожского озера стал Дорогой жизни во время Второй мировой войны.

В достаточно холодных местах слои льда на поверхности воды могут стать достаточно толстыми для строительства ледовых дорог . Некоторые правила указывают, что минимальная безопасная толщина составляет 4 дюйма (10 см) для человека, 7 дюймов (18 см) для снегохода и 15 дюймов (38 см) для автомобиля легче 5 тонн. Для грузовиков эффективная толщина меняется в зависимости от нагрузки - например, транспортному средству с общим весом 9 тонн требуется толщина 20 дюймов (51 см). В частности, ограничение скорости для транспортного средства, движущегося по дороге, которая соответствует ее минимальной безопасной толщине, составляет 25 км/ч (15 миль/ч), увеличиваясь до 35 км/ч (25 миль/ч), если толщина дороги в 2 или более раз больше минимального безопасного значения. [120] Известен случай, когда железная дорога была построена на льду. [121]

Самой известной ледовой дорогой была Дорога жизни через Ладожское озеро . Она действовала зимой 1941–1942 и 1942–1943 годов, когда это был единственный сухопутный маршрут, доступный Советскому Союзу для снятия блокады Ленинграда немецкой группой армий «Север» . [122] : 76–80  Грузовики перевезли в город сотни тысяч тонн грузов, и сотни тысяч мирных жителей были эвакуированы. [123] Теперь это объект Всемирного наследия . [124]

Водный транспорт

Ледовый канал для судоходства на озере Гурон с ледоколами на заднем плане

Для судов лед представляет две различные опасности. Во-первых, брызги и ледяной дождь могут привести к образованию ледяного нароста на надстройке судна, достаточного для того, чтобы сделать его неустойчивым, потенциально вплоть до опрокидывания . [125] Раньше члены экипажа были вынуждены вручную срезать ледяные наросты. После 1980-х годов более распространенным стало распыление антиобледенительных химикатов или растапливание льда с помощью шлангов с горячей водой/паром. [126] Во-вторых, айсберги  — большие массы льда, плавающие в воде (обычно образующиеся, когда ледники достигают моря) — могут быть опасны, если в них врежется судно во время движения. Айсберги стали причиной затопления многих кораблей, самым известным из которых является « Титаник» . [127]

Для гаваней вблизи полюсов отсутствие льда, в идеале круглый год, является важным преимуществом. Примерами являются Мурманск (Россия), Петсамо (Россия, бывшая Финляндия) и Вардё (Норвегия). Гавани, которые не свободны ото льда, открываются с помощью специализированных судов, называемых ледоколами. [128] Ледоколы также используются для открытия путей через морской лед для других судов, поскольку единственной альтернативой является поиск отверстий, называемых « полыньями » или « проходами ». Широкое производство ледоколов началось в 19 веке. Более ранние конструкции просто имели усиленные носы в форме ложки или диагонали, чтобы эффективно дробить лед. Более поздние конструкции прикрепляли передний гребной винт под выступающим носом, поскольку типичные задние гребные винты были неспособны эффективно управлять судном через лед [128]

Авиаперелеты

Изморозь на передней кромке крыла самолета. Когда нарост слишком большой, черный противообледенительный ботинок надувается, чтобы стряхнуть его [129] [130]

Для самолетов лед может представлять ряд опасностей. Когда самолет поднимается, он проходит через слои воздуха с различной температурой и влажностью, некоторые из которых могут способствовать образованию льда. Если лед образуется на крыльях или поверхностях управления, это может отрицательно сказаться на летных качествах самолета. В 1919 году во время первого беспосадочного перелета через Атлантику британские летчики капитан Джон Олкок и лейтенант Артур Уиттен Браун столкнулись с такими условиями обледенения — Браун выходил из кабины и несколько раз поднимался на крыло, чтобы удалить лед, покрывавший воздухозаборники двигателя самолета Vickers Vimy , на котором они летели. [131]

Одной из уязвимостей, вызванных обледенением, которая связана с поршневыми двигателями внутреннего сгорания, является карбюратор . Поскольку воздух всасывается через карбюратор в двигатель, локальное давление воздуха понижается, что вызывает адиабатическое охлаждение. Таким образом, во влажных условиях, близких к температуре замерзания, карбюратор будет холоднее и будет иметь тенденцию к обледенению. Это заблокирует подачу воздуха в двигатель и приведет к его отказу. В период с 1969 по 1975 год было зафиксировано 468 таких случаев, что привело к 75 потерям самолетов, 44 смертельным случаям и 202 серьезным травмам. [132] Таким образом, были разработаны нагреватели воздуха для впуска карбюратора . Кроме того, поршневые двигатели с впрыском топлива изначально не требуют карбюраторов. [133]

Реактивные двигатели не подвержены обледенению карбюратора, но на них может повлиять влага, изначально присутствующая в реактивном топливе, замерзающая и образующая кристаллы льда, которые потенциально могут засорить топливозаборник двигателя. Для решения этой проблемы используются подогреватели топлива и/или противообледенительные добавки. [134]

Отдых и спорт

Катание на коньках , картина голландского художника XVII века Хендрика Аверкампа

Лед играет центральную роль в зимнем отдыхе и во многих видах спорта, таких как катание на коньках , тур по конькам , хоккей с мячом , подледная рыбалка , ледолазание , керлинг , брумбол и гонки на бобслеях , санях и скелетоне . Многие из различных видов спорта, в которые играют на льду , привлекают международное внимание каждые четыре года во время зимних Олимпийских игр . [135]

Небольшие суда, похожие на лодки, могут быть установлены на лопасти и передвигаться по льду с помощью парусов . Этот вид спорта известен как ледовый яхтинг , и он практикуется на протяжении столетий. [136] [137] Другой автомобильный вид спорта — это гонки на льду , где водители должны развивать скорость на льду озера, одновременно контролируя занос своего транспортного средства (в некотором смысле похоже на гонки по грунтовой дороге ). Этот вид спорта даже был модифицирован для катков . [138]

Другие применения

В качестве теплового балласта

Как конструкционный материал

Ледовый пирс во время грузовых операций 1983 года. Станция Мак-Мердо , Антарктида.
Ледяная столовая ледяного отеля SnowCastle в Кеми , Финляндия

Последствия изменения климата

Исторический

Земля потеряла 28 триллионов тонн льда в период с 1994 по 2017 год, при этом таяние льда (ледниковых щитов и ледников) подняло уровень мирового океана на 34,6 ± 3,1 мм. [149] Скорость потери льда выросла на 57% с 1990-х годов — с 0,8 до 1,2 триллиона тонн в год. [149]
В среднем изменение климата приводит к уменьшению толщины наземного льда с каждым годом и уменьшению площади морского ледяного покрова. [149]

Выбросы парниковых газов в результате деятельности человека нарушают энергетический баланс Земли и, таким образом, вызывают накопление тепла . [150] Около 90% этого тепла добавляется к тепловому содержанию океана , 1% удерживается в атмосфере, а 3-4% идет на таяние основных частей криосферы. [150] В результате в период с 1994 по 2017 год по всему миру было потеряно 28 триллионов тонн льда. [149] Сокращение площади арктического морского льда составило самую большую потерю (7,6 триллиона тонн), за которой следует таяние шельфовых ледников Антарктиды (6,5 триллиона тонн), отступление горных ледников (6,1 триллиона тонн), таяние ледяного покрова Гренландии (3,8 триллиона тонн) и, наконец, таяние ледяного покрова Антарктиды (2,5 триллиона тонн) и ограниченные потери морского льда в Южном океане (0,9 триллиона тонн). [149]

Помимо морского льда (который уже вытесняет воду из-за закона Архимеда ), эти потери являются основной причиной повышения уровня моря (ПУМ), и ожидается, что они усилятся в будущем. В частности, таяние Западно-Антарктического ледяного щита может существенно ускориться, поскольку плавучие шельфовые ледники будут потеряны и больше не смогут поддерживать ледники. Это вызовет плохо изученные процессы нестабильности морского ледяного щита , которые затем могут увеличить ПУМ, ожидаемый к концу века (от 30 см (1 фут) до 1 м ( 3+1 ⁄ 2  фута), в зависимости от будущего потепления), на десятки сантиметров больше. [151] : 1302 

Потеря льда в Гренландии и Антарктиде также приводит к образованию большого количества пресной талой воды , что нарушает атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию (AMOC) и опрокидывающую циркуляцию Южного океана соответственно. [152] Эти две половины термохалинной циркуляции очень важны для глобального климата. Продолжение высоких потоков талой воды может вызвать серьезное нарушение (вплоть до точки «коллапса») любой из циркуляций или даже обеих из них. Любое из этих событий можно считать примером переломных моментов в климатической системе , поскольку его будет крайне сложно обратить вспять. [152] Как правило, не ожидается, что AMOC рухнет в течение 21-го века, в то время как существуют лишь ограниченные знания о циркуляции Южного океана. [151] : 1214 

Другим примером переломного момента, связанного со льдом, является таяние вечной мерзлоты. В то время как органическое содержимое вечной мерзлоты вызывает выбросы CO2 и метана, когда она оттаивает и начинает разлагаться, [152] таяние льда разжижает землю, в результате чего все, что было построено над бывшей вечной мерзлотой, рушится. К 2050 году экономический ущерб от такой потери инфраструктуры, как ожидается, составит десятки миллиардов долларов. [153]

Прогнозы

Потенциальное региональное потепление, вызванное потерей всего наземного льда за пределами Восточной Антарктиды и исчезновением арктического морского льда каждый год, начиная с июня. [154] Хотя это и правдоподобно, постоянная потеря морского льда, вероятно, потребует относительно высокого потепления, [155] а потеря всего льда в Гренландии потребует нескольких тысячелетий. [156] [157]

В будущем Северный Ледовитый океан, вероятно, потеряет фактически весь свой морской лед в течение по крайней мере нескольких сентября (конец сезона таяния льда), хотя часть льда снова замерзнет зимой. То есть, сентябрь без льда, вероятно, будет происходить раз в 40 лет, если глобальное потепление составит 1,5 °C (2,7 °F), но будет происходить раз в 8 лет при 2 °C (3,6 °F) и раз в 1,5 года при 3 °C (5,4 °F). [155] Это повлияет на региональный и глобальный климат из-за обратной связи между льдом и альбедо . Поскольку лед хорошо отражает солнечную энергию, устойчивый морской ледяной покров снижает локальные температуры. Как только этот ледяной покров растает, более темные океанские воды начнут поглощать больше тепла, что также поможет растопить оставшийся лед. [158]

Глобальные потери морского льда в период с 1992 по 2018 год, почти все из которых произошли в Арктике, уже оказали такое же воздействие, как 10% выбросов парниковых газов за тот же период. [159] Если бы весь арктический морской лед исчезал каждый год в период с июня по сентябрь ( полярный день , когда постоянно светит Солнце), температура в Арктике увеличилась бы более чем на 1,5 °C (2,7 °F), в то время как глобальная температура увеличилась бы примерно на 0,19 °C (0,34 °F). [154]

Возможные состояния равновесия ледяного покрова Гренландии в ответ на различные равновесные концентрации углекислого газа в частях на миллион . Второе и третье состояния приведут к повышению уровня моря на 1,8 м (6 футов) и 2,4 м (8 футов), тогда как четвертое состояние эквивалентно 6,9 м (23 фута). [160]

К 2100 году по крайней мере четверть горных ледников за пределами Гренландии и Антарктиды растает, [161] и фактически все ледяные шапки на неполярных горах, вероятно, будут потеряны примерно через 200 лет после того, как глобальное потепление достигнет 2 °C (3,6 °F). [156] [157] Западно-Антарктический ледяной щит крайне уязвим и, скорее всего, исчезнет, ​​даже если потепление не будет продолжаться, [162] [163] [164] [165] хотя может пройти около 2000 лет, прежде чем его потеря будет полной. [156] [157] Гренландский ледяной щит, скорее всего, будет потерян при устойчивом потеплении от 1,7 °C (3,1 °F) до 2,3 °C (4,1 °F), [166] хотя для его полной потери потребуется около 10 000 лет. [156] [157] Наконец, для полного таяния ледяного покрова Восточной Антарктиды потребуется не менее 10 000 лет, что требует потепления на 5 °C (9,0 °F) – 10 °C (18 °F). [156] [157]

Если бы весь лед на Земле растаял, это привело бы к повышению уровня моря примерно на 70 м (229 футов 8 дюймов), [167] при этом около 53,3 м (174 фута 10 дюймов) пришлось бы на Восточную Антарктиду. [56] Из-за изостатического отскока свободная ото льда земля в конечном итоге стала бы на 301 м (987 футов 6 дюймов) выше в Гренландии и на 494 м (1620 футов 9 дюймов) в Антарктиде, в среднем. Области в центре каждого массива суши стали бы на 783 м (2568 футов 11 дюймов) и 936 м (3070 футов 10 дюймов) выше соответственно. [168] Влияние на глобальные температуры от потери Западной Антарктиды, горных ледников и Гренландского ледяного щита оценивается в 0,05 °C (0,090 °F), 0,08 °C (0,14 °F) и 0,13 °C (0,23 °F) соответственно, [154] в то время как отсутствие Восточно-Антарктического ледяного щита приведет к повышению температур на 0,6 °C (1,1 °F). [156] [157]

Неводные

Твердые фазы нескольких других летучих веществ также называются льдами ; обычно летучее вещество классифицируется как лед, если его точка плавления или сублимации лежит выше или около 100 К (−173 °C; −280 °F) (предполагая стандартное атмосферное давление). Наиболее известным примером является сухой лед , твердая форма диоксида углерода . Его точка сублимации/осаждения происходит при 194,7 К (−78,5 °C; −109,2 °F). [169]

«Магнитный аналог» льда также реализуется в некоторых изолирующих магнитных материалах, в которых магнитные моменты имитируют положение протонов в водяном льду и подчиняются энергетическим ограничениям, аналогичным правилам льда Бернала-Фаулера , возникающим из геометрического расстройства конфигурации протонов в водяном льду. Эти материалы называются спиновым льдом . [170]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Harvey, Allan H. (2017). «Свойства льда и переохлажденной воды». В Haynes, William M.; Lide, David R.; Bruno, Thomas J. (ред.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97-е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-1-4987-5429-3.
  2. ^ abcdefghij Войтковский, КФ, Перевод: "Механические свойства льда" ("Механические свойства льда") , Академия наук (СССР), DTIC AD0662716
  3. ^ Эванс, С. (1965). «Диэлектрические свойства льда и снега – обзор». Журнал гляциологии . 5 (42): 773–792. doi : 10.3189/S0022143000018840 . S2CID  227325642.
  4. ^ Физика льда, В.Ф. Петренко, Р.В. Уитворт, Oxford University Press, 1999, ISBN 9780198518945 
  5. ^ Бернал, Дж. Д.; Фаулер, Р. Х. (1933). «Теория воды и ионных растворов с особым упором на водород и гидроксильные ионы». Журнал химической физики . 1 (8): 515. Bibcode : 1933JChPh...1..515B. doi : 10.1063/1.1749327.
  6. ^ Bjerrum, N (11 апреля 1952 г.). «Структура и свойства льда». Science . 115 (2989): 385–390. Bibcode :1952Sci...115..385B. doi :10.1126/science.115.2989.385. PMID  17741864.
  7. ^ Lide, DR, ред. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86-е изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  8. ^ ab Richardson, Eliza (20 июня 2021 г.). «Лед, вода и пар». LibreTexts Geosciences . Получено 26 апреля 2024 г. .
  9. ^ ab Akyurt, M.; Zaki, G.; Habeebullah, B. (15 мая 2002 г.). «Явления замерзания в системах лед–вода». Energy Conversion and Management . 43 (14): 1773–1789. Bibcode : 2002ECM....43.1773A. doi : 10.1016/S0196-8904(01)00129-7.
  10. ↑ Тайсон, Нил Деграсс. «Вода, вода». haydenplanetarium.org. Архивировано из оригинала 26 июля 2011 г.
  11. ↑ Sea Ice Ecology Архивировано 21 марта 2012 г. на Wayback Machine . Acecrc.sipex.aq. Получено 30 октября 2011 г.
  12. ^ ab "Лед – особое вещество". Европейское космическое агентство . 16 апреля 2013 г. Получено 26 апреля 2024 г.
  13. ^ ab Lynch, David K.; Livingston, William Charles (2001). Цвет и свет в природе. Cambridge University Press. стр. 161–. ISBN 978-0-521-77504-5.
  14. ^ Уолтерс, С. Макс (январь 1946). «Твёрдость льда при низких температурах». Polar Record . 4 (31): 344–345. Bibcode :1946PoRec...4..344.. doi : 10.1017/S003224740004239X . S2CID  250049037.
  15. ^ Дэвид, Карл (8 августа 2016 г.). «Переработанная трехмерная фазовая диаграмма льда Вервибе». Материалы по химии .
  16. ^ Вагнер, Вольфганг; Сауль, А.; Прусс, А. (май 1994 г.). «Международные уравнения для давления вдоль кривой плавления и вдоль кривой сублимации обычного водного вещества». Журнал справочных физических и химических данных . 23 (3): 515–527. Bibcode : 1994JPCRD..23..515W. doi : 10.1063/1.555947.
  17. ^ Murphy, DM (2005). «Обзор давлений паров льда и переохлажденной воды для атмосферных применений». Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society . 131 (608): 1539–1565. Bibcode : 2005QJRMS.131.1539M. doi : 10.1256/qj.04.94 . S2CID  122365938.
  18. ^ "Основные единицы СИ". Международное бюро мер и весов. Архивировано из оригинала 16 июля 2012 года . Получено 31 августа 2012 года .
  19. ^ "Информация для пользователей о предлагаемом пересмотре SI" (PDF) . Международное бюро мер и весов. Архивировано из оригинала (PDF) 21 января 2018 года . Получено 6 января 2019 года .
  20. ^ Иглев, Х.; Шмайссер, М.; Симеонидис, К.; Таллер, А.; Лауберо, А. (2006). «Сверхбыстрый перегрев и таяние большого количества льда». Nature . 439 (7073): 183–186. Bibcode :2006Natur.439..183I. doi :10.1038/nature04415. PMID  16407948. S2CID  4404036.
  21. ^ Меткалф, Том (9 марта 2021 г.). «Обнаружены экзотические кристаллы «льда 19». Live Science .
  22. ^ La Placa, SJ; Hamilton, WC; Kamb, B.; Prakash, A. (1972). «О почти протонно-упорядоченной структуре для льда IX». Журнал химической физики . 58 (2): 567–580. Bibcode : 1973JChPh..58..567L. doi : 10.1063/1.1679238.
  23. ^ Klotz, S.; Besson, JM; Hamel, G.; Nelmes, RJ; Loveday, JS; Marshall, WG (1999). "Метастабильный лед VII при низкой температуре и давлении окружающей среды". Nature . 398 (6729): 681–684. Bibcode :1999Natur.398..681K. doi :10.1038/19480. S2CID  4382067.
  24. ^ Датч, Стивен. «Структура льда». Университет Висконсина, Грин-Бей. Архивировано из оригинала 16 октября 2016 года . Получено 12 июля 2017 года .
  25. ^ Зальцманн, Кристоф Г.; Радаэлли, Паоло Г.; Халльбрюкер, Андреас; Майер, Эрвин; Финни, Джон Л. (24 марта 2006 г.). «Подготовка и структуры водородоупорядоченных фаз льда». Science . 311 (5768): 1758–1761. Bibcode :2006Sci...311.1758S. doi :10.1126/science.1123896. PMID  16556840. S2CID  44522271.
  26. ↑ Сандерс, Лора (11 сентября 2009 г.). «Очень особенный снежок». Science News . Архивировано из оригинала 14 сентября 2009 г. Получено 11 сентября 2009 г.
  27. ^ Милитцер, Буркхард; Уилсон, Хью Ф. (2 ноября 2010 г.). «Новые фазы водяного льда, предсказанные при мегабарном давлении». Physical Review Letters . 105 (19): 195701. arXiv : 1009.4722 . Bibcode : 2010PhRvL.105s5701M. doi : 10.1103/PhysRevLett.105.195701. PMID  21231184. S2CID  15761164.
  28. ^ MacMahon, JM (1970). "Структуры основного состояния льда при высоких давлениях". Physical Review B. 84 ( 22): 220104. arXiv : 1106.1941 . Bibcode : 2011PhRvB..84v0104M. doi : 10.1103/PhysRevB.84.220104. S2CID  117870442.
  29. ^ Чанг, Кеннет (9 декабря 2004 г.). «Астрономы рассматривают ледяные вулканы в далеких местах». The New York Times . Архивировано из оригинала 9 мая 2015 г. Получено 30 июля 2012 г.
  30. ^ Prockter, Louise M. (2005). «Лед в Солнечной системе» (PDF) . Johns Hopkins APL Technical Digest . 26 (2): 175. Архивировано из оригинала (PDF) 19 марта 2015 г. . Получено 21 декабря 2013 г. .
  31. ^ Шоумен, А. (1997). «Связанная орбитальная и тепловая эволюция Ганимеда» (PDF) . Icarus . 129 (2): 367–383. Bibcode :1997Icar..129..367S. doi :10.1006/icar.1997.5778.
