Почему зимой вода в водоемах не промерзает до дна?

8 ответов на вопрос “Почему зимой вода в водоемах не промерзает до дна?”

  1. Dorilace Ответить

    Оказывается, когда температура воды начинает понижаться, в замкнутых водоемах происходят очень интересные вещи. Пресная вода, по причине уникальной молекулярной структуры, обладает максимальной плотностью при температуре +4?С. И когда температура воды продолжает понижаться, в озере происходит разделение слоев с разной температурой, образуется сезонный термоклин.
    Вода с температурой +1-2°С всегда легче, чем слой воды с температурой +4°С, который расположен на дне. Из-за слабой циркуляции водных масс (а мы помним, что это не река, а именно глубокое озеро) активного перемешивания и выравнивания температуры не происходит. По этой причине вода с температурой около +4 градусов всегда находится в нижней части водоема. Постепенно нарастающий слой льда и более холодная вода в верхней части водоема не дают промерзнуть озеру до дна. Рыбы и другие водные обитатели продолжают жить в озере, не опасаясь превратиться в кусок льда.

  2. Gazel Ответить

    Здравствуйте!
    Температура наибольшей плотности воды: +4 С см: http://news.mail.ru/society/2815577/
    Это свойство воды является принципиально важным для выживания «живности» многих водоёмов. Когда начинается понижение температуры воздуха (и соответственно – воды) осенью и в предзимье, сначала при температуре выше +4 С более холодная вода с поверхности водоёма опускается вниз (как более тяжёлая), а тёплая, как более лёгкая, поднимается вверх и идёт обычное вертикальное перемешивание воды. Но как только во всём водоёме по вертикали устанавливается Т= +4 С, процесс вертикальной циркуляции останавливается, поскольку с поверхности вода уже при +3С становится легче той, что находится ниже (при +4С) и турбулентная теплопередача “холода” по вертикали резко сокращается. В итоге с поверхности вода даже начинает замерзать, потом устанавливается и ледяной покров, но при этом в зимний период передача «холода» в нижние слои воды резко уменьшается, так как и сам слой льда сверху, и тем более, слой выпавшего на лёд сверху снега обладают определё1нными теплоизоляционными свойствами! Поэтому у дна водоёма почти всегда остаётся хотя бы тонкий слой воды при Т=+4С – а это и есть температура выживания в водоёме речной, болотной, озёрной и пр. живности. Если бы не это интересное и важное свойство воды (Мах плотность при +4С), то водоёмы на суше все промерзали бы до дна каждую зиму, и жизнь в них не была бы такой обильной!
    Всего доброго!

  3. Arazuru Ответить

    В мелких прудах при очень сильном морозе, бывает, промерзает. Но обычно – нет. Дело в том, что молекулы H2O в составе льда расположены упорядоченно, в кристаллической решётке, и зазоры между ними больше, чем между молекулами жидкой воды (вода в целом устроена так, что самая высокая её плотность достигается при температуре около +3,7 по Цельсию). А чем меньше молекул/вещества на определённый объём, тем меньше плотность. В итоге лёд обладает меньшей плотностью, чем вода, поэтому он легче и не тонет. Водоём промерзает на некоторую глубину, но дальше мороз “не достаёт”. Подо льдом обычно остаётся небольшая прослойка воздуха (а воздух плохо проводит тепло – когда бабушки кутают малышей в сто одёжек, как капусту, между слоями одежды тоже остаются прослойки воздуха). Да и сами лёд со снегом тоже обладает некоторыми теплоизолирующими свойствами – не зря птицы вроде куропаток зимой ночуют в снегу, а эскимосы строят ледяные иглу.
    Если бы лёд намерзал и затем тонул, то на поверхности озера или реки образовывались и тонули бы всё новые слои, и в конце концов водоёмы бы промерзали до дна. Местным обитателям пришлось бы приспособить жизненный цикл к смене сезонов – стать эфемерными (летом плавай, зимой закапывайся в ил/откладывай морозостойкую икру и помирай), либо научиться переживать заморозку и оттаивание.
    В реках, кстати, есть дополнительное препятствие – течение. Из-за него вода, возможно, быстрее испаряется, получаются брызги, образуются сосульки на ветках и снежная бахрома. Но сама стремнина замерзать не будет – да ещё и лёд станет подтачивать. Насколько я понимаю, это происходит потому, что чем быстрее течёт вода, тем сложнее ей перенять температуру окружающей среды. Из-за того же эффекта летом в быстрой речке вода будет холоднее, чем в затоне или стоячем болотце, так как из-за течения вода не будет успевать хорошенько прогреться.

  4. Нечто Ответить

    Практически каждый из нас задавался вопросам, почему даже в условиях суровых зим водоемы никогда не промерзают полностью. Оказывается, воду зимой в реках и озерах “согревает”, как ни странно, лед, сообщил телеканал “360”. Он не пропускает холод и держит температуру в проруби в районе +4 градусов.
    Именно такие температурные показатели воды важны для обитателей озер, рек и прудов. Рыбы “зимуют” на дне, где теплее. Кроме того, при +4 вода приобретает свою наибольшую плотность. Чем она холоднее, тем легче.
    Осенью и в предзимье, когда температура воды выше +4 градусов, более холодная вода опускается вниз, а теплая поднимается наверх. Идет так называемое вертикальное перемешивание. Как только температура воздуха и воды начинает понижаться, перемешивание замедляется. Верхний слой становится холоднее, и на поверхности начинает появляться защитная ледяная корка, которая не пускает холодный воздух вниз.
    По той же причине не замерзают океаны и моря. Дело еще и в соли, а также в их огромной площади и течениях. Исключение составляет Северный Ледовитый океан. Он оправдывает свое название и замерзает почти полностью. В некоторых местах толщина его льда доходит до пятидесяти метров. Ходят по нему только ледоколы.
    Чтобы море полностью замерзло, нужны экстремальные условия – морозы около -30 градусов, которые бы стояли несколько месяцев.  Последний раз такую картину наблюдали одесситы в 2012 году. Впервые за 30 лет черноморский курорт превратился в черноморский ледник.
    Толщина льда водоемов в московском регионе сейчас составляет около 30 сантиметров. Как сообщает региональное МЧС, сплошной ледовый покров сохраняется на большинстве из них. Но все же осторожность не повредит, ведь лед – субстанция коварная.
    Между тем, по мнению многих ученых, человечеству стоит ждать не глобального потепления, а ледникового периода. Метеорологи говорят о потеплении в связи с вмешательство человека в окружающую среду. Однако климатологи связывают изменения температуры с активностью Солнца. Читать далее>>

  5. Aurinadar Ответить

    Даю точный ответ.
    Глубокие водоемы зимой не промерзают до дна. Почему это происходит? Ведь обычно при охлаждении вещества становятся тяжелее. Если бы это происходило и с водой, то лед опускался бы на дно водоема, и постепенно вся вода стала бы твердой. А кристаллическая вода (лед) плавает на поверхности в виде тонкой наледи, толстых льдин или громадных айсбергов: ведь лед легче жидкой воды.
    Почему же лед плавает на поверхности воды? К этому все так привыкли, что перестали считать такое поведение воды удивительным. А ведь веществ, которые в твердом состоянии легче, чем жидкие, очень мало.
    Причина необычных свойств кристаллической воды – особая, “ажурная”, структура льда, в которой, как в кружевах, много пустых мест; вот почему лед такой легкий.
    При плавлении льда молекулы воды немного сближаются, и плотность жидкой воды при температуре плавления становится чуть-чуть выше, чем у льда. А наибольшее значение плотность воды приобретает при 4 °С, когда ледяные “кружева” полностью разрушаются.
    Именно такую температуру зимой имеет вода у дна непромерзающих пресноводных водоемов. Благодаря этому выживают в самые жестокие холода плавучие обитатели рек, озер и прудов.

  6. БуСИНкА Ответить

    Даже в самые лютые морозы реки и озера не промерзают до дна. Сверху их поверхность покрывается слоем льда, толщина которого, как правило, не превышает нескольких десятков сантиметров. Все зависит от погодных условий, которые, на данный момент, сложились в данном регионе. Но даже при чрезвычайно низких температурах, которые имеют место в Восточной Сибири, реки не промерзают до дна. Почему так происходит?
    Вы, наверняка, замечали, что лед не тонет, и всегда находится на поверхности воды. Это связано с тем, что при замерзании и испарении она теряет свой вес.  Самой тяжелой  вода становится при температуре четыре градуса тепла. Теперь давайте посмотрим, какие процессы происходят в озере при  отрицательной температуре окружающего воздуха.
    А происходит следующее. Поверхностные слои воды охлаждаются до температуры плюс четыре градуса, тяжелеют, и опускаются вниз. При этом они  вытесняют  более теплые, нижние слои, которые поднимаются вверх. После этого процесс повторяется снова.  Как только температура воды в озере выровняется, и достигнет четырех градусов, процесс естественной конвекции прекратится, и на поверхности озера появится слой льда. Благодаря ледяному  «одеялу», охлаждение воды прекратится, а значит, прекратится и процесс образования льда. Несмотря на холод, жизнь в озере продолжается. Рыба, и водные растения, прекрасно себя чувствуют, чем и пользуются любители зимней рыбалки,
    В море вода соленая. Ее точка замерзания значительно ниже нуля градусов. В зависимости от содержания в воде соли, она может находиться  в интервале от минус двух, до минус восемнадцати градусов. Именно по этой причине не замерзает Черное море, а также Мировой океан. Хотя, случай замерзания Черного моря имел место. Но столь низкая температура окружающего воздуха в этих местах,  это, скорее всего, исключение из общих правил.

  7. PeaceDeath Ответить

    Рассмотрим простейшую ситуацию – замерзание озера. Поскольку мороз не может воздействовать на воду снизу (со дна) и сбоку (с берегов), рассмотреть нужно только охлаждение сверху (холодным воздухом). Допустим, температура воды была +20 градусов. Теперь на поверхность озера пришёл холодный воздух. Самый ближайший к воде слой воздуха забирает тепло от воды и чуть-чуть подогревается. Тёплый воздух легче холодного (имеет меньшую плотность), поэтому он поднимается вверх, а на его место опускается холодный.
    Но и вода (ближайший к поверхности слой) отдав свое тепло, охлаждается. Плотность холодной воды больше, чем тёплой, поэтому охладившаяся вода опускается вниз, а на её место поднимается более тёплая вода. Такой процесс продолжается до тех пор, пока вода (вся вода в озере, до самого дна) остынет до температуры +4°С, (если точнее, то до +3,98°С). При этой температуре плотность воды – максимальна (причину этого рассматривать не будем, примем это как данность, пусть считается, что бог так установил). Что же дальше? Следующая приповерхностная порция воды отдав своё тепло воздуху, охладилась ниже +4°С, пусть например до +3°С. Плотность её меньше, чем у основной массы воды (мы договорились, что вся вода в озере остыла до +4°С). Поэтому этот остывший слой воды не будет опускаться, а останется на поверхности. Далее он остынет до +2, +1 и до 0°С. Из-за этого вода становится ещё легче, и перемешиваться с более глубоколежащими слоями не будет. Теперь этот верхний слой воды замёрзнет, превратится в лёд. Теплопроводность льда выше, чем теплопроводность воды, поэтому образовавшийся слой льда почти не влияет на процесс дальнейшего охлаждения.
    А промерзает водоём до дна или нет, зависит в конечном счёте от его глубины. За долгие зимы мелкие водоёмы (лужи) промерзают до дна, а глубокие просто-напросто не успевают.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *