Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Воздействие нефтяных загрязнений на льды и поверхность арктических вод

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Тарашкевич, Валерий Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДСТШШОЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ.и

1.1. Спектру поглощения нефтей и нефтепродуктов.

1.2. Влияние нефтяных загрязнений на проникновение солнечного излучения в волу.

1.3. Воздействие нефтяных загрязнении на альбедо сненно-ледяной поверхности;.

1.4. Влияние нефтяных загрязнений на поверхностные стаивание снекно-ледяного покрова

2. ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА СОБСТВЕННОЕ ИК

ИЗЛУЧЕНИЕ ВОДНОЙ И СНЕЖНО-ЛЕДЯНОИ ПОВЕРХНОСТИ.

2.1. Энергетическая чувствительность ИК аппаратуры при индикации нефтяных загрязнений.бб

2.2. Индикация нефтяных загрязнений в Арктическом бассейне методом ИК радиометрии.

3. ВЗЖЛОДЩСТВИЕ НЖТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ С МНОГОЛЕТНШ МОРСКИМ ЛЬДОМ.

3.1. Миграция нефти через многолетний морской лед.

3.2. Влияние нефти на физико-механические характеристики морского льда.

4. ВЛИЯНИЕ ПЛЕНОК НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ВОЛНЕНИЕ

ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ. Юб

4.1. Экспериментальное исследование воздействия пленок нефтепродуктов на волнение водной поверхности. ±

4.2. Разработка оптического метода измерения параметров ветрового волнения

5. ВЛИЯНИЕ НШТЕПР0Д7КТ0В НА НАРАСТАНИЕ ЛЬДА.

5.1. Теплопередача через слои нефти в условиях

Арктики.

5.2. Метод защиты участков акваторий от глубокого промерзания

Введение Диссертация по географии, на тему "Воздействие нефтяных загрязнений на льды и поверхность арктических вод"

выше, чем в приповерхностном слое воды и приводном слое атмосферы /7/« Площадь водной поверхности, которая подвержена воздействию нефтяных загрязнений, по оцешсам работы 3 в настоящее время достигает нескольких миллионов квадратных кило1,метров:. Вредные последствия загрязнения водной поверхности нефтью и нефтепродуктаьш весьма многообразны и еще до конца не изучены. Нефтяные загрязнения заметно влияют на физико-химические процессы взаимодействия океана и атмосферы, изменяют оптические и гидродиналшческие свойства водной поверхности, причем их влияние распространяется вплоть до штормовых условий /12/, когда они начинают действовать на механизм масср и энергопереноса брызгами. Пленочные загрязнения подавляют высокочастотную область спектра ветрового волнения, уменьшают сопротивление поверхности /13/, заметно уменьшают частоту обрушения волн, что снижает аэрацию морских вод. Сильно поглощая коротковолновую часть спектра солнечной радиации, пленки нефти существенно изменяют световой и тепловой режим водной поверхности /14-17/. Количество литературных источников, посвященных проблеме нефтяных загрязнений Мирового океана насчитывает тысячи наименований /I/. Однако до сих пор многие аспекты взаимодействия нефтяных загрязнений с Мировым океаном остаются неясными. Подавляющее число работ посвящено исследованию влияния нефтяных загрязнений на акватории, свободные от льда, П Р И умеренных значениях температуры воздуха и воды. Поведение se нефти в высокоширотной части Мирового океана практически не изучено, Между тем особенности гидрологического, теплового и ледового режигла Арктики дают основания ожидать более тяжелых последствий от загрязнения арктических морей нефтью и продуктами изменения количества льдов в Арктическом бассейне, что по оценкам многих авторов /25,26/ мокет цривести к необратимым измененишл клилгата Земного шара. Не исключено, что для предотвращения опасности ухудления климата придется провести ряд мероприятий по сохранению существующего ледового рекшла в Арктике, что требует изучения взаимодействия нефтянык загрязнений с лещвш! покровом. Среди немногочисленных работ по изучению поведения нефти в арктических морях есть исследования /27,28/, в которых указывается на то, что нефть, попавшая под однолетний морской лед, в весенне-летний период мигрирует сквозь его толщу к поверхности и, выходя на нее, существенно снижает альбедо. При ршении некоторых прикладных задач было установлено, что распыление твердах теьшоокрашенных веществ (угольная пыль, песок и т.п.) на сне?шо-ледяную поверхность существенно увеличивает поверхностное стаивание за счет снижения альбедо /26,29/. Нефть, попадая на сненно-ледяную поверхность, также заметно снизкает альбедо /59,62/, но процессы таяния в присутствии нефтяных загрязнений могут отличаться от процессов, происходящих в естественных условиях и в условиях распыления твердых теглноокрашенных веществ, которые тякелее воды и поэтоглу при образовании снеЕяиц остаются на поверхности льда, а нефть и ее продукты, вследствие меньшего удельного веса по сравнению с водой, образуют на водной поверхности снеш1иц пленки, толщина которых определяется площадью водного зерхсала и количеством нефти. Нефть, которая тем шш иным способом попадет под морской лед, будет задерживаться в нем /27,28/. Поэтоглу попадание нефти под многолетние морские льда, которые дрейфуют в Арктическом бассейне, может привести к распространению нефтяных загрязнений от места разлива по площади Арктического бассейна /21,30/. Исследования взаимодействия нефти с однолетним морским льдом установили, что нефть в весенне-летний перюд быстро мигрирует сквозь толщу льда к его поверхности /28,31/. Многолетние морские льды за один сезон полностью не стаивают, поэтому затруднительно предсказать судьбу нефти, попавшей под толщу гдноголетнего морского льда. Ввиду того, что взаимодействие нефти с многолетними морскими льдами не изучено вовсе, у исследователей нет единого мнения, за какой период времени нефть, попавшая под толщу многолетнего морского льда, выйдет на поверхность глноголетнего льда Знание скорости миграции нефти через различные виды морских льдов необходимо для выбора оптимальной стратегии и тактики при проведении работ по очистке загрязненных участнэв ледовитых акваторий, разработки соответствуюпщх методов и устройств, а также для оценки бюджета нефтяного загрязнения в Арктическом бассейне. В настоящее время предложено много способов индикации нефти на водной поверхности, свободной от льда, нацршшр I I 32-37/. Проблема же возможности индикации нефтяных загрязнений в ледовитых акваториях находится в стадии полемических обсуждений /38,39/. Учитывая, что проведение работ по очистке от нефтяных загрязнений ледовитых акваторий существенно сложнее и требует значительно больших экономических затрат, чем на открытой воде, задачасвоевременногообнаружеяия и возможности предсказания поведения нефти в дрейфующих льдах приобретает в Арктике особую важность. Традиционные химические способы индшции нефтяных загрязнений в условиях Арктического бассейна неэффективны не только из-за их малой оперативности, но и за счет труднодоступности центральных частей Арктического бассейна вследствие наличия тяжелых дрейфующих льдов в течение всего года. Поэтому дом успешного контроля нефтяного загрязнения в Арктике необходима разработка дистанционных методов индикации пролитой нефти, в том числе оптических, которые обладают лучшим пространственным разрешением по сравнению с аппаратурой, работающей в радйодиапазоне. Задача индикации нефти в ледовитых акваториях существенно затрудняется из-за значительно большего разнообразия фоновой обстановки, чем в акваториях, свободных от льда. Необходимо заметить, что существенное возрастание трудностей при обнаружений нефтяных загрязнений в ледовитых акваториях определяется целы1л рядом причш, в частности, слабой изученностью случайного поля распределения энергетической яркости и его связи с характеристиками ледяного покрова и большой неопределенностью в параметрах распределения самого загрязненного района и, как следствие, неопределенностью энергетического спектра загрязненной области, что существенно затрудняет теоретические оценки вероятностных характеристик обнаружения нефтяных загрязнений на неравномерном фоне распределения ледовых образований. В общем случав нефтяные загрязнения в высокоширотной части Мирового океана могут находиться на поверхности воды в разводьях, трещинах и участках акваторий, свободных от льда; на поверхности ледяного покрова, под ледяным покровом и в его толще. Частным случаем является ситуация, когда нефтяные загрязнения находятся на водной поверхности. В настоящее время разработано много методов индикации нефтяных загрязнений на водной поверхности, напртлер методы радиолокационного обзора, метод оптической локации, методы радиометрии в СВЧ и Ж диапазонах спектра, методы ьшогозонального спектрометрирования, фотографический метод и некоторые другие. Установлено, что показания активных методов зондирования зависят от значения среднеквадратичного уклона взволнованной водной поверхности, в том числе в высокочастотной части спектра ветрового волнения /11,40/. Однако в настоящее врегш практически отсутствуют количественные данные по демпфирующему действию нефтяных пленок на параметры малых волн, что существенно затрудняет интерпретацию данных дистанционных методов индшшции нефтяных загрязнений на водной поверхности. Поэтому исследование влияния нефтяных загрязнении на волнение водной поверхности и разработка новых методов изучения параметров волнующегося моря особенно в высокоширотной области спектра является важной и актуальной задачей океанологии. Влияние нефтяных загрязнений на температурное поле поверхности океана исследовалось только при положительных температурах воздуха. Температурное поле поверхности океана при отрицательных температурах воздуха в ледовых акваториях при наличии нефтяных загрязнений требует систематического исследования для обоснования возможности обнаружения нефтяных загрязнений в условиях Арктшеского бассейна методом ИК радиометрии. Практически очень слабая изученность воздействия нефтяных загрязнений на ледяной покров и водные массы Арктики потребовало проведение комплекса работ по исследованию гшогообразных сторон влияния нефтяных загрязнешй на физические характеристики снежно-ледяного покрова и водной поверхности в условиях Арктического бассейна. Цель работы исследование воздействия нефтяных загрязнений на льды и поверхность арктических вод применительно к II задачам индикации нефти в условиях Арктики и охраны природной среды. В соответствии с этой целью поставлены следующие основные задачи: экспериглентально исследовать оптические характеристики различных нефтей и нефтепродуктов в диапазоне от ультрафиолетовой до дальней инфракрасной области спектра; исследовать вшшние нефтяньк загрязнений на оптические характерно мши снешю-ледяной поверхности; исследовать влияние нефтяныс загрязнений на температуру водной и снежно-ледяной поверхности; экспершлентально в натурных условиях исследовать поверхностное стаивание ледяного покрова в присутствии нефтяных загрязнений; экспершлентально в натурных условиях исследовать влияние нефти на физико-механические характеристики льда и миграцию нефти через толщу глноголетнего морского льда; экспериментально исследовать влияние нефтяных загрязнений на волнение водной поверхности; исследовать влияние нефти на ледообразование. Научная новизна. В данной работе впервые для условий Арктики: 1. Теоретически и экспершлентально в натурных условиях исследовано влияние нефтяных загрязнений на поверхностное стаивание ледяного покрова. Установлено, что энергия, идущая на поверхностное стаивание зависит 1шк от количества солнечной радиации, так и от скорости ветра и толщины слоя нефти. 2. В результате теорет1неских и экспершлентальных исследований в натурных условиях показано, что обнаружение нефтяных сликов под льдом возможно при синхронном измерении температуры снежно-ледяной поверхности Ж аппаратурой и толщшы снежно-ледяного покрова радиолокационными средствами в диапазоне Бозраст1шх градаций морских льдов от начальных форм до белого льда. 3. Впервые экспериглентально в натурных условиях исследовано взаимодействие нефтяных загрязнений с многолетним морскигл льдом. В результате установлено, что в весенне-летний период нефть мигрирует сквозь толщу льда и в течение одного летнего сезона может выйти на его поверхность. Показано, что скорость 1диграции нефти зависит от кол1нества солнечной радиации, проходящей сквозь толщу льда и поглощенной нефтью. Установлено, что в результате миграции нефти происходит разрушение льда, выражаемое в увеличении пористости и снижении механической прочности. Показано, что с поникением температуры уменьшение предела прочности при одноосном сжатии дш образцов загрязненного нефтью льда по сравнению с образцами чистого льда увеличивается. 4, Установлены колшественные соотношения по увеличенжо успокаивающего действия пленок нефти и бензина с увеличением толщины пленок при различных длинах волн ряби. Показано, что "старение" пленки нефти усиливает ее демпфирующее действие на волнение водной поверхности. 5. Разработан новый оптический способ измерения параметров волнения водной поверхности, позволяющий за счет отсутствия механического контакта с водной поверхностью с лучшигл пространственным разрешением реализовать г,шоготочечную схещ измерения параметров ветрового волнения. 6, Теоретически и экспериментально проанализировано теплоизолирующее действие нефтяных загрязнений. Установлено, существенное замедление роста огьда при наличии нефтяных загрязнений Б начальный период ледообразования и разработан новый способ защиты участков акваторий от глубокого промерзания. Практическая ценность. Полученные в работе результаты, разработанные методы и аппаратура могут быть использованы: в гидрооптике для оценки влияния нефтяных загрязнений на проникновение солнечного излучения в воду; при разработке дистанционной аппаратуры, в частности, И радиометров, для обнаружения нефтяных загрязнений, в том К числе при наличш! льда; для создания систем контроля за состоянием ледяного покрова в районах проведения работ по разведке и добычи нефти в арктических морях; при интерпретации данных дистанционного зондирования поверхности океана в задаче шдикации нефти в Арктическом бассейне; при проведении охранных мероприятий по защите прфодной среды в Арктшсе от нефтяного загрязнения и разработке соответствующих методов и аппаратуры; в разработке рекомендаций по строительству инженерных сооружеяи!! из л е до композитных материалов, предназначенных для разведки и добычи нефти в Арктике; при разработке неконтактных волнографов для измерения параметров взволнованной водной поверхности в высокочастотной области спектра ветрового волнения.I ВЛШНШЗ НШТЯНЬК ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ОтШЕСШЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДСТШШОЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ Изучение оптических характеристик подстилающей поверхности является одной из важнейших проблем оптики океана. Особое значение эта проблема имеет в изучении полярных областей 1Лирового океана, в частности. Арктического бассейна, что связано с особенноетя1йи радиационного и теплового режима Северного Ледовитого океана. Наличие в Арктическом бассейне дрейфующих льдов требует изучения процессов отражения и проникновения лучистой энергии не только через взволнованную водную поверхность, но и через толщу снежно-ледяного покрова. По крайней мере две причины определяют необходимость и с следования воздействия нефтяных загрязнений на оптические х а рактеристики подстилающей поверхности в Арктике; во-первых, возможное изменение существующего количества льдов за счет изменения альбедо снежно-ледяной поверхности; во-вторых, у с тановление возможности индшции нефтяных загрязнений, в том числе дистанционными методами, в условиях Арктического бассейна и разработки методов и аппаратуры для контроля окружающей среды, которые практически не разработаны для ледовитых а к ваторий. В данной главе представлены результаты исследований в о з действия нефтяных загрязнений на оптические характеристики подстилающей поверхности, которые велись в следующих направлениях: измерение спектров поглощения различных нефтей и нефтепродуктов в ультрафиолетовой, видигюй и инфракрасной частях спектра, на основе которых проведена оценка влияния пленочных нефтяных загрязнений на проникновение солнечного излучения в воду, в частности, в водную массу снежниц; исследование воздействия нефтяных загрязнений на альбедо снежно-ледяной поверхности; изучение поверхностного стаивания ледяного покрова в присутствии нефтяных загрязнений; разработка опто-электронных устройств для измерения толщины пленок различных нефтей и нефтепродуктов на водной поверхности. I I Спектры поглощения нефтей и нефтепродуктов Существующие данные по спектрам поглощения нефтей относятся как правило к узким участкам спектра, которые вполне определенным образом расположены по дтшнам волн и составляют так называемые полосатые спектры молекул. Это обусловлено тем, что специалистов по спектроскопии и нефтехимии интересуют спектры поглощения нефтей и нефтепродуктов в узких участках, по которым осуществляется структурно-групповой анализ, устанавливающий типы углеводородов и отдельные структуры или структурные группы, содержащиеся в нефтях различного происхождения. На основании установленного углеводородного состава определяются несколько 1слассов нефтей: метановые, метановонафтеновые, яафтеново-ароматические и т.д. В работе 4 1 по отношению интенс1шностй полос поглощения при значении волновых чисел 1600 и 720 см предложена следующая классификация: —1 при 2,1 0,80 парафиновые нефти, смешанные нефти, -дТбОО 1,5 720 при при 3,8 д 2,2 нафтеновые нефти, 720 -тбоо А 5 ароматические нефти. Поэтогду, а также по экономическим и техническим соображениш-1 (например, по ряду технических причин интервал длин волн от 0,8 до 2,0 мкм в спектроскопии используется редко /42/), несмотря на большое число работ по спектроскопии нефтей данных по спектрам поглощения нефтей различного происхождения в ШИРОКОМ диапазоне спектра, включающем УФ, видимый и Ж участки,явно недостаточно. Между тем при изучении влияния нефтяных загрязнешш на радиационные и тепловые процессы, происходящие в океане, для разработки методов дистанционной индикации загрязненных участков акваторий необходимо знать оптические характеристики нефтей различных месторождений в широком диапазоне спектра от УФ до Ж а не в его узких участках, так как здесь сосредоточена основная доля солнечной радиации и собственного излучения подстилающей поверхности, В последние годы появился ряд работ /14, 43-45/, в которых представлены результаты измерений оптических постоянных нефтей в УФ, видиглой и Ж участках спектра. В работе /44/ измерялись показатели поглощения и преломления двух нефтей Суроханского месторождения; в статье /43/ приведены спектры поглощения нескольких нефтей и одного образца дизельного топлива; в сообщении /14/ представлены показатели поглощения мазута, одного образца нефти и дизельного топлива, наконец, в работе /45/ рассматриваются спектры поглощения пяти нефтей из различных месторождений. Несмотря на казалось бы достаточно большое количество исследованных нефтей, положение дел в Коэффициенты поглощения различных нефтеи и нефтепродуктов в кор Коэффициент поглощения, см Длина волны шзут топоч-нефть м.Нефтяные кам- нефть экст- нефть 0.ПеШир мкм 1ШЙ счаный неф ни( скважина ра 63) 0,30 0,35 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 2,0.10 1,7.10 5,0.10 2,0.10 8,0.10 4,0.10 2,0.10 7,0 4,5 1,0.10 4,0.10 1,0.10 7,0.10 3,3.10 1,6.10 1,0.10 7,0.10 8,0,10 3,4.10 1,6.10 8,4.10 4,9.10 2,6.10 1,5.10 9,2 7,0.10 3,5.10 5,0 2,5 1,0 0,4 0,25 0,20 1 1 4 2 1 Коэффициент поглощения, см- I Длина волны, веретенное глквл масло дизельное топливо масло д л я гипоидашх передач нефть Сан гачали мо 0,30 0,35 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 8,0.10 5,0.10 1,8 2,8.10" 1,0.10" 5,0.10" 4,8.10" 7,0.10 2,0.10 1,1.10 5,0.10 4,0.10 3,6.10 3,3.10 3,0.10 2,4.10 5,1Л0 5,3 6,I.IQ" 2,3.10" 2,3.10" 1,7.10" 1,3.10- 1,3.10" 3,9.10 9,4.10 3,8.10 1,5.10 5,9.10 5,2,10 3,1.10 1,8.10 Анализ измеренных спектров показал, что все исследуемые вещества имеют сильное поглощение в ультрафиолетовой области спектра. С увеличением длины волны поглощательная способность всех нефтей и нефтепродуктов быстро уменьшается. В красной области спектра и ближней Ж области поглощение всех образцов мало. Наибольшим поглощением обладают более тяжелые, тевлноокрашенные сорта нефтей и нефтепродуктов. Зависимости спектрального поглощения нефтей и нефтепродуктов в ультрафиолетовой и видшлой областях спектра имеют вид монотонно убывающих кривых, качественно подобных друг другу. Однако абсолютные значения показателей поглощения в этих областях спектра для теглноокрашенных тяжелых сортов нефтей и нефтепродуктов резко отличаются от показателей поглощения светлых сортов, достигая нескольких порядаюв по величине, В инфракрасной области спектра наблюдается качественное сходство кривых спектрального поглощения ддя различных нефтей и нефтепродуктов. Инфракрасные спектры поглощения всех исследуемых образцов нефтей и нефтепродуктов состоят из ряда характеристических полос поглощения различных структурных групп. Имеются сильные полосы поглощения в интервале длин волн 3,33,6 мкм и 6,7-7,1 мкм. Кроме того, наблюдаются более слабые полосы поглощения в штервале 8,0-15,0 мкм (11,4; 12,3; 13,4 мкм) и в области 2,3-2,4 глкм. В интервале длин волн от 8 до 14 ьш-л (спектральная область, обычно используемая в Ж радиометрии) поглощение исследованных нефтей и нефтепродуктов с увеличением длины волны мало изменяется, а в отличие от видимой области спектра, разброс в абсолютных значениях показателей поглощения для различных нефтей незначителен. Следует обратить внивлание, что поглощение нефтей в этой

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Тарашкевич, Валерий Николаевич

Выводы

Экспериментальные исследования влияния пленочных нефтяных загрязнений на волнение водной поверхности установили количественные зависимости дисперсии уклонов взволнованной водной поверхности от толщины пленки нефтепродукта и от длины волны ряби, которые показывают, что нефтяные пленки существенно успокаивают короткие волны, особенно крутые капиллярные.

С увеличением толщины пленки дисперсия уклонов волн уменьшается.

Старение" нефти приводит к усилению демпфирующих о свойств пленки.

Разработан оптический метод измерения параметров волнения, который позволяет реализовать многоточечную схему измерения возвышений и пространственных производных волн с меньшими погрешностями и лучшим пространственным разрешением по сравнению с традиционными контактными методами.

5. ВЛИЯНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА НАРАСТАНИЕ ЛЬДА

5.1. Теплопередача через слои нефти в условиях Арктики

Значения тепловых характеристик нефтепродуктов и льда существенно отличаются друг от друга. По данным работы /68/ значение коэффициента теплопроводности для нефтепродуктов о находится в пределах (11,3-22,6) «HP5 Вт/м*К; для сырых нефо тей - (12,9 - 17,6) «10 Вт/м»-К. В то время как коэффициент теплопроводности льда /18/ имеет крайние значения 2,02 и 2,25 Вт/м.К. Теплопроводность снега сильно зависит от его плотности: свежевыпавшего, уплотненного мелкозрениетого и фир-низованного - коэффициент теплопроводности по данным работы /79/ соответственно равен 20,5.Ю~2, 29,7-I0"2 и 39,0.ДГ2 Вт/м-К. Экспериментальные исследования теплопроводности нефтепродуктов /112/, масляных фракций бакинской нефти /113/, отдельных групп нефтяных углеводородов и их смесей /114/ выявили, что теплопроводность исследованных жидкостей с понижением температуры увеличивается и температурная зависимость коэффициента теплопроводности выражается формулой:

Xt=h2!,[i-h(t-20')] (5.Х) где , - коэффициенты теплопроводности соответственно при температуре t и 20 °С; fitp - средний температурный коэффициент, равный 9.10"^ -I град .

Коэффициент теплопроводности тяжелых сортов нефтей и нефтепродуктов выше, чем у легких. Вязкость нефтей и нефтепродуктов при понижении температуры повышается и при достижении области аномалии происходит их застывание. По данным работы /ИЗ/ нефтяные фракции, имеющие большее значение температуры кипения, имеют большую вязкость и более высокое значение температуры застывания, например, фракции с температурой кипения до 300 °С при 0 °С имеют вязкость 9,1 слз и застывают при -19 °С, а фракции с температурой кипения 330340 °С - соответственно 14,0слз д -Ю °С.

Сырые нефти некоторых месторождения застывают при относительно высоких температурах, например /115/, Ярегская нефть застывает при -6 °С, Арланская нефть - при -8 °С, а Ромаш-кинская нефть - при О °С. Растекание пролитой нефти по водной поверхности зависит от вязкости, поэтому процессы растекания нефти в условиях Арктики существенно отличаются от подобных процессов, происходящих в тепловодных бассейнах Мирового океана. При низких температурах равновесная толщина нефтяных пленок на водной поверхности будет заметно отличаться, чем при высоких. Наличие льдов также будет препятствовать растеканию нефти, поэтому в условиях Арктики при аварийных разливах можно ожидать наличие более толстых нефтяных пленок нежели в тепловодных частях Мирового океана. В работе /28/ определено, что равновесная толщина нефтяных пленок в условиях Арктики равна 0,80 и 0,88 см для двух типов нефтей {Swan Hi its , tforrno-n н/eMs ). Так как теплопроводность нефтей в 11-17 раз меньше, чем у льда, можно ожидать, что нефтяные слики будут образовывать тепловой экран, препятствующий нарастанию льда в осенне-зимний период. В случае стационарных гидрометеорологических условий теплоизолирующее действие слоя нефти можно оценить, решая дифференциальное уравнение теплопроводности вида

5.2)

- 135 где /\ - коэффициент теплопроводности; t - температура.

Для одномерного температурного поля, когда температура зависит только от одной координаты, решение дифференциального уравнения при постоянном значении коэффициента теплопроводности имеет вид /80/ t = е><х + ьа (5.з)

Постоянные и определяются из граничных условий. Представляя многослойную систему лед-нефть в виде неограничен

О Lm О нои пластины, толщинои п в случае граничных условии третьего рода: при х=о , +o<i(teL-tX9O) = 0

5.4) при z^h, Ah где t^ и tg - теглпература воздуха и воды соответственно; ы^ и о(г - коэффициенты теплообмена поверхности пластины с атмосферой и водной массой.

Выражение для расчета постоянных £>1 и Е>г запишется (5.5)

К А

Распределение температуры принимает вид •h j- to* " t& Г X / 7 .

It * ^

В общем случае для многослойной пластины, состоящей из отдельных однородных пластин толщиной( I- 1,2,.) с соответствующими коэффициентами теплопроводности тепловое соп

- 136 ротивление fief , определяется по следующей формуле

Z7 ' £ А -1

5.7)

Для определения теплоизолирующего действия слоя нефти проведем анализ поведения теплового сопротивления многослойной системы воздух-нефть-лед-вода.

Особенностью такой многослойной системы является наличие в ее составе слоя теплоизолирующей жидкости. В общем случае передача тепла через слой жидкости осуществляется не только за счет кондуктивной (молекулярной) теплопроводности, но и за счет конвекции и лучеиспускания. В расчетах передача тепла за счет лучистого теплообмена считалась пренебрежимо малой. В осенне-зимний период слой нефти будет охлаждаться сверху, поэтому при достаточно больших толщинах и температурных напорах в нем будет существовать свободная конвекция, которая существенно повышает теплопередачу через слой жидкости. Известно, что в бесконечном горизонтальном слое жидкости конвекция возникает, когда критерий Релея превысит некоторое критическое число, т.е.

А =6г-Рг (5.8) 3 п 2PL где ■PWQ - некоторое критическое значение числа Релея; д - ускорение свободного падения; j& - коэффициент объемного расширения; I - толщина слоя жидкости; tff - температура верхней и нижней поверхности стенок, между которыми находится жидкость; = - температуропроводность жидкости;

Ср - удельная теплоемкость жидкости; f - удельный вес жидкости;

- кинематическая вязкость. у

Рассчитанные значения критической толщины слоя нефти и соляра для различных значений разности температур (температурного напора) tH-i& между верхней и нижней поверхностями слоя жидкости приведены на рис. 5,1 и показывают, что при значениях температурного напора, большем 10 °С, развитие конвекции начинается для слоев нефтепродуктов толщиной около 2 см. В теории теплопередачи принято учитывать вклад конвекционной теплопередачи через слой жидкости введением эффективного коэффициента теплопроводности Лэхе » который связан с коэффициентом молекулярной (кондуктивной) теплопроводности жидкости соотношением /80/ ^конд'^к (5.9) где ХцонЬ - коэффициент теплопроводности жидкости за счет молекулярной теплопроводности; 6к ~ коэффициент конвекции. гк = Ot 10S Rcl'* при 403^ < 4О6

5.10) н = о^ яьг при fa < 4о"

Расчеты зависимости от толщины слоя нефтепродукта при различных значениях температурного напора в слое нефтепродукта выявили, что коэффициент теплопроводности для слоя нефти толщиной 2 см даже для экстремального значения температурного напора лЬ = 60 К близок к значению коэффициента тепло

Зависимость критической толщины слоя нефти от температурного напора

Н - критическая толщина слоя, см; дТ -температурный напор, С проводности нефти при наличии только молекулярной теплопроводности, а для толщин более 2 см начинает резко увеличиваться. При меньшем значении температурного напора, например, чению, характерному для кондуктивной теплопроводности при толщинах слоя до 9 см, что видно из рис, 5.2.

Найдя эквивалентный коэффициент теплопроводности за счет кондуктивной и конвекционной теплопередачи в зависимости от толщины слоя нефти, определим общий коэффициент теплопроводности системы лед-нефть, который может быть вычислен по формуле теплопередачи при стационарном режиме

Расчеты зависимости общего коэффициента теплопроводности системы лед-нефть от толщины льда показывают, что теплоизолирующий эффект слоя нефти заметно влияет на теплопередачу при небольших толщинах льда, т.е. в начальной стадии нарастания ледяного покрова. При значительной толщине ледяного покрова теплоизолирующее действие слоя нефти незначительно, что видно рис. 5.3.

За счет возникновения конвекции относительно толстые слои нефти оказывают незначительное влияние на скорость нарастания ледяного покрова. Коэффициент молекулярной теплопроводности нефтей несколько меньше, чем у снега, поэтому можно было бы ожидать существенного теплоизолирующего действия толстых слоев нефтяных загрязнений, однако в осенне-зимний период темпеdt = 0,5 К, коэффициент теплопроводности соответствует зна

Ал где hjt - толщина слоя льда; fiH - толщина слоя нефти; Jyi - коэффициент теплопроводности льда.

5.II)

Зависимость эквивалентного коэффициента теплопроводности слоя нефти от толщины слоя при различных значениях температурного напора Л энв 2,5

2,0

1,5 .

1,0

0,5

5 4 3 2

Ю 20 30 40 50 Н,см

- коэффициент теплопроводности,Зт/м*К; Н-толщина слоя,см температурный напор: I - 0,5°С; 2 - 5°С; 3 - Ю°С; 4 - 30°С; 5 - 60°С I I I I I

Зависимость общего коэффициента теплопроводности загрязненного нефтью льда: а) от толщины слоя нефти, б) от толщины слоя льда oSuf - коэффициент теплопроводности,Вт/м*К; Нн-толщина слоя нефти,см; Нл-толщина слоя льда,м. толщина льда: толщина слоя нефти:

1-0,5 см; 2-1,0; 3-10; I - 2 см; 2 - 5.

4-100; 5-200. paтура верхней поверхности существенно ниже по сравнению с нижней, что вызывает интенсивное перемешивание в слое нефти за счет свободной конвекции, В весенне-летний период за счет интенсивного нагревания сверху градиент температуры в слое нефти может изменить знак на обратный и свободная конвекция возникать не будет. В этом случае теплоизолирующее действие нефти может быть более заметным, чем в осенне-зимний период.

5.2. Метод защиты участков акваторий от глубокого промерзания

Для решения некоторых прикладных задач необходимо иметь минимальное нарастание толщины льда в водоемах на достаточно больших площадях за осенне-зимний период. Такие задачи можно решать двумя путями:

1. Активным воздействием на ледяной покров, при котором происходит его разрушение (например, разрушение различными механическими орудиями, разрушение тепловым воздействием, лучом лазера, взрывом и т.д.).

2. Пассивным воздействием на ледяной покров, при котором создается теплоизолирующий слой, препятствующий уходу тепла от водных масс в атмосферу.

Основным преимуществом пассивных способов является их экономичность, в то время как активные методы чрезвычайно трудоемки и требуют больших затрат энергии, а поэтому дороги

Хорошо известны способы защиты грунта от промерзания: покрытиеслоем теплоизоляционных материалов, применение пористого льда, снегозадержание, создание воздушно-ледяных покрытий.

Одним из наиболее экономически выгодных и, как показано в работе /116/, достаточно эффективных способов является способ создания над поверхностью грунта покрытия из чередующихся слоев льда и воздушных прослоек (такое покрытие можно создать и на водоемах при помощи надувных емкостей, расположенных на водной поверхности под льдом).

Однако приготовление таких покрытий на больших площадях затруднено, и кроме того, их эффективность при значительных толщинах воздушной прослойки резко уменьшается за счет конвективной теплопередачи и лучистого теплообмена, возникающего в них. При малых толщинах воздушных прослоек их теплоизолирующее действие незначительно из-за малого значения теплового сопротивления. Как указывалось выше, нефтепродукты обладают сравнительно низкой теплопроводностью, а, учитывая их низкую стоимость, представляется возможным создание многослойных систем из чередующихся слоев нефти и льда. Теоретические расчеты показывают, что создание таких систем достаточно эффективно. Исходя из условий, обеспечивающих в слоях теплоизолирующей жидкости минимальную теплопередачу за счет конвекции и лучеиспускания, приходится ограничивать толщину слоя по максимуму. Общий коэффициент теплопроводности многослойной системы лед-нефтепродукт вычислялся по формуле: слоя нефтепродукта, который рассчитывается по формуле (£3 ). Расчет общего коэффициента теплопроводности многослойной

5.12) где hyi- и hH; - толщина -го слоя льда,нефтепродукта соответственно;

J/f - коэффициент теплопроводности льда; J**/' ~ эквивалентный коэффициент теплопроводности С -го

- тп системы лед-нефтепродукт показывает, что целесообразно толщины льда и нефтепродукта выбирать одинаковыми и равными приблизительно 1-3 см, так как при толстых слоях льда Jo&s приближается к^ , а при толстых слоях нефтепродукта в условиях низких температур будет возрастать за счет конвективной теплопередачи, снижая эффективность теплоизолирующего покрытия. В случае построения многослойной системы лед-нефтепродукт с толщиной слоев льда и нефтепродукта около 2 см теплопроводность многослойной системы будет приблизительно в 10 раз меньше, чем у льда, т.е. теплоизолирующий эффект будет иметь место. Веж принять, что многослойная теплоизолирующая система должна иметь тепловое сопротивление такое же как слой льда толщиной 3 м (равновесная толщина льда в Арктике /24/}, то, согласно расчетам, число слоев лед-нефтепродукт, когда /i^-Jih = 0,01 м будет равно 16. Для определения промежутка времени, необходимого для образования системы, состоящей из 16 слоев льда и нефтепродукта, примем, что температура воды перед началом образования системы близка к температуре замерзания. При этом допущении время образования прослоек льда хорошо описывается формулами, полученными в работе /116/. Время образования первой прослойки льда толщиной />/1, , равно = ot-Cbl + ^f (5 13)

1< ЯЛлТпр (оЛЗ)

4,

L где hji{ - толщина слоя льда, образовавшегося за промежуток времени;

- коэффициент теплопроводности льда; б^г (Гр - количество тепла, выделяемого при образовании единицы объема льда; j> - объемный вео льда;

Г - удельная теплота ледообразования;

Q-M О RiZ оЛ-—— сп- - - приведенная толщина слоя воздуха; X ы Л»

- коэффициент турбулентного обмена в воздухе на высоте 1м;

Z - высота, на которой задается температура воздуха; CL - коэффициент молекулярной теплопроводности воздуха;

ТПр~ (e-j)—j—- приведенная температура поверхности льда;

Тъ - температура воздуха на высоте Z. ; # - радиационный баланс;

- затраты тепла на испарение с поверхности льда. Бели прослойки льда будут одинаковыми, т.е. = . и все прослойки нефтепродукта будут равными , то время образования Ю -й прослойки льда можно вычислить по формуле

Lfl ?АяТп, (5.14) в» где сч^ - ~~Т~л-—~

CL

При расчете принимали:к = 0,021 ккад/м.ч.град (0,024 Вт/м.К) 2 ккал/м.ч.град (2-1,1630 = 2,326 Вт/м.К), CL- 0,067 м2/*, A =2m,^ = 73600 ккал/м3 (73600-4,1868.I03 Дж/м3). Коэффициент турбулентного теплообмена рассчитывали по формуле где Л/ = 0,4 - постоянная Кармана;

2/ - скорость ветра на уровне^;

- шероховатость подстилающей поверхности.

За шероховатость ровных заснеженных полей принимали величину /117/ ^ = 2,2.Ю~4 м. Тогда /£/ = 0,16 /10,7.

В расчетах средние месячные величины принимались: для сентября - ~ м, = -10 °С; для октября - = 0Д5 м, = -20 °С, а ТПр =7^ , так как затратами тепла на испарение можно пренебречь, а радиационный баланс в сентябре и октябре для Арктики близок к нулю. Результаты расчетов приведены в табл. 5.2. Из таблицы видно, что на образование системы из 16 слоев нефтепродукта и льда по (0,01.16+0,01•16) м потребуется 38 суток, в то время как 16 см чистого льда образуется за 5,2 суток. Расчетная толщина льда, которая образуется за период октябрь-апрель под 16-слойной системой лед-нефтепродукт, приведена в табл. 5.3. Из таблицы видно, что под многослойной системой за указанный период образуется лед толщиной 1,27 м, а без наличия теплоизолирующей многослойной системы - 2,77 м. При расчетах не учитывался приток тепла от воды, а лед считался безснежным. Результаты предварительных теоретических расчетов экспериментально проверялись в натурных условиях в Арктике. Для этой цели в ледяном покрове толщиной 2,8 м были созданы три майны площадью 3«5 г?. В первой майне 22 сентября на поверхность воды был вылит слой соляра толщиной 0,5 см. В процессе нарастания льда под него трижды (28 сентября, 2 и 15 октября) закачивался слой соляра толщиной около 1,3 см. Во второй майне поверхность воды была покрыта слоем пеноплас

Библиография Диссертация по географии, кандидата физико-математических наук, Тарашкевич, Валерий Николаевич, Ленинград

1. Милейковский С.А. Объем нефтяного загрязнения Мирового океана. - Океанология, 1979, т. 19, выи. 5, о. 829-834.