  32. ^ Дебеннетти, Пабло Г.; Стэнли, Х. Юджин (2003). «Сверхохлажденная и стекловидная вода» (PDF) . Physics Today . 56 (6): 40–46. Bibcode :2003PhT....56f..40D. doi :10.1063/1.1595053 . Получено 19 сентября 2012 г. .
  33. ^ Любкен, Ф.-Й.; Лаутенбах, Й.; Хёффнер, Й.; Рапп, М.; Цеха, М. (март 2009 г.). «Первые непрерывные измерения температуры в летних эхосигналах полярной мезосферы». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 71 (3–4): 453–463. Bibcode :2009JASTP..71..453L. doi :10.1016/j.jastp.2008.06.001.
  34. ^ Loerting, Thomas ; Salzmann, Christoph; Kohl, Ingrid; Mayer, Erwin; Hallbrucker, Andreas (2001). "Второе отчетливое структурное "состояние" высокоплотного аморфного льда при 77 K и 1 баре". Physical Chemistry Chemical Physics . 3 (24): 5355–5357. Bibcode : 2001PCCP....3.5355L. doi : 10.1039/b108676f. S2CID  59485355.
  35. ^ Zyga, Lisa (25 апреля 2013 г.). «Новая фаза воды может доминировать в недрах Урана и Нептуна». Phys.org .
  36. ^ ab Розенберг, Роберт (2005). «Почему лед скользкий?». Physics Today . 58 (12): 50–54. Bibcode : 2005PhT....58l..50R. doi : 10.1063/1.2169444 .
  37. ^ ab Chang, Kenneth (21 февраля 2006 г.). «Explaining Ice: The Answers Are Slippery». The New York Times . Архивировано из оригинала 11 декабря 2008 г. Получено 8 апреля 2009 г.
  38. ^ Канале, Л. (4 сентября 2019 г.). «Нанореология межфазной воды во время скольжения по льду». Physical Review X. 9 ( 4): 041025. arXiv : 1907.01316 . Bibcode : 2019PhRvX...9d1025C. doi : 10.1103/PhysRevX.9.041025 .
  39. ^ Макконен, Лассе; Тиканмяки, Мария (июнь 2014 г.). «Моделирование трения льда». Cold Regions Science and Technology . 102 : 84–93. Bibcode :2014CRST..102...84M. doi :10.1016/j.coldregions.2014.03.002.
  40. ^ аб Болх, Тобиас; Ши, Джозеф М.; Лю, Шиинь; Азам, Фарук М.; Гао, Ян; Грубер, Стефан; Иммерзил, Уолтер В.; Кулкарни, Анил; Ли, Хуэйлинь; Тахир, Аднан А.; Чжан, Гоцин; Чжан, Иньшэн (5 января 2019 г.). «Состояние и изменение криосферы в расширенном регионе Гиндукуш-Гималаи». Оценка Гималаев Гиндукуша . стр. 209–255. дои : 10.1007/978-3-319-92288-1_7. ISBN 978-3-319-92287-4. S2CID  134814572.
  41. ^ аб Скотт, Кристофер А.; Чжан, Фань; Мукерджи, Адити; Иммерзель, Уолтер; Мустафа, Дааниш; Бхарати, Луна (5 января 2019 г.). «Вода в Гималаях Гиндукуша». Оценка Гималаев Гиндукуша . стр. 257–299. дои : 10.1007/978-3-319-92288-1_8. ISBN 978-3-319-92287-4. S2CID  133800578.
  42. ^ "НОМЕНКЛАТУРА МОРСКОГО ЛЬДА ВМО" Архивировано 5 июня 2013 г. на Wayback Machine (Многоязычная версия Архивировано 14 апреля 2012 г. на Wayback Machine ) Всемирная метеорологическая организация / Арктический и антарктический научно-исследовательский институт . Получено 8 апреля 2012 г.
  43. ^ Энглезос, Питер (1993). «Клатратные гидраты». Industrial & Engineering Chemistry Research . 32 (7): 1251–1274. doi :10.1021/ie00019a001.
  44. ↑ Газовый гидрат: что это такое?, Геологическая служба США, 31 августа 2009 г., архивировано из оригинала 14 июня 2012 г. , извлечено 28 декабря 2014 г.
  45. ^ Номенклатура морского льда ВМО (отчет). Секретариат Всемирной метеорологической организации. 2014.
  46. ^ Бенн, Д.; Уоррен, К.; Моттрам, Р. (2007). «Процессы откола и динамика отколовшихся ледников» (PDF) . Earth-Science Reviews . 82 (3–4): 143–179. Bibcode : 2007ESRv...82..143B. doi : 10.1016/j.earscirev.2007.02.002.
  47. ^ Робель, Александр А. (1 марта 2017 г.). «Истончение морского льда ослабляет опорную силу айсберговой меланжи и способствует отколу». Nature Communications . 8 : 14596. Bibcode :2017NatCo...814596R. doi :10.1038/ncomms14596. ISSN  2041-1723. PMC 5339875 . PMID  28248285. 
  48. ^ Смедсруд, Ларс Х.; Скогсет, Рагнхейд (2006). Полевые измерения свойств и процессов арктического льда-смазки . Наука и технологии холодных регионов 44. С. 171–183.
  49. ^ Роач, Летти А.; Хорват, Кристофер; Дин, Сэмюэл М.; Битц, Сесилия М. (6 мая 2018 г.). «Возникающее распределение размеров морских льдин в глобальной сопряженной модели океана и морского льда». JGR Oceans . 123 (6): 4322–4337. Bibcode : 2018JGRC..123.4322R. doi : 10.1029/2017JC013692.
  50. ^ Цинь Чжан; Роджер Скьетне (13 февраля 2018 г.). Обработка изображений морского льда с помощью MATLAB. CRC. стр. 43. ISBN 978-1-351-06918-2.
  51. ^ Леппяранта, Матти; Хакала, Ристо (25 апреля 1991 г.). «Структура и прочность однолетних ледяных торосов в Балтийском море». Cold Regions Science and Technology . 20 (3): 295–311. doi :10.1016/0165-232X(92)90036-T.
  52. ^ Сквайр, Вернон А. (2020). «Взаимодействие океанских волн с морским льдом: переоценка». Annual Review of Fluid Mechanics . 52 (1): 37–60. Bibcode : 2020AnRFM..52...37S. doi : 10.1146/annurev-fluid-010719-060301 . ISSN  0066-4189. S2CID  198458049.
  53. ^ «Ледяные яйца» покрывают пляжи Финляндии в редком погодном явлении». BBC News . 7 ноября 2019 г. Получено 22 апреля 2022 г.
  54. ^ geographyrealm (14 ноября 2019 г.). "Как образуются ледяные шары". Geography Realm . Получено 23 апреля 2022 г. .
  55. ^ «Как Гренландия выглядела бы без своего ледяного щита». BBC News . 14 декабря 2017 г. Архивировано из оригинала 7 декабря 2023 г. Получено 7 декабря 2023 г.
  56. ^ аб Фретвелл, П.; Причард, HD; Воган, генеральный директор; Бамбер, Дж.Л.; Барранд, штат Невада; Белл, Р.; Бьянки, К.; Бингхэм, Р.Г.; Бланкеншип, Д.Д.; Касасса, Г.; Катания, Г.; Калленс, Д.; Конвей, Х.; Кук, Эй Джей; Корр, HFJ; Дамаск, Д.; Дамм, В.; Ферраччоли, Ф.; Форсберг, Р.; Фудзита, С.; Гим, Ю.; Гогинени, П.; Григгс, Дж. А.; Хиндмарш, RCA; Холмлунд, П.; Холт, Дж.В.; Джейкобель, RW; Дженкинс, А.; Джокат, В.; Джордан, Т.; Кинг, ЕС; Колер, Дж.; Крабилл, В.; Ригер-Куск, М.; Лэнгли, Калифорния; Лейченков, Г.; Лейшен, К.; Луендык, Б.П.; Мацуока, К.; Мужино, Дж.; Ницше, ФО; Ноги, Ю.; Ност, О.А.; Попов, СВ; Риньо, Э.; Риппин, Д.М.; Ривера, А.; Робертс, Дж.; Росс, Н.; Зигерт, М.Дж.; Смит, А.М.; Штайнхаге, Д.; Штудингер, М.; Сан, Б.; Тинто, Б.К.; Уэлч, Б.С.; Уилсон, Д. ; Young, DA; Xiangbin, C.; Zirizzotti, A. (28 февраля 2013 г.). «Bedmap2: улучшенные наборы данных о ложе, поверхности и толщине льда для Антарктиды». Криосфера . 7 (1): 375–393. Bibcode : 2013TCry ....7..375F. дои : 10.5194/tc-7-375-2013 . hdl : 1808/18763 .
