Скорость звука в воде

Скорость звука в воде зависит от температуры, солёности и давления. При температуре 25 °C, например, скорость равна 1496 м/с. В морской воде звук распространяется в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе. С повышением любого из упомянутых факторов (температуры, солёности, давления) скорость звука в воде возрастает. При действии всех причин в среднем скорость распространения звука в пресной воде около 1450 м/с, а в морской — около 1500 м/с. Сведений об исследованиях подобного рода в пресной воде нет. В океанах звуковые колебания, возникшие при подводном взрыве, произведённом исследовательским судном Колумбийского университета «Вема» в 1960 году, были зарегистрированы на расстоянии 12 тыс. миль. В подводном звуковом канале у побережья Австралии была взорвана глубинная бомба, и примерно через 144 мин звуковые колебания достигли Бермудских островов, то есть почти противоположной точки земного шара. Наиболее характерной особенностью байкальской воды является её низкая солёность со средним значением 0,096 г/кг и с возможными изменениями на ±8 %. Отсюда следует, что скорость звука в байкальской воде выше, чем в дистиллированной воде, примерно на 0,127 м/сек с возможными отклонениями на ±8 %, или на ±0,0102 м/сек. Для реальных изменений солёности байкальской воды расчёт скорости звука проводится без учета солёности. Для условий озера Байкал была получена специальная формула:

где — скорость звука в м/сек, — температура в °С, — глубина в метрах (Колотило Л. Г. и Шерстянкин П. П., 1985).

Формула применима только для условий озера Байкал, так как при её выводе были учтены следующие факторы: пространственно-временная изменчивость температуры воды озера Байкал, широта озера Байкал (54° с. ш.), высота озера над уровнем моря (455 м), солёность воды (0,096 г/кг). Среднеквадратическая погрешность формулы составляет: на поверхности ( = 0 м) ±0,045 м/сек, на горизонте ( = 1000 м) ±0,1 м/сек.

Лёд

Рис. 3 Лёд Байкала

В период ледостава (в среднем 9 января — 4 мая) Байкал замерзает целиком, кроме небольшого участка в 15—20 км протяженностью находящегося в истоке Ангары. Период судоходства для пассажирских и грузовых судов обычно открыт с июня по сентябрь; научно-исследовательские суда начинают навигацию вслед за вскрытием озера ото льда и завершают её с замерзанием Байкала, то есть с мая по январь

К концу зимы толщина льда на Байкале достигает 1 м, а в заливах — 1,5—2 м. При сильном морозе трещины, имеющие местное название «становые щели», разрывают лёд на отдельные поля. Длина таких трещин — 10—30 км, а ширина — 2—3 м. Разрывы происходят ежегодно примерно в одних и тех же районах озера. Сопровождаются они громким треском, напоминающим раскаты грома или выстрелы из пушек. Человеку, стоящему на льду, кажется, что ледяной покров лопается как раз под ногами и он сейчас провалится в бездну. Благодаря трещинам во льду рыба на озере не гибнет от недостатка кислорода. Байкальский лёд, кроме того, очень прозрачен, и сквозь него проникают солнечные лучи, поэтому в воде бурно развиваются планктонные водоросли, выделяющие кислород. По берегам Байкала можно наблюдать зимой ледяные гроты и на брызги.

Байкальский лёд преподносит учёным немало загадок. Так, в 1930-х годах специалисты Байкальской лимнологической станции обнаружили необычные формы ледового покрова, характерные только для Байкала. Например, «сопки» — конусовидные ледяные холмы высотой до 6 м, полые внутри. Внешним видом они напоминают ледяные шатры, «открытые» в противоположную от берега сторону. Сопки могут располагаться по отдельности, а иногда образуют миниатюрные «горные хребты». Также на Байкале существуют ещё несколько видов льда: «сокуй», «колобовник», «осенец».

Кроме того, весной 2009 года в Интернете были распространены спутниковые снимки разных участков Байкала, на которых были обнаружены тёмные кольца. По мнению учёных, эти кольца возникают благодаря подъёму глубинных вод и повышению температуры поверхностного слоя воды в центральной части кольцевой структуры. В результате этого процесса образуется антициклоническое (по часовой стрелке) течение. В зоне, где течение достигает максимальных скоростей, усиливается вертикальный водообмен, что приводит к ускоренному разрушению ледового покрова.

Рельеф дна

Дно Байкала имеет ярко выраженный рельеф. Вдоль всего побережья Байкала в большей или меньшей степени развиты прибрежные мелководья (шельфы) и подводные склоны; выражено ложе трех основных котловин озера; есть подводные банки и даже подводные хребты.

Котловина Байкала делится на три котловины: Южную, Среднюю и Северную, отделённые друг от друга Двумя хребтами — Академическим и Селенгинским.

Наиболее выразителен Академический хребет, протянувшийся от острова Ольхон к Ушканьим островам (которые являются его самой высокой частью). Протяженность его около 100 км, максимальная высота над дном Байкала 1848 м. Толщина донных отложений в Байкале достигает около 6 тыс. м, и как установлено гравиметрической съемкой, в Байкале затоплены одни из высочайших гор на Земле, высотой более 7000 м.^[17]

Дата добавления: 2015-11-14