2. Holcomb R.W. Oil in the ecosystem. Science, 1969, v. 166, Ж 3902, p. 204-206.

3. Дубов A.G., Мелешко В.П., Шнееров Б.Е. Влияние крупномасштабных загрязнений нефтяной пленкой на глобальный метеорологический резким. Тр. Главн. Геофиз. обсерв., 1980,вып. 444, с. 3-8.

4. Campbell W.I., Martin S. Oil and ice in the Arctic ocean: possible large-seale interaction. Science, 1973» v. 181, № 4094, p. 56-58.

5. Нельсон-Смит. Загрязнение моря нефтью. JI.: Гидро-метеоиздат, 1973,- 124 с.

6. Симонов А.И., Орадовский С.Г., Юшак А.А. Современное состояние химического загрязнения Северной Атлантики. -Метеорология и гидрология, 1974, № 3, с. 61-69.

7. Симонов А.И., Михайлов В.И. Химическое загрязнение тонкого поверхностного слоя Мирового океана. Тр./ Гос. океан.ин-т, 1979, вып. 149, с. 5-16.

8. Терзиев Ф.С., Норина A.M. Научные и прикладные аспекты проблемы загрязнения северных морей. Проблемы Арктики и Антарктики, 1977, вып. 52, с, 13-16.

9. Михайлов В.И. Результаты определения нефтяных углеводородов и химических пестицидов в тонком поверхностном микрослое Средиземного моря. Океанология, 1979, т. 19, вып. 5, с. 819-823.

10. Немировская И.А. Изучение загрязнения морской средынефтью и нефтепродуктами в 22-м рейсе НИС "Акад. Курчатов".-Океанология, 1979, т. 19, В I, с. 186-190.

11. Митник I.M. Дистанционное зондирование нефтяных загрязнений акваторий. Обнинск.: 1977,- 62 с.

12. Бортковский Р.С. О влиянии загрязнения воды на теплоотдачу и испарение морской поверхности при шторме. Тр./ Глав, геофиз. обсерв., 1979, вып. 423, с. 22-28.

13. Бютнер Э.К., Захарова O.K. Влияние нефтяной пленки на сопротивление поверхности при умеренном ветре. Тр./ Главн. геофиз. обсерв., 1979, вып. 423, с. 3-6.

14. Шевелева Т.Ю., Тарашкевич В.Н., Кропоткин М.А. Влияние нефтяных загрязнений на проникновение солнечного излучения в воду. Океанология, 1978, т. 18, вып. 5, с. 812-814.

15. Шехтер Ф.Н., Кропоткин М.А., Шевелева Т.Ю. Влияние поверхностных пленок загрязняющих веществ на световой и тепловой режим воды. Тр./ Главн. геофиз. обсерв., 1979,вып. 423, с. 11-21.

16. Шехтер Ф.Н., Шевелева Т.Ю., Леус Н.Б., Кропоткин М.А. Оценка влияния поверхностных пленок нефти и нефтепродуктов на световой и тепловой режим воды. Тр./ Главн. геофиз. обсерв. 1980, вып. 444, с. 9-16.

17. Арст Х.Ю., Кард П.Г. К теории радиационного режима покрытого нефтяной пленкой приповерхностного слоя моря в ближней инфракрасной области спектра. Изв. АН СССР, Физикаатм. и океана, 1981, т. 17, £7, с. 737-745.

18. Затучная Б.М., Бакум Т.А. Процессы окисления нефти и нефтепродуктов в морской воде в умеренных широтах. Тр./ Гос. океан, ин-т, 1978, вып. 128, с. 57-69.

19. Зубакша А.Н. Процессы химического и бактериального окисления углеводородов нефтяного происхождения в морской- 158 воде при относительно низких температурах. Тр./ Гос. океан, ин-т, 1978, вып. 128, с. 28-56.

20. Русанов В.П., Дмитриев Ф.А. Особенности образования и распределения пленок углеводородов в арктических морях. -Океанология, 1981, т. 21, вып. 2, с. 280-285.

21. Измайлов В.В., Смагин В.М. Специфика расчета баланса загрязняющих веществ Северного Ледовитого океана. Изв. Всесоюзн. Географ, общ-ва, 1979, т. Ш, вып. 6, с. 486-491.

22. Ayers R.C., Jahns И.О., Glaeser J.L. Oil spills im. the Arctic ocean: extend of spreading and possibility of large-scale thermal effects.-Science, 1974, v.186,№ 4166,p.84-3-845.

23. Арискина H.B. Оценка влияния внешних параметров на ледяной покров в Арктике путем численного эксперимента. -Тр./ Аркт. и антаркт. науч.-исслед. ин-т, 1977, т. 362,с. 71-79.

24. Maykut G.A. and Untersteiner N. Some results from a time dependent thermodynamic model of sea ice. J. Geophys. Res., 1971, v. 76, p. 1550-1586.

25. Будыко М.И. Полярные льды и климат. Л.: Гидроме-теоиздат, 1969,26. Доронин Ю.П. Тепловое взаимодействие атмосферы игидросферы в Арктике. Л.: Гидрометеоиздат, 1969.- 300 с.

26. The interaction of crude oil Arctic sea ice. -Beaufort sea Project. Technical report № 27. Victoria: 1977.- 200 p.

27. Rosenegger L.W. Movement of oil under sea ice. -Beaufort sea Project. Technical report N2 28, Victoria.: 1976.

28. Доронин Ю.П. Расчет стаивания льда при искусственном изменении альбедо. Проблемы Арктики и Антарктики, 1963, вып. 13, с. 45-49.- 159

29. Измайлов В.В. Гипотеза о дрейфующих льдах как механическом факторе очищения и загрязнения гидросферы. Изв. Всесоюзн. географ, общ-ва, 1984, т. 116, вып. 3.

30. Martin S.A. A field study of brine drainage and oil entrainment in first-year sea ice.- J. of Glaciology,1979, v. 22, № 88, p. 473-592.

31. Богородский B.B., Кропоткин M.A.Шевелева T.IO. Методы и техника обнаружения нефтяных загрязнений вод. JI.: Гидрометеоиздат, 1975,- 24 с.

32. Богородский В.В., Кондратьев К.Я., Рабинович Ю.И., Шульгина Е.М., Хохлов Г.П. Микроволновая дистанционная индикация загрязнений поверхности моря нефтепродуктами. Тр./ Главн. Геофиз. обсерв., 1976, вып. 371, с. 22-36.

33. Chandler Р.В. Oil pollution surveillance. AIAA Paper, 1971, Ш 71-1079, p. 1-8.

34. Chandler P.B. Remote sensing of oil polluted seawater AIAA Paper, 1971, Ш 1073, p. 1-8.

35. Millard T.P., Arversen Т.О. Airborn optical detection of oil on water. Appl. Optics, 1972, v. 11, Ж 1,p. 102-104.

36. Бузников А.А., Кондрать ев К.Я., Лахтанов Г.А., Орлов В.М. Дистанционная индикация загрязнений на поверхности моря поляриметрическим методом. Водные ресурсы, 1975, № 3, с. 128-132.

