Вопросы практического осуществленияМожет ли человек изменить климатПросмотров: 8841Комментарии: 015 февраля 2011 г.
Говорят, что непоборимы торосы Ледовитого океана. Это ошибка: торосы поборимы, непоборимо лишь людское суеверие. — С. О. Макаров
Достаточно взглянуть на карту Северного полушария, чтобы увидеть, как изумительно выгодно географическое расположение Берингова пролива для водообмена двух величайших океанов через третий: Атлантического и Тихого через вытянутый вдоль нулевого меридиана Северный Ледовитый океан. Не удивительно поэтому, что еще с прошлого века пытливая человеческая мысль неоднократно обращалась к Берингову проливу, справедливо ища здесь ключ к тайне управления климатом. Холодное дыхание Северного Ледовитого океана, Арктический бассейн которого покрыт наиболее застойными льдами и заслуженно имеет славу «мешка со льдом», подгоняло эту мысль. Казалось, сама природа указывает канал, по которому надо доставить тепло, чтобы ликвидировать ледяное покрывало Полярного бассейна.
Общая ширина Берингова пролива (рис. 31) — 85,2 км; в наиболее же узкой части, в створе островов св. Диомида — 74 км. В этом сечении он довольно мелководен. Его максимальная глубина — 59 м. Средняя же глубина равна 50 м, поэтому живое сечение имеет площадь 3,76 км2. Если через эту горловину пропускать проектируемые 140 000 км3/год, то перегоняемые воды разовьют среднюю скорость 1,2 м/сек. То, что пролив в годы сооружения плотины и в первые годы перекачки будет загромождаться дрейфующими льдами, — обстоятельство очень важное. Поэтому с ним надо познакомиться ближе. По данным лоций навигация в Чукотском море открывается в период от 25 июня до 18 июля и прекращается 11 ноября—15 декабря. Наиболее раннее полное замерзание отмечено 6 сентября и наиболее позднее 6 февраля. Ежегодно с конца сентября на юге Чукотского моря уже образуется лед. В октябре-ноябре дуют северные ветры. Через обширные пространства между островом Врангеля и побережьем Аляски они пригоняют в Чукотское море из Центральной части бассейна ледяные массы, которые заполняют все море.
Продвигаться к Берингову проливу становится трудно — движение тормозят пригоняемые льды, их с каждым днем становится все больше. Зимой движение льда хотя и сильно замедляется, но почти никогда не прекращается полностью. В ноябре-декабре под воздействием ветра возникают торосы, образуемые преимущественно молодыми льдами. Отдельные скопления льдов, массивы и ледяные поля движутся с неодинаковой скоростью, на их окраинах лед то нагромождается, то разрежается. От этого в свою очередь возникают полыньи и разводья, которые при низких зимних температурах быстро затягиваются молодым льдом. В результате всех разнонаправленных движений ледяной покров уплотняется. Примерно с февраля процессы торошения начинают захватывать более старые ледяные скопления. Тем не менее сила ветра такова, что он способен эти уплотнившиеся ледяные массивы перемещать на большие расстояния и вытеснять лед на берег. Если взглянуть на этот ледовый покров с самолета, то нередко можно увидеть, как все пространство от Берингова пролива до мыса Шмидта эабито тяжелыми торосистыми льдами. Однако если с материка дуют затяжные ветры, то они отжимают лед от берега. Тогда под берегами образуются обширные разводья. Были случаи, когда от Берингова пролива до мыса Сердце-Камень на всю видимость горизонта с самолета (примерно 80 миль) море было свободно ото льда. Такое временное очищение моря или образование значительных разводьев наблюдалось в ряде зим. Но обычно береговой припай крепок, его мощность, как правило, достигает 145—175 см. Торосы образуются благодаря подводному течению, приливам—отливам и ветрам. Наибольшее нагромождение вызывает ветер. Чем он сильнее и капризнее, тем больше «натворит» торосов.
В свое время В. Ю. Визе писал, что наиболее благоприятный для торосообразования, очевидно, такой режим, когда свежие и сильные ветры часто меняют свое направление, т.е. беспокойный режим атмосферы. Столь же велика роль ветра и в разрушении берегового припая, который обычно лимитирует начало навигации. Наиболее крупные подводные торосы и другие виды подводных нагромождений заносятся в Чукотское море из Восточно-Сибирского — с севера и северо-востока. Мощные монолитные льды обладают толщиной от 3 до 11 м, а толщина некоторых скоплений достигает 20 м, причем подводная часть не превышает 13 м. Однако в горизонтальном направлении эти скопления не очень обширны — их площадь не выходит за пределы нескольких десятков метров.
Словом, наиболее мощные скопления льдов, обнаруженные в Чукотском море, — это не его «родные» льды, а «пришельцы» из более суровых областей Арктического 4 бассейна. Их пригнал сюда главным образом ветер, а не приливы—отливы, амплитуда которых в Чукотском море незначительна. И морские течения здесь не очень виноваты. При тех скоростях, которые они могут развить в Арктическом бассейне, им не под силу создать ледяные нагромождения, подобные нагнанным и сотворенным ветром. Такова характеристика ледяных полей, которые приблизятся к довольно узкому жерлу Берингова пролива. Не забьют ли они пролив так, что удушат переброску вод из Чукотского моря в Берингово? Расчеты опровергают и это опасение. Глубина моря в районе возможных створов будущей плотины, через которые должны идти перекачиваемые воды и льды, составит 55—60 м. Мы же видели, что подводная часть многолетних паковых льдов не превышает, как правило, 13 м.
Площадь их невелика. Следовательно, льды не могут уменьшить живое сечение плотины более чем на 5-10%. Наряду с этим в штормовые дни (в среднем 50 дней в году) возможны сильные подвижки ледяных полей с севера на юг. Встречая жестокое сопротивление, оказываемое телом плотины, большие скопления льда могут наблюдаться у ее северной кромки аналогично отмеченный , выше нагромождениям у побережий. Поэтому верхнему ярусу плотины необходимо придать достаточно обтекаемую форму (рис. 32). Что же это даст? Напирающие льды будут стремиться опрокинуть плотину. При обтекаемой форме ее верха направленные по горизонтали усилия сведутся к минимуму. Энергия напирающего льда будет расходоваться тогда не на опрокидывание плотины и не на создание ледяных нагромождений, а на то, чтобы вползти ледяным полям на кровлю плотины и затем сползти и сброситься на южный бьеф. Обтекаемая форма облегчит и вползание и сброс. При таком очертании верха плотина сможет пропустить многолетний пак толщиной до 5 м и отдельные скопления толщиной до 10—12 м. Если при рабочем проектировании возникнет необходимость, то очертания плотины можно изменить так, что она пропустит еще более мощные ледяные поля и отдельные нагромождения.
Скольжение льда но кровле плотины можно облегчить настолько, что сила трения льда о кровлю сведется до безопасного минимума. Во всяком случае она будет меньшей, чем сила трения льда о подводные борта и днище «Фрама», которые, как известно, блестяще выдержали подвижки и торошение ледяных полей в центральных областях Арктического бассейна, где торосообразование самое сильное — более сильное, чем в Чукотском море. Здесь следует иметь в виду еще одно важное обстоятельство. В воронке Чукотского моря льдам перемещаться легче, чем, например, в проливе Шпицберген — Гренландия. Во-первых, Берингов пролив расположен на 1500 км южнее пролива Шпицберген — Гренландия, а во-вторых, нижняя поверхность дрейфующих льдов будет систематически омываться проточными водами. Более южное положение обеспечивает больше солнечного тепла. Температура же проточных вод на несколько десятых градуса превысит температуру замерзания. Опыт северных гидроэлектростанций показал, что проточные воды заметно подтачивают и мощность, и прочность ледяных скоплений, которые образуются при входах в плотину. Наблюдения за состоянием льдов у выхода реки Ангары из Байкала Показывают, что место выхода вообще не замерзает. Температура же воздуха зимой в Беринговом проливе не ниже, чем у места выхода Ангары; соленость же выше, что замедляет образование льда и снижает его прочность.