Deze Wikiles gaat over Oceanografie.
Het is gebaseerd op het lesboek Meteorologie van W.A. van IJzeren 3e druk aangevuld met films en foto's van het internet.
Waar dit is gebeurd wordt dit voor zover mogelijk met bronvermelding aangegeven.
Wereld bestaat uit schollen: aardplaten.
De randen heten breuklijnen.
Deze breuklijnen onstonden toen het oercontinent, "Pangea" in stukjes uit elkaar begon de drijven. Het oer-continent Pangea
Pangea, het oercontinent. Bron: BBC
Ze drijven en bewegen op vloeibare massa (magma) van de aardkern.
De namen van de platen komen veelal overeen met de namen van de continenten.
Bron: Natturwerkrampenteam.jouwweb.nl
Door het over en onder elkaar schuiven ontstonden er dalen en hoogtes.
Dalen vulden zich met water (71% aardoppervlak is water): de oceanen. Hoogtes werden land.
Dit proces is nog steeds gaande.
In 2005 is er weer een oceaan geboren:
Bron: BBC Earth: "Power of the Planet" Meeste water (zout + zoet) op Zuiderbreedte.
Meeste zoet water op Noorderbreedte, al dan niet in bevroren toestand.
Bijna overal wordt vaste land omgeven door water waarvan diepte langzaam toeneemt tot 200 m => continentaal plat.
Daarna neemt het via de Continentale Helling snel af naar de Abyssal (diepzee) Plain (vlakte).
Bron: Enceclopodia Brittanica.
Ondiepste gedeelte continentale plat: +/- 20-30 meter (Doggersbank)
Diepste ongeveer 200 m.
De oceaan is gemiddeld zo'n 3800 meter diep met troggen die tot 8 a 10 km diep zijn.
Bijv de Marianentrog ten Oosten van de Fillipijnen.
We weten meer van de maan dan dat we weten van leven op dit soort dieptes.
Dat inspireerde filmer James Cameron (bekend van ontdekker Titanic en Bismarck) tot het bemand afdalen in de Marianentrog.
Bron: national Geographic Channel
Zoals er kaarten bestaan van isothermen en isobaren zo zijn er ook kaarten gemaakt met lijnen van gelijke dieptes, de bathymetrische kaart.
Deze bestaan van heel simpel:
Via mooier:
Naar prachtige computergetekende 3D-modellen.
Let op:
Met name bij de middelste kaart kan met gemakkelijk denken dat het groene gedeelte land is.
Dat hoeft niet perse zo te zijn.
Er kan best nog water boven liggen.
De kleuren representeren slechts een diepte.
Land kan men op een bathymetrische kaart herkennen aan een negatief getal.
(Net als op de zeekaart, waar ook bathymetrische lijnen op staan: de bathilijnen).
Bron:panbo.com
Zoutgehalte.
Waar bestaat zeewater zoal uit?
1 liter bevat
Uiteraard H2O (water), 95%, dus waterstof en zuurstof.
En 5% uit andere stoffen die weer onder te verdelen zijn in:
24 gram natriumchloride (NaCl)
5 gram magnesiumchloride (MgCl2)
4 gram natriumsulfaat (Na2SO4)
0,7 gram calciumchloride (CaCl2)
0,8 gram magnesiumbromide (MgBr2)
Bron:aquamarinecontrol.com
Dit zijn allemaal zouten.
Het gehalte kan uitgedrukt worden in promille of in kg/m3
Dan zijn de gemiddelde waardes: 35 promille of 1025 kg/m3.
Dat betekent dus maar liefst 35 gram zout per 1000 gram water.
De soortelijke massa van zeewater is niet over ter wereld gelijk
Het hangt af van:
-Het zoutgehalte: * Neerslag
* Verdamping (Dode Zee)
* Nabijheid en hoeveelheid van smeltend ijs.
* Aanvoer rivierwater.
-De temperatuur
-De druk (en dus de diepte). Bron: nasa.gov.com
Merk dat op enige afstand van de evenaar (rond 30e breedtegraad) het zoutgehalte hoog is. => hoge verdamping, relatief meer zout.
Nabij de polen relatief laag zoutgehalte => veel ijs en sneeuw.
Merk bij de NW kust van India een hoger zoutgehalte: soort baai in veel landmassa=> hogere temperatuur=> hoger zoutgehalte.
Waarom is zeewater zout?
De chemicalien die het water zout maken komen via uitbarstingen van onderzeese vulkanen in het water.
Bron: Discovery Channel.
Het (zoete) water komt uiteraard van de regen en via rivieren in de oceanen.
Onderweg neemt dit zoete water via de rivieren ook nog wat zouten mee dat opgelost is uit rots en zand.
De temperatuur verschilt ook overal op aarde.
Aan de oppervlakte zijn de verschillen uiteraard het grootst.
Dit door de in grote of juist mindere invloed van de zon.
Van zo'n 2-5 graden in de zomers op de polen tot zo'n 30 graden rond de Equator.
Bron:http://soundwaves.usgs.gov Op de echt grote dieptes is de temperatuur overal zo'n +4 graden.