37. Gill R.J., Keliher Т.Е., Rtfssiter J.R., Rich N".H. Bruce-Lockart M.P. A feasibility study of surface techniques for the detection of oil under ice.- Spill Technology newsletter, 1979, v. 4(2), p. 57-67.

38. Bevill R.A., Vunce Thomson, ОfNeil K.A., Lily-Buja-Bijunas, Ken Dagg. Remote sensing of oil spills. Spill Technology newsletter, 1979, v. 4 (2).

39. Исакович М.А. Рассеяние волн на статистически шероховатой поверхности. / Тр./ Акустический ин-т АН СССР, 1969, вып. 5, с. 813-818.

40. Глебовская Е.А. Применение инфракрасной спектроскопии в нефтяной геохимии. -Л.: Недра, 1971.- 140 с.

41. Бабко А.К., Пилипенко А.Т. Фотометрический анализ. -М.: Химия, 1968.- 388 с.

42. Альперович Л.И., Комарова А.И., Нарзиев Б.Н., Пуш-карев Б.Н. Оптические постоянные нефтей в области 0,25-25 мкм. Журнал прикладной спектроскопии, 1978, т. 28, вып. 4, с. 719-723.

43. Золотарева В.М., Китушкина И.А., Сутовскш С.М. Оптические характеристики нефтей в диапазоне 0,4-15 мкм. -Океанология, 1977, т. 17, вып. 6, с. III3-III7.

44. Леус Н.Б., Шевелева Т.Ю. Автономный измеритель толщины нефтяной пленки. В кн.: Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Таллин.: 1980, с. 287-290.

45. Бабушкин А.А., Бажилин П.А., Королев Ф.А., Левшин В.Л., Прокофьев В.К., Стриганов А.Р. Методы спектрального анализа. Изд-во Ш, 1962.- 492 с.

46. Иванов Л. Введение в океанографию. М.: Мир, 1978.574 с.

47. Копелевич О.В., Русаков С.Б., Носенко Н.М. Поглощение света морской водой. В кн.: Гидрофизические и гидрооптические исследования в Атлантическом и Тихом океанах. М.: Наука, 1974, с. 71-77.

48. Tyler J.E., Smith R.C., Wilson W.H. Predicted optical properties for clean natural water. J. Optical Soc. Amer., 1972, v. 62, № 1, p. 73-76.

49. Гащхоки Б.Я. Спектральная прозрачность снега и некоторых разновидностей льда. Тр./ Аркт. и антаркт. науч.-исслед. ин-т, 1970, т. 295, с. 50-54.

50. Grenfell Т.О., Maykut G.A. The optical properties of ice and snow in the Arctic basin. J. of Glaciology, 1977, vol. 18, N1 80, p. 445-463.

51. Краус E. Взашлодействие атмосферы и океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.- 295 с.

52. Кузьмин П.П. Физические свойства снежного покрова.-I.: Гидрометеоиздат, 1957.- 178 с.

53. Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. Л.: Гидрометеоиздат, 1967.- 462 с.

54. Thomas C.W. On the transfer of visible radiation through sea ice and snow. J. of GlacidLogy, 1963, v. 4-,1. N? 34, p. 4-81-4-84-.

55. Logan W.J., Thornton D.E., Ross S.L. Oil spill counter measures for the southern Beaufort sea. Beaufort; sea Project. Technical report № 31a, Victoria, 1976.

56. Adams W.A. Light intensity and primary productivity under sea ice containing oil. Beafort sea Project. Technical report N2 29, Victoria, 1976.- 156 p.

57. Гуревич И.Я., Кокорин A.M., Шифрин К,С. Отражение оптического излучения нефтяными пленками переменной толщины.-Океанология, 1982, т. 22, вып. 4, с. 573-578.- 162

58. Кириллова Т.В., Несина Л.В. О расчете составляющих теплового баланса водоемов. Тр./ Главн. геофиз. обсерв., 1963, вып. 95.

59. Богородский В.В., Дмитриев Г.А., Тарашкевич В.Н. Воздействие нефтяных загрязнений на снежно-ледяную поверхность. В кн.: Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Таллин.: 1980, с. 173-176.

60. Перри А.Х., Уокер Дж.М. Система океан-атмосфера. -Л.: Гидрометеоиздат, 1979,- 196 с.

61. Готлиб Я.Л., Жидких В.М., Сокольников Н.М. Тепловой режим водохранилищ гидроэлектростанций. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.- 203 с.

62. Михайлов М.Д. Несимметричное нагревание неограниченной пластины. Инженерно-физический журнал, 1962, т. 5, IS II, с. 105-109.

63. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел. Л.: Энергия, 1976.- 351 с.

64. Богородский В.В., Кропоткин М.А., Шевелева Т.Б. Обнаружение нефтяных загрязнений вод сканирующим оптическим локатором. Изв. АН СССР, Физика атм. и океана, 1977, т. 13, & 12, с. I3I7-I32I.

65. Klemas V. Detecting oil on water: a comparison of known techniques. AIAA Paper, 1971, № 1068, p. 1-6.

66. Шевелева Т.Б., Леус Н.Б. Измерение толщины нефтяной пленки лидаром. В кн.: Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов, Таллин.: 1980, с. 51-54.

67. Пащенко Е.Г., Шевелева Т.Ю., Петренко В.Т. Воздействие гидрометеорологических факторов на результаты измерения толщины нефтяного слика инфракрасным радиометром. В кн.: Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов.

68. Таллин.: 1980, с. 231-234.

69. Kordyban Е., Cuker S. Instrumentation to measure the oil thicness on wary water surface. Review of Scientific Instruments, 1978, v. 49, №11, p. 1574-1578.

70. Тришенков М.А., Фример А.И. Фотоэлектрические полупроводниковые приборы с р-п переходом. В сб.: Полупроводниковые приборы и их применение, вып. 25, М.: Советское радио, 1970.

71. Шевелева Т.Ю., Кропоткин М.А. Влияние пленки нефти на температуру водной поверхности. Тр./ Главн, геофиз. обсерв., 1977, вып. 399, с. 128-135.

72. Соболева Н.Ф. К расчету энергетической чувствительности ИК-сканирующей аппаратуры. Оптико-механическая промышленность, 1970, 10, с. 9-II.

73. Богородский В.В., Кропоткин М.А., Шевелева Т.Ю. Оптические характеристики вод в ИК области спектра. JI.: Гидрометеоиздат, 1976,- 32 с.

74. Гуревич И.Я., Кокорин A.M., Шифрин К.С. Радиометрический и визуальный контрасты нефтяных пленок на море. -Океанология, 1979, т. 19, вып. 4, с. 737-741.

75. Кропоткин М.А., Вербицкий В.А., Шевелева Т.Б., Тарашкевич В.Н. Радиационная температура водной поверхности загрязненной пленкой нефтепродукта. Океанология, 1978,т. 18, вып. 6, с. II07-II09.

76. Богородский В.В., Мартынова Е.А. Собственное тепловое излучение снежно-ледяного покрова Арктических морей. -Л.: Гидрометеоиздат, 1978,- 40 с.

77. Лыков А.В. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1978.479 с.

78. Pistruzak W.M. A proposed study of oil and gas under ice. Spill Technology newsletter, 1979, v. 4(5), p. 304313.

79. Maykut G.A., Grenfell Т.К. The spectral distribution of light beneath first-year ice in the Arctic ocean. -Limnology and oceanography, 1975, v. 20, № 4, p. 554-563.

80. Богородский В.В., Кропоткин М.А., Шевелева Т.Б. Исследование влияния волнения моря на дистанционное зондирование нефтяных загрязнений активным методом. Океанология, 1975, т. 15, вып. 6, с. III2-III5.

81. Архаров А.В., Петриченко С.А., Пудов В,Д. О влиянии поверхностно-активных веществ на ветровое волнение. Океанология, 1982, т. 22, вып. 2, с. 192-196.

82. Шулейкин В.В.,Физика моря. М.: Наука, 1968.- 1084с.

83. Beard J.Т., Wiebelt J.A. Reflectance of film-covered water surface as related to evaporation suppression. J. Geophys. Res., 1966, v. 71, Ш 16, p. 3835-3847.

84. Cox C., Munk W. Measurement of the roughness of sea surface from photography of the san's glitter. J. Optical Soc. Amer., 1954, v. 44, № 11, p. 838-850.

85. Ламб Г. Гидродинамика. М-Л.: ОГИЗ.- 1947 с.

86. Доброклояский С.В., Тюменева В.А. О гашении капиллярно-гравитационных волн на поверхности воды.- Изв. АН ССОР, сер. геофиз., 1950, 15 5, с. 425-427.

87. Huhnerfuss Н., Garrett W.D. Experimental sea sliesttheir practical applications and utilization for basic studies of air-sea interactions. J. Geophys. Res., 1981, v. 86,m oi, p. 4-39-447.

88. Huhnerfuss H., Alpers W., Jones W.b., Lange P.A., Richter K. The damping of ocean surface by monomolecular film measured by wave staff and microwave radars. J. Geo-phys. Res., 1981, v. 86, Ж 01, p. 429-4-38.

89. Goodrich P.O. On the damping of water by monomolecular films. J. Physical Chemistry, 1962, v. 66, № 10,p. 1858-1862.

90. Schooly A.H. A simple optical method for measuring the statistical distribation of water surface slopes. J. Optical Soc. Amer., 1954-, v. 44, № 1.

91. Wu J. Slope and curvature distributions of wind-disturbed water surface. J. Optical Soc. Amer., 1971, (96) v. 61, N2 7, p. 852-858.

92. Wu J., Lawrence J.M., Tebay E.S., Tulin M.P. A multiple purpose optical instrument for studies of short steep water waves. Review Scientific Instruments, 1969, v. 40, N2 9,p. 1209-1213.

93. Cox C.S. Measurements of slopes of high-frequency wind waves. J. Marine Res., 1958, v. 16, № 3, p. 199-25.

94. Красовский P.P. Лазерные устройства для океанологических доследований. Зарубежная радиоэлектроника, 1976, J5 12, с. 79-90.

95. Olsen W.S. and Adams R.M. A laser profilometer. -J. Geophys. Res., 1970, v. 75, N2 12, p. 2185-2187.

96. Вебер В.П., Лазарев В.А., Савченко В.П., Титов В.И. Исследование структуры двумерного спектра капиллярного волнения. В кн.: Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. - Новосибирск.: 1979, с. 153-159.

97. Загородников А.А., Корниенко В.И., Куклин А.К. Измерение двумерного спектра капиллярных волн оптическими методами. В кн.: Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. - Новосибирск.: 1979, с. I6I-I62.

98. Вайнбрук Э.С., Парицкий А.С., Соколов Е.С. Использование светового луча для зондирования водной поверхности.-В кн.: Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Новосибирск.: 1979, с. 134-135.

99. Давидан И.Н., Олюнин Ю.В., Рожков В.А., Трапезников Ю.А. Расчеты спектра волн. Обнинск.: 1977.- 98 с.

100. Давидан И.Н., Трапезников Ю.А. Проблемы исследования высокочастотной области спектра ветрового волнения. -Обнинск.: 1981.- 46 с.

101. Сводников А.А. Определение вероятностных характерно тик трехмерного волнения моря. Изв. АН СССР, Отдел технических наук, механика и машиностроение, 1959, !Ь 3, с. 32-41.

102. Монин А.С. О площади поверхности волнующегося моря. Изв. АН СССР. Физика атм. и океана, 1967, т. 3, № 6, с. 667-670.

103. Шифрин К.С. Влияние ветра на эффективное излучение моря. Изв. АН СССР, Физика атм. и океана. 1974, т. 10,1. J& 7, с. 803-805.

104. Давидан И.Н., Лопатухин А.И., Рожков В.А. Ветровоеи о ТГволнение как вероятностный гидродинамическии процесс. Л.: Гидрометеоиздат, 1978,- 287 с.

105. НО. Трапезников Ю.А. Исследование двумерной спектральной плотности волнения по регистрациям взволнованной поверхности в нескольких точках. Тр./ Гос. океаногр. ин-т, 1974, вып. 122, с. 47-58.

106. Матушевский В.Г. Исследование связи истинных и средних уклонов взволнованной поверхности моря. Изв. АН СССР. Физика атм. и океана. 1969, т. 5, $ 4, с. 404-415.

107. Абас-Заде А.К., 1усейнов К.Д., Эфендиев M.I. Исследование теплопроводности чистых жидкостей и нефтепродуктов.-В кн.: Теплофизические свойства жидкостей. М.: Наука, 1980, с. 85-88.

108. Абас-Заде А.К., Кулиев Р.Ш., Закиров Р., Кеворкова И.С., Анисимова A.M. Исследование вязкостно-температурных свойств и теплопроводности масляных фракций бакинской нефти.-В кн.: Теплофизические свойства жидкостей. М.: Наука, 1970, с. 63-66.

109. Кулиев Р.Ш., Мелик-Заде М.М., Мусаев Г.Т., Кулиев Ф.А. Экспериментальные исследования теплопроводности отдельных групп углеводородов и их смесей. В кн.: Теплофизические свойства жидкостей. - М.: Наука, 1970, с. 79-82.

110. Справочник нефтехимика. / Под ред. С.К. Огородни-кова. Л.: Химия, 1978.- 495 с.

111. Арэ Ф.Э., Балобаев В.Т. Защита грунта от зимнего промерзания при помощи воздушно-ледяного покрытия. В сб.: Процессы тепло- и массопереноса в мерзлых горных породах. -М.: Наука, 1965.

112. Быкова Л.П., Преображенский Л.Ю. Аэродинамическиехарактеристики, подстилающей поверхности арктических районов. Тр./ Главн. геофиз'с обсерв., 1977, вып. 399.

113. Schooly А.Н. Profiles of wind-created water waves in the capillary-gravity transition region. J. Marine Kes., 1958, v. 16, Ш 2, p. 100-108.

114. Богородский B.B., Шевелева Т.Б., Тарашкевич B.H. Воздействие пленки нефти на волнение водной поверхности. -Докл. АН СССР, 1980, т. 255, В I, с, 198-201.

115. А.с. 689955 (СССР). Способ измерения параметров колебаний морских волн. (В.Н.Тарашкевич, Т.Ю.Шевелева, М.А. Кропоткин, Г.А.Дмитриев, В.А.Иванов). Заявл. 02.03.78,

116. Ш 2585081/18-28. Опубл. 05.10.79, МКИ OIH II/00. Бюл. изобрет., 1979, 37.

117. А.с. 958582 (СССР). Способ предохранения водоемов от промерзания. (В.П.Таврило, Г.А.Дмитриев, В.Н.Тарашкевич).-Заявл. 31.12.80, В 3227520/29-15. Опубл. 15.09.82, МКИ

118. Е02 в 15/02. Бюл. изобрет., 1982, № 34.