  57. ^ Макги, Дэвид; Грибкофф, Элизабет (4 августа 2022 г.). «Вечная мерзлота». MIT Climate Portal . Получено 27 сентября 2023 г.
  58. ^ Ласель, Денис; Фишер, Дэвид А.; Верре, Маржолен; Поллард, Уэйн (17 февраля 2022 г.). «Улучшенное прогнозирование вертикального распределения подземного льда в арктическо-антарктических вечномерзлых отложениях». Communications Earth & Environment . 3 (31): 31. Bibcode : 2022ComEE...3...31L. doi : 10.1038/s43247-022-00367-z. S2CID  246872753.
  59. ^ Huryn, Alexander D.; Gooseff, Michael N.; Hendrickson, Patrick J.; Briggs, Martin A.; Tape, Ken D.; Terry, Neil C. (13 октября 2020 г.). «Поля наледи как новые экосистемы, зависящие от грунтовых вод, в арктической криосфере». Лимнология и океанография . 66 (3): 607–624. doi : 10.1002/lno.11626 . ISSN  0024-3590. S2CID  225139804.
  60. ^ Джонсон, Крис; Аффолтер, Мэтью Д.; Инкенбрандт, Пол; Мошер, Кэм (1 июля 2017 г.). «14 ледников». Введение в геологию.
  61. ^ "Ice Jams". Nws.noaa.gov. 13 марта 2013 г. Получено 11 января 2014 г.
  62. ↑ Сотрудник (7 февраля 2006 г.). «Ледяные плотины: укрощение ледяной реки». Popular Mechanics . Получено 27 марта 2018 г.
  63. ^ "Круги на полях во льду: как образуются ледяные круги?". Modern Notion . 22 декабря 2015 г. Архивировано из оригинала 8 августа 2017 г. Получено 16 января 2019 г.
  64. ^ Dorbolo, S; Adami, N.; Dubois, C.; Caps, H.; Vandewalle, N.; Barbois-Texier, B. (2016). «Вращение тающих ледяных дисков из-за потока расплавленной жидкости». Phys. Rev. E. 93 ( 3): 1–5. arXiv : 1510.06505 . Bibcode : 2016PhRvE..93c3112D. doi : 10.1103/PhysRevE.93.033112. hdl : 2268/195696. PMID  27078452. S2CID  118380381.
  65. ^ Петренко, Виктор Ф. и Уитворт, Роберт В. (1999) Физика льда . Оксфорд: Oxford University Press, стр. 27–29, ISBN 0191581348 
  66. ^ Эранти, Э. и Ли, Джордж К. (1986) Проектирование конструкций в холодных регионах . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, с. 51, ISBN 0070370346 . 
  67. ^ Dionne, J (ноябрь 1979). «Действие льда в озерной среде. Обзор с особым упором на субарктический Квебек, Канада». Earth-Science Reviews . 15 (3): 185–212. Bibcode : 1979ESRv...15..185D. doi : 10.1016/0012-8252(79)90082-5.
  68. ^ Шварц, Фил (19 февраля 2018 г.). «Опасные шельфовые льды образуются вдоль озера Мичиган». abc7chicago.com . Получено 5 февраля 2020 г. .
  69. ^ "Candle ice". Глоссарий метеорологии . Американское метеорологическое общество . 20 февраля 2012 г. Получено 17 марта 2021 г.
  70. ^ Мейсон, Бэзил Джон (1971). Физика облаков . Clarendon Press. ISBN 978-0-19-851603-3.
  71. ^ Christner, Brent C.; Morris, Cindy E.; Foreman, Christine M.; Cai, Rongman; Sands, David C. (29 февраля 2008 г.). «Повсеместность биологических зародышеобразователей льда в снегопадах». Science . 319 (5867): 1214. Bibcode :2008Sci...319.1214C. CiteSeerX 10.1.1.714.4002 . doi :10.1126/science.1149757. PMID  18309078. S2CID  39398426. 
  72. ^ Глоссарий метеорологии (2009). "Cloud seeding". Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинала 15 марта 2012 года . Получено 28 июня 2009 года .
  73. ^ Pelley, Janet (30 мая 2016 г.). «Действительно ли работает засев облаков?». Chemical and Engineering News . 94 (22): 18–21. Архивировано из оригинала 10 ноября 2016 г. Получено 26 мая 2024 г.
  74. ^ Сандерс, Кристофер Дж.; Барьенбрух, Брайан Л. (1 августа 2016 г.). «Анализ соотношений льда и жидкости во время замерзающего дождя и разработка модели накопления льда». Прогнозирование погоды . 31 (4): 1041–1060. Bibcode : 2016WtFor..31.1041S. doi : 10.1175/WAF-D-15-0118.1.
  75. ^ ab Glossary of Meteorology (2009). "Hail". Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинала 25 июля 2010 года . Получено 15 июля 2009 года .
  76. ^ abc Alaska Air Flight Service Station (10 апреля 2007 г.). "SA-METAR". Федеральное управление гражданской авиации через Internet Wayback Machine. Архивировано из оригинала 1 мая 2008 г. Получено 29 августа 2009 г.
  77. ^ Джуэлл, Райан; Бримелоу, Джулиан (17 августа 2004 г.). "P9.5 Оценка модели роста града в Альберте с использованием зондирования близости сильного града в Соединенных Штатах" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 7 мая 2009 г. . Получено 15 июля 2009 г. .
  78. ↑ Национальная лаборатория сильных штормов (23 апреля 2007 г.). "Aggregate hailstone". Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Архивировано из оригинала 10 августа 2009 г. Получено 15 июля 2009 г.
  79. ^ Brimelow, Julian C.; Reuter, Gerhard W.; Poolman, Eugene R. (2002). «Моделирование максимального размера града во время гроз в Альберте». Weather and Forecasting . 17 (5): 1048–1062. Bibcode : 2002WtFor..17.1048B. doi : 10.1175/1520-0434(2002)017<1048:MMHSIA>2.0.CO;2 .
  80. ^ Маршалл, Жак (10 апреля 2000 г.). "Hail Fact Sheet". University Corporation for Atmospheric Research. Архивировано из оригинала 15 октября 2009 г. Получено 15 июля 2009 г.
  81. ^ "Hail storms rock southern Qld". Australian Broadcasting Corporation. 19 октября 2004 г. Архивировано из оригинала 6 марта 2010 г. Получено 15 июля 2009 г.
  82. ^ Бат, Майкл; Дегаура, Джимми (1997). "Архивы изображений сильной грозы месяца". Архивировано из оригинала 13 июля 2011 года . Получено 15 июля 2009 года .
  83. ^ Вольф, Пит (16 января 2003 г.). «Meso-Analyst Severe Weather Guide». University Corporation for Atmospheric Research. Архивировано из оригинала 20 марта 2003 г. Получено 16 июля 2009 г.
  84. ^ Даунинг, Томас Э.; Олстхорн, Александр А.; Тол, Ричард С.Дж. (1999). Климат, изменение и риск. Routledge. С. 41–43. ISBN 978-0-415-17031-4.
  85. ^ "Hail (запись в глоссарии)". Национальная метеорологическая служба Национального управления океанических и атмосферных исследований. Архивировано из оригинала 27 ноября 2007 года . Получено 20 марта 2007 года .
  86. ^ "Sleet (запись в глоссарии)". Национальная метеорологическая служба Национального управления океанических и атмосферных исследований. Архивировано из оригинала 18 февраля 2007 года . Получено 20 марта 2007 года .