Dit komt omdat zeestromen en golven t.g.v. stormen hier geen invloed meer hebben en er dus geen vermenging meer plaats vindt.
De kleur van de zee.
Een kleur zie je doordat een stof het hele spectrum van licht ontvangt, sommige kleuren absorbeert en sommige kleuren terugkaatst.
De blauwachtige kleuren worden het sterkst teruggekaatst en daarom is een heldere, schone en zuivere zee blauw.
De koudere oceanen bevatten relatief veel plankton en alg en zijn daarom groenig van kleur.
Langs kusten (zoals de Noord- en Waddenzee zit veel organisch materiaal en sediment in het water en kan de zee bruinig of zelfs grijs van kleur zijn. Bron: nasa.gov.com
Waddenzee (1)
Waddenzee (2)
Waddenzee (3)
Oceaan (1)
Oceaan (2)
Arctic
Arctic (2)
IJs
Iedereen weet: zoet water bevriest bij atmosferische (1013 mb = 1 atm) druk bij 0 gr Celsius.
Zeewater bevriest bij ongeveer -2 gr. (bij 1025 kg/m3)
IJs op zee is nooit zout;
Zout zit in het omringende water.
IJs op zee kan bevroren zeewater zijn (zonder het zout)
Veldijs
Klein beetje zout blijft wel aan het water "plakken => bros ijs.
Als tweede kan op zee zoetwaterijs voorkomen.
* Van rivieren
* Afgebroken gletsjers
Is heel hard ijs.
Moeilijk te verwijderen met ijsbikken.
Zie ook: Mariners handbook NP 100 (verplicht boek aan boord).
-IJsbergen.
Een heel bijzonder verschijnsel is een zogenaamde "Brinicle".
Het onstaat wanneer zout zeewater op het zoete zee-ijs terecht komt.
Bijvoorbeeld in een kuil op een ijsschots.
Het zeewater heeft een lagere bevriestemperatuur en smelt door het bevroren zoete ijs heen.
Eenmaal door het ijs heen is het zout ten gevolge van de druk uit het water geperst en is het zoet water geworden.
Het zoute zeewater kan wel -2 of -3 ºC onder nul zijn zodat het zoete water gelijk bevriest.
Maar omdat van boven nieuw zeewater aangevoerd wordt waar nog wel een beetje zout in zit wordt het geen pilaar maar een koker.
Omdat zout water zwaarder is dan zoet water zakt het naar het einde van de koker.
Ten gevolge van de druk zijn de zoutdeeltjes alweer gescheiden van de waterdeeltjes en kunnen ze aan het einde van de koker weg.
Het gevolg is dat de overgebleven waterdeeltjes gelijk bevriezen en zo gaat het proces door.
Tot het de bodem bereikt....
IJsstalagtieten in zeewater. Bron: zeevaartschooldocent YouTube
Een voor de scheepvaart onschuldig verschijnsel, maar een prachtig schouwspel.
IJsgebieden
IJs komt in de koudere streken overal voor.
Soms slechts in de winter, maar ook het hele jaar door.
Bekende permanente ijsgebieden:
Noord- en Zuidpool (Arctic & Antarctica).
Waarvan 90% van het ijs op aarde in Antarctica (Zuidpool) voorkomt.
Noordpoolijs
Noorpoolijskap: alleen bevroren water.
Zuidpoolijskap: ijskap over land.
Dat ijs kan zelfs over het land heen onder water zakken.
Als een marsepeinlaag over een taart.
Zuidpoolijs
Die laag lijkt vlak, en is dat op de Noordpool ook (min of meer), maar op de Zuidpool is hij alleen van de bovenkant vlak.
Met uitzondering van wat heuvels.
Onder de ijslaag, die gemiddeld 2200 meter en maximaal maar liefst 4800 meter dik is, zit land.
Rotsland dat vergeleken kan worden met de fjorden in Noorwegen.
Sonar Image Antarctic ice.
Bron: Gizmodo.com.au
De hoeveelheid ijs is sterk seizoensafhankelijk.
Average ice coverage North Pole winter vs summer. Bron: oceanograpphy-leahmore
Uiteraard is het zeewater aan het einde van de (Ant) Arctische zomer op zijn warmst.
Gedurende de herfst koelt het meer en meer af en begint de vorming van ijs.
Wanneer het water rond de -2 gr is afgekoeld gaat de aangroei opeens heel snel. (Zie filmpje)
Timelapse van het vormen van zeeijs. Bron: NASA.
Average ice coverage South Pole summer vs winter. Bron: nasa.
Het meeste ijs brokkelt af van gletsjers aan de (noord-) oostkust van Groenland.
Het ijs schuift steeds verder de zee in totdat het zoveel drijkracht krijgt dat het afbreekt.
Het breekt dus niet zozeer af doordat de zwaartekracht zijn werk doet,maar het krijgt steeds meer opwaartse kracht totdat het afbreekt, omhoogschiet en dan weer valt.
Daarom denken veel mensen dat het ijs "valt" terwijl het feitelijk gaat drijven terwijl het in zee schuift.
Uiteraard zijn er ook gedeeltes van de gletsjer die tijdens het schuiven over het gebergte bros zijn geworden.
Dat zijn de brokken die vooraf van boven in zee storten.
Deze zullen als "growlers" de oceaan op gaan.
Met de East Greenland current worden ze om het zuiden van Groenland heen naar het Noordwesten van Groenland gestuwd (Baffin baai) waar het samen met afgebrokkeld ijs van de Amerikaanse N-kust met de Labradorstroom Zuidwaarts gevoerd wordt tot soms wel 36 graden NB.
Vandaar kunnen ze met de warme golfstroom meegevoerd worden naar het noordwesten van Europa.
Ten gevolge van smelten zullen ze daar geen grote gevaren meer vormen.
Vaak zullen ze gereduceerd zijn tot z.g. Growlers. (zie foto verderop) De gemiddelde ijsberg zal met een factor 1000 gekrompen zijn.
Een hele grote die bij zijn geboorte zo'n 1,5 miljoen ton kan wegen is dan dus nog steeds zo'n 150.000 ton.
Een kleinere is dan gewoon gesmolten.
Ze zijn dus niet van Groenland zo oostwaarts de Antlantic overgestoken maar hebben een hele lange reis afgelegd.
Met anderhalf miljoen ton blijkt wel dat het gevaar van ijsbergen niet zo zeer in scherpe kanten van het ijs zit alswel in de enorme massa.
Als een schip daar met een flinke vaart tegenaan vaart moet de energie weg kunnen.
Dat kan niet de ijsberg in, dus gaat het het schip in.
Gevolg: scheuren of gaten, want het staal van het schip kan al die energie ook niet verwerken.
Maar soms wint het schip. (een beetje..) Bron: Speed Company. Van ijsbergen steekt slechts 1/10 deel boven water uit.
Een ijsberg kan wel zo'n 380- 400 meter van voet tot top groot worden.
Zie je dus een voor jou hele hoge ijsberg (metertje of 80 -100), dan steekt er zo'n metertje of 360 nog onder water!
Bron: RyanRowe.com
Typen ijsbergen:
Er bestaan vele typen ijsbergen.
Meestal stellen we ze ons zo voor:
Bron: DailyMail.com
Maar er zijn vele typen:
Een typisch "uiteinde" van de gletsjer.
Links op de foto zie nog de opstaande wand van de 'canyon' waar hij doorheen gestroomd heeft.
Bron:VisitGreenland.comTorenijsberg
Een speciale vermelding verdient de Tafelijsberg.
Bron: Caltech.edu
Deze ijsbergen zijn na het afbreken op de zeebodemterecht gekomen.
Door de iets hogere temeperatuur op de zeebodem (ondermeer veroorzaakt door de hoge druk van het ijs) vormt zich een laagje smeltwater tussen de ijsberg en de bodem.
Dat vormt een glijlaagje waar de ijsberg als het ware op drijft.
De ijsberg drijft ten gevolge van de zeestroom al schurend over de bodem weg en slijt af.
Op een gegeven moment wordt de zee dieper, is er onderaan zoveel afgesleten dat de ijsberg topheavy wordt en zal de ijsberg omvallen waarna de platte onderkant de bovenkant wordt.
En nog een hele onbekende maar toch de beroemdste ijsberg ooit waargenomen:
Ijsberg waar de TItanic tegenop gevaren is.
Zuidpoolijs.
Het ijs van de Zuidpool (Antarctica) zal niet gauw van die grote ijsbergen opleveren, omdat het Antarctisch gebied geen of slechts lage gletsjers bevat.
Er breken dus eenvoudigweg minder grote brokken van de landmassa af.
Het gevaarlijke ijs in Antarctische streken zal vooral bestaan uit z,g. Growlers.
Bron RyanRowe.com
Growlers zijn een stuk kleiner dan ijsbergen, hebben daardoor een stuk minder massa, maar kunnen weldegelijk een dermate grootte bereiken dat ze voor schepen gevaar vormen.
Bron: DesignDestinations.com
Pakijs:
Vanaf het land kan ijs afbreken.
Het wordt dan door de ZO-lijke winden afgevoerd en op enige afstand, waar stroom en wind elkaar tegenwerken, zich weer verzamelen: pakijs.
Pakijs is gevaarlijk voor de scheepvaart omdat het zich verzamelt, samengedrukt wordt en weer aan elkaar vast kan gaan vriezen.
Bron: NASA
Een schip dat in pakijs terecht komt en niet genoeg ijsversteviging heeft loopt kans samengedrukt te worden.
Bekendste voorbeeld:
Het schip van Willem Barentsz.
Het schip heeft het, nadat het vast kwam te zitten, nog lange tijd vol gehouden.
Tot het uiteindelijk door de druk van het ijs samengeperst en in elkaar gedrukt werd.
Zichtbaarheid van ijs.
Als ijs met het oog zichtbaar is, is men al rijkelijk aan de late kant om goed te anticiperen op het varen in ijs.
Wat moet er gebeuren?
-Zoveel mogelijk zaken van dek verwijderen.
(Denk aan trossen, dekkleden, andere losse zaken)
- IJsbikgereedschap aan dek halen en op makkelijk bereikbare plaats
Leggen.