  87. ^ "Что вызывает ледяную крупу (мокрый снег)?". Weatherquestions.com. Архивировано из оригинала 30 ноября 2007 года . Получено 8 декабря 2007 года .
  88. ^ "Иней и крупа". Отдел электронной микроскопии Министерства сельского хозяйства США , Белтсвиллский сельскохозяйственный исследовательский центр . Архивировано из оригинала 11 июля 2017 года . Получено 23 марта 2020 года .
  89. ↑ Глоссарий метеорологии (июнь 2000 г.). «Алмазная пыль». Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинала 3 апреля 2009 г. Получено 21 января 2010 г.
  90. ^ Макконен, Ласе (15 ноября 2000 г.). «Модели роста изморози, гололеда, сосулек и отложений мокрого снега на сооружениях». Philosophical Transactions of the Royal Society of London A . 358 (1776): 2913–2939. doi :10.1098/rsta.2000.0690.
  91. ^ «Борьба с ледяными плотинами и их предотвращение». Расширение Университета Миннесоты . Получено 10 апреля 2024 г.
  92. ^ "Что вызывает заморозки?". Архивировано из оригинала 10 декабря 2007 года . Получено 5 декабря 2007 года .
  93. ^ "Факты о погоде: Фрост Холм – Погода в Великобритании – weatheronline.co.uk". weatheronline.co.uk . Архивировано из оригинала 12 февраля 2013 года.
  94. ^ Камеда, Т.; Ёшими, Х.; Азума, Н.; Мотояма, Х. (1999). «Наблюдение за «юкимаримо» на снежной поверхности внутреннего плато Антарктического ледникового щита». Журнал гляциологии . 45 (150): 394–396. Бибкод : 1999JGlac..45..394K. дои : 10.1017/S0022143000001891 . ISSN  0022-1430.
  95. ^ Подольский, Евгений Андреевич; Нюгаард, Бьёрн Эгил Кринглботн; Нисимура, Коити; Макконен, Лассе; Лозовский, Эдвард Питер (27 июня 2012 г.). «Изучение необычного атмосферного обледенения на горе Зао, Япония, с использованием модели Weather Research and Forecasting». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 112 (D2). Bibcode : 2012JGRD..11712106P. doi : 10.1029/2011JD017042.
  96. ^ "hard rime (Глоссарий метеорологии)". Американское метеорологическое общество. 30 марта 2024 г. Получено 11 апреля 2024 г.
  97. ^ "мягкий изморозь (Глоссарий метеорологии)". Американское метеорологическое общество. 30 марта 2024 г. Получено 11 апреля 2024 г.
  98. ^ Бирлинг, DJ; Терри, AC; Митчелл, PL; Каллаган, TV; Гвинн-Джонс, D.; Ли, JA (апрель 2001 г.). «Время холодать: влияние смоделированных глобальных изменений на температуры зарождения листового льда субарктической растительности». Американский журнал ботаники . 88 (4): 628–633. doi :10.2307/2657062. JSTOR  2657062. PMID  11302848.
  99. ^ ab Pan, Qingmin; Lu, Yongzong; Hu, Huijie; Hu, Yongguang (15 декабря 2023 г.). «Обзор и перспективы исследований защиты садовых культур от заморозков с помощью дождевания». Scientia Horticulture . 326 . doi :10.1016/j.scienta.2023.112775.
  100. ^ «Ветряные машины для минимизации холодовых повреждений садовых культур». Правительство штата Онтарио. Июнь 2010 г. Получено 30 мая 2024 г.
  101. ^ Патерсон, WSB (1994). Физика ледников. Баттерворт-Хайнеманн. стр. 27. ISBN 978-0-7506-4742-7.
  102. ^ Кейтцл, Томас; Мелладо, Хуан Педро; Нотц, Дирк (2016). «Влияние термически обусловленной турбулентности на таяние льда на дне». J. Phys. Oceanogr . 46 (4): 1171–1187. Bibcode : 2016JPO....46.1171K. doi : 10.1175/JPO-D-15-0126.1 . hdl : 2117/189387 .
  103. ^ Woods, Andrew W. (1992). «Плавление и растворение». J. Fluid Mech . 239 : 429–448. Bibcode : 1992JFM...239..429W. doi : 10.1017/S0022112092004476 (неактивен 1 ноября 2024 г.). S2CID  122680287.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  104. ^ Хоссейни, Бахарех; Намазян, Али (2012). «Обзор иранских ледяных хранилищ, пример традиционной местной архитектуры». Журнал METU факультета архитектуры . 29 (2): 223–234. doi :10.4305/METU.JFA.2012.2.10.
  105. ^ "Яхчал: Древние холодильники". Earth Architecture . 9 сентября 2009 г.
  106. ^ abc Рейнольдс, Фрэнсис Дж., ред. (1921). "Лед"  . Новая энциклопедия Кольера . Нью-Йорк: P. F. Collier & Son Company.
  107. ^ Хаттон, Мерседес (23 января 2020 г.). «Ледяная сторона истории Гонконга». BBC . Получено 23 января 2020 г.
  108. ^ «Замок Грич: Удивительный фантастический замок, спасённый мечтами и храбростью 12-летнего мальчика». 11 ноября 2020 г.
  109. ^ Кей, Натан (3 января 2019 г.). «Секреты и символы здания венгерского парламента». CNN . Архивировано из оригинала 17 марта 2019 г.
  110. ^ ab Prewitt, Laura (23 июля 2023 г.). "Леденящая душу история". Science History Institute . Получено 26 апреля 2024 г.
  111. ^ «Лед — это деньги в самом холодном городе Китая». The Sydney Morning Herald . AFP. 13 ноября 2008 г. Архивировано из оригинала 2 октября 2009 г. Получено 26 декабря 2009 г.
  112. ^ Вейр, Кэролайн; Вейр, Робин (2010). Мороженое, сорбеты и желе: Полное руководство . стр. 217.
  113. ^ ab ASHRAE . "Производство льда". 2006 ASHRAE Handbook : Охлаждение. Издание Inch-Pound. стр. 34-1. ISBN 1-931862-86-9 . 
  114. ^ Рыдзевски, А. Дж. «Механическое охлаждение: производство льда». Стандартный справочник Маркса для инженеров-механиков . 11-е изд. McGraw Hill: Нью-Йорк. С. 19–24. ISBN 978-0-07-142867-5 . 
  115. ↑ Бюро переписи населения США. «Производство льда: 2002». Архивировано 22 июля 2017 г. в Wayback Machine 2002 Economic Census .
  116. ^ Вроцлавски, Дэниел (21 июля 2015 г.). «Как работает льдогенератор?». USA Today . Получено 26 мая 2024 г.
  117. ↑ Донеган, Брайан (15 декабря 2016 г.). «Что такое черный лед и почему он так опасен?». The Weather Channel . Получено 11 апреля 2024 г.
  118. ^ Дхьяни, Абишек; Чой, Вонджае; Головин, Кевин; Тутеджа, Аниш (4 мая 2022 г.). «Стратегии проектирования поверхности для смягчения нарастания льда и снега». Matter . 5 (5): 1423–1454. doi :10.1016/j.matt.2022.04.012.
  119. ^ Брейтуэйт-Смит, Гэвин (14 декабря 2022 г.). «Краткая история обогреваемого лобового стекла». Hagerty . Получено 11 апреля 2024 г. .
  120. ^ Дейли, Стивен; Коннор, Билли; Гаррон, Джессика; Стюфер, Светлана; Белз, Натан; Бьелла, Кевин (1 февраля 2023 г.). Проектирование и эксплуатация ледовых дорог (PDF) (Отчет). Университет Аляски в Фэрбанксе . Получено 11 апреля 2024 г.
  121. ^ Аб Макконен, Л. (1994) «Лед и строительство». E & FN Spon, Лондон. ISBN 0-203-62726-1 . 
  122. ^ Гланц, Дэвид М. (2001). Блокада Ленинграда, 1941–1944: 900 дней террора. Staplehurst: Spellmount. ISBN 1-86227-124-0.
  123. ^ Бидлак, Ричард; Ломагин, Никита (2012). Ленинградская блокада, 1941–1944: Новая документальная история из советских архивов. Издательство Йельского университета. ISBN 978-0-300-11029-6.
  124. ^ "Санкт-Петербург и связанные с ним группы памятников". Центр всемирного наследия ЮНЕСКО .
  125. ^ Минту, Шафиул; Молинье, Дэвид (15 августа 2022 г.). «Обледенение судов и морских сооружений. Часть 1 — Обзор современного состояния». Ocean Engineering . 258 . Bibcode :2022OcEng.25811501M. doi :10.1016/j.oceaneng.2022.111501.
  126. ^ Рашид, Таймур; Хаваджа, Хасан Аббас; Эдвардсен, Коре (17 августа 2016 г.). «Обзор морских систем обледенения и противообледенительной защиты». Океанская инженерия . 15 (2): 79–87. Бибкод : 2016JMEnT..15...79R. дои : 10.1080/20464177.2016.1216734.
  127. ^ Хэлперн, Сэмюэл; Уикс, Чарльз (2011). Хэлперн, Сэмюэл (ред.). Отчет о гибели SS Titanic : переоценка к столетию . Страуд, Великобритания: The History Press. ISBN 978-0-7524-6210-3.
  128. ^ аб Сахари, Ааро; Матала, Саара (9 декабря 2021 г.). «О титане, ветрах и силе: Транснациональное развитие ледокола, 1890-1954». Международный журнал морской истории . 33 (4): 722–747. дои : 10.1177/08438714211062493.
  129. ^ «Боги для самолетов устраняют опасность обледенения». Popular Science . Ноябрь 1931 г. стр. 28 – через Google Books.
  130. ^ Лири, Уильям М. (2002). Мы замерзаем, чтобы угодить: история исследовательского туннеля NASA по обледенению и поиски безопасности полетов . Вашингтон, округ Колумбия: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. стр. 10. OCLC  49558649.
  131. ^ "Капитан Джон Олкок и лейтенант Артур Уиттен Браун". Онлайн-музей истории авиации. 22 июля 2014 г.
  132. ^ Ньюман, Ричард Л. (1981). «Испытания карбюратора на льду: использование противообледенительной топливной добавки». Журнал авиации . 18 (1): 5–6. doi :10.2514/3.57458.
  133. ^ "Глава 7: Системы воздушного судна". Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B (PDF) . Департамент транспорта США, FAA. 2016. стр. 7–10. Архивировано из оригинала (PDF) 6 декабря 2022 г. . Получено 26 февраля 2023 г. Подогрев карбюратора — это противообледенительная система, которая подогревает воздух до того, как он попадет в карбюратор, и предназначена для поддержания температуры топливовоздушной смеси выше точки замерзания, чтобы предотвратить образование льда в карбюраторе.
  134. ^ Шмитц, Матиас; Шмитц, Герхард (15 августа 2022 г.). «Экспериментальное исследование накопления и высвобождения льда в авиационном реактивном топливе». Аэрокосмическая наука и технологии . 83 : 294–303. Bibcode :2022OcEng.25811501M. doi :10.1016/j.oceaneng.2022.111501.
  135. ^ Дихтер, Хизер Л.; Титцель, Сара (23 марта 2021 г.). «Зимние Олимпийские игры: столетие игр на льду и снегу». Международный журнал истории спорта . 37 (13): 1215–1235. doi :10.1080/09523367.2020.1866474.
  136. ^ Левин, Дэвид (19 ноября 2013 г.). «Изучите историю ледового яхтинга в долине Гудзона». www.hvmag.com . Получено 14 апреля 2020 г. .
  137. ^ "IDNIYRA | Международная ассоциация гонок на ледовых яхтах DN". 27 декабря 2017 г. Архивировано из оригинала 27 декабря 2017 г. Получено 15 апреля 2020 г.
  138. ^ Маркус, Фрэнк. "Гонки быстро и дёшево: гонки на льду". Motor Trend . Архивировано из оригинала 4 июня 2011 г. Получено 30 сентября 2008 г.
  139. ^ Бреймен, Лиза (12 августа 2011 г.). «Почему другие страны не используют кубики льда?». Smithonian . Получено 26 апреля 2024 г.
  140. ^ «Калифорнийская коммунальная служба увеличивает количество кондиционеров на 1800 единиц с помощью «ледяной батареи»». Ars Technica . 4 мая 2017 г.
  141. ^ Deuster, Patricia A.; Singh, Anita; Pelletier, Pierre A. (2007). Руководство по фитнесу и питанию для морских котиков США. Skyhorse Publishing Inc. стр. 117. ISBN 978-1-60239-030-0.
  142. ^ «Уникальный ледяной пирс обеспечивает гавань для кораблей», Архивировано 23 февраля 2011 г. на Wikiwix Arctic Sun. 8 января 2006 г.; Станция Мак-Мёрдо, Антарктида.
  143. ^ "Ocean Disposal of Man-Made Ice Piers". Агентство по охране окружающей среды США . 10 февраля 2023 г. Архивировано из оригинала 1 июля 2023 г.
  144. ↑ О'Брайен, Харриет (19 января 2007 г.). «Ледяные отели: Холодные удобства». The Independent . Получено 26 мая 2024 г. .
  145. ^ Круикшанк, Дэн (2 апреля 2008 г.). «Чему строители домов могут научиться у иглу». BBC News . Архивировано из оригинала 11 марта 2009 г. Получено 26 мая 2024 г.
  146. ^ Голд, Л. В. (1993). «Канадский проект Хаббакук: проект Национального исследовательского совета Канады». Международное гляциологическое общество. ISBN 0946417164 . 
  147. ↑ Сэр Чарльз Гудив (19 апреля 1951 г.). «The Ice Ship Fiasco». Evening Standard . Лондон.
  148. ↑ Talkington, Fiona (3 мая 2005 г.). «Terje Isungset Iceman Is Review». BBC Music. Архивировано из оригинала 24 сентября 2013 г. Получено 24 мая 2011 г.
  149. ^ abcde Слейтер, Томас; Лоуренс, Изобель Р.; Отосака, Инес Н.; Шепард, Эндрю; Гурмелен, Ноэль; Якоб, Ливия; Тепеш, Пол; Гилберт, Лин; Ниенов, Питер (25 января 2021 г.). «Обзорная статья: дисбаланс льда Земли». Криосфера . 15 (1): 233–246Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International. Bibcode :2021TCry...15..233S. doi : 10.5194/tc-15-233-2021 . hdl : 20.500.11820/df343a4d-6b66-4eae-ac3f-f5a35bdeef04 .
  150. ^ Аб фон Шукманн, Карина; Миньер, Одри; Гас, Флора; Куэста-Валеро, Франсиско Хосе; Кирхенгаст, Готфрид; Адусумилли, Сушил; Странео, Фламметта; Аблен, Михаэль; Аллен, Ричард П.; Баркер, Пол М. (17 апреля 2023 г.). «Тепло, накопленное в системе Земля 1960-2020 годы: куда уходит энергия?». Данные науки о системе Земли . 15 (4): 1675–1709 гг.Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International. Bibcode :2023ESSD...15.1675V. doi : 10.5194/essd-15-1675-2023 . hdl : 20.500.11850/619535 .
  151. ^ ab Fox-Kemper, B.; Hewitt, Helene T .; Xiao, C.; Aðalgeirsdóttir, G.; Drijfhout, SS; Edwards, TL; Golledge, NR; Hemer, M.; Kopp, RE; Krinner, G.; Mix, A. (2021). Masson-Delmotte, V.; Zhai, P.; Pirani, A.; Connors, SL; Péan, C.; Berger, S.; Caud, N.; Chen, Y.; Goldfarb, L. (ред.). "Глава 9: Океан, криосфера и изменение уровня моря" (PDF) . Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  152. ^ abc Lenton, TM; Armstrong McKay, DI; Loriani, S.; Abrams, JF; Lade, SJ; Donges, JF; Milkoreit, M.; Powell, T.; Smith, SR; Zimm, C.; Buxton, JE; Daube, Bruce C.; Krummel, Paul B.; Loh, Zoë; Luijkx, Ingrid T. (2023). Глобальный отчет о переломных моментах 2023 (отчет). Университет Эксетера.
  153. ^ Hjort, Jan; Streletskiy, Dmitry; Doré, Guy; Wu, Qingbai; Bjella, Kevin; Luoto, Miska (11 января 2022 г.). «Влияние деградации вечной мерзлоты на инфраструктуру». Nature Reviews Earth & Environment . 3 (1): 24–38. Bibcode :2022NRvEE...3...24H. doi :10.1038/s43017-021-00247-8. hdl : 10138/344541 . S2CID  245917456.
  154. ^ abc Wunderling, Nico; Willeit, Matteo; Donges, Jonathan F.; Winkelmann, Ricarda (27 октября 2020 г.). «Глобальное потепление из-за потери больших ледяных масс и летнего морского льда в Арктике». Nature Communications . 10 (1): 5177. Bibcode :2020NatCo..11.5177W. doi :10.1038/s41467-020-18934-3. PMC 7591863 . PMID  33110092. 
  155. ^ ab Sigmond, Michael; Fyfe, John C.; Swart, Neil C. (2 апреля 2018 г.). «Проекции свободной ото льда Арктики в соответствии с Парижским соглашением». Nature Climate Change . 2 (5): 404–408. Bibcode : 2018NatCC...8..404S. doi : 10.1038/s41558-018-0124-y. S2CID  90444686.
  156. ^ abcdef Армстронг Маккей, Дэвид; Абрамс, Джесси; Винкельманн, Рикарда; Сакшевски, Борис; Лориани, Сина; Фетцер, Инго; Корнелл, Сара; Рокстрём, Йохан; Стааль, Ари; Лентон, Тимоти (9 сентября 2022 г.). «Глобальное потепление, превышающее 1,5 °C, может привести к нескольким переломным моментам в климате». Science . 377 (6611): eabn7950. doi :10.1126/science.abn7950. hdl : 10871/131584 . ISSN  0036-8075. PMID  36074831. S2CID  252161375.
  157. ^ abcdef Армстронг Маккей, Дэвид (9 сентября 2022 г.). «Глобальное потепление, превышающее 1,5°C, может спровоцировать несколько переломных моментов в климате – объяснение статьи». climatetippingpoints.info . Получено 2 октября 2022 г. .
  158. ^ Дай, Айго; Ло, Дэхай; Сун, Миронг; Лю, Цзипин (10 января 2019 г.). «Арктическое усиление вызвано потерей морского льда при увеличении содержания CO2». Nature Communications . 10 (1): 121. Bibcode :2019NatCo..10..121D. doi :10.1038/s41467-018-07954-9. PMC 6328634 . PMID  30631051. 
  159. ^ Риихеля, Аку; Брайт, Райан М.; Анттила, Кати (28 октября 2021 г.). «Недавнее усиление обратной связи альбедо снега и льда, вызванное потерей морского льда в Антарктике». Nature Geoscience . 14 (11): 832–836. Bibcode :2021NatGe..14..832R. doi :10.1038/s41561-021-00841-x. hdl : 11250/2830682 .
  160. ^ Хёнинг, Деннис; Виллейт, Маттео; Калов, Рейнхард; Клеманн, Фолькер; Багге, Майке; Ганопольский, Андрей (27 марта 2023 г.). «Мультистабильность и переходная реакция Гренландского ледяного щита на антропогенные выбросы CO2». Geophysical Research Letters . 50 (6): e2022GL101827. doi :10.1029/2022GL101827. S2CID  257774870.
  161. ^ Раунс, Дэвид Р.; Хок, Регина; Моссион, Фабьен; Хугонне, Ромен; Кохтицкий, Уильям; Хасс, Маттиас; Бертье, Этьен; Бринкерхофф, Дуглас; Компаньо, Лорис; Копленд, Люк; Фаринотти, Даниэль; Менунос, Брайан; Макнабб, Роберт У. (5 января 2023 г.). «Глобальное изменение ледников в 21 веке: каждое повышение температуры имеет значение». Science . 79 (6627): 78–83. Bibcode :2023Sci...379...78R. doi :10.1126/science.abo1324. hdl : 10852/108771 . PMID  36603094. S2CID  255441012.
  162. ^ Voosen, Paul (18 декабря 2018 г.). «Обнаружение недавнего разрушения антарктического ледяного щита вызывает опасения нового глобального потопа». Science . Получено 28 декабря 2018 г. .
  163. ^ Карлсон, Андерс Э.; Вальчак, Морин Х.; Бирд, Брайан Л.; Лаффин, Мэтью К.; Стоунер, Джозеф С.; Хэтфилд, Роберт Г. (10 декабря 2018 г.). Отсутствие западно-антарктического ледяного щита во время последнего межледниковья. Осеннее заседание Американского геофизического союза.
  164. ^ A. Naughten, Kaitlin; R. Holland, Paul; De Rydt, Jan (23 октября 2023 г.). «Неизбежное будущее увеличение таяния шельфовых ледников Западной Антарктиды в течение двадцать первого века». Nature Climate Change . 13 (11): 1222–1228. Bibcode : 2023NatCC..13.1222N. doi : 10.1038/s41558-023-01818-x . S2CID  264476246.
  165. ^ Lau, Sally CY; Wilson, Nerida G.; Golledge, Nicholas R.; Naish, Tim R.; Watts, Phillip C.; Silva, Catarina NS; Cooke, Ira R.; Allcock, A. Louise; Mark, Felix C.; Linse, Katrin (21 декабря 2023 г.). «Геномные доказательства коллапса ледяного щита Западной Антарктиды во время последнего межледниковья» (PDF) . Science . 382 (6677): 1384–1389. Bibcode :2023Sci...382.1384L. doi :10.1126/science.ade0664. PMID  38127761. S2CID  266436146.
  166. ^ Бохов, Нильс; Полтроньери, Анна; Робинсон, Александр; Монтойя, Мариса; Рипдал, Мартин; Бурс, Никлас (18 октября 2023 г.). «Превышение критического порога для ледяного щита Гренландии». Nature . 622 (7983): 528–536. Bibcode :2023Natur.622..528B. doi :10.1038/s41586-023-06503-9. PMC 10584691 . PMID  37853149. 
  167. ^ «Как изменится уровень моря, если все ледники растают?». Геологическая служба США . Получено 15 января 2024 г.
  168. ^ Paxman, Guy JG; Austermann, Jacqueline; Hollyday, Andrew (6 июля 2022 г.). «Общий изостатический отклик на полную разгрузку Гренландского и Антарктического ледяных щитов». Scientific Reports . 12 (1): 11399. Bibcode :2022NatSR..1211399P. doi :10.1038/s41598-022-15440-y. PMC 9259639 . PMID  35794143. 
  169. ^ Barber, CR (март 1966). «Температура сублимации углекислого газа». British Journal of Applied Physics . 17 (3): 391–397. Bibcode : 1966BJAP...17..391B. doi : 10.1088/0508-3443/17/3/312. ISSN  0508-3443. Архивировано из оригинала 29 июня 2021 г. Получено 15 ноября 2020 г.
  170. ^ Рамирес, AP; Хаяши, А.; Кава, Р.Дж.; Сиддхартхан, Р.; Шастры, Б.С. (27 мая 1999 г.). «Нулевая энтропия во «спиновом льду»". Природа . 399 (3): 333–335. Библиографический код : 1999Natur.399..333R. doi : 10.1038/20619.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Найдите значение слова «лёд» в Викисловаре, бесплатном словаре.
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Лёд» .
В Викиресурсе имеется текст статьи « Лед » из справочника New Student's Reference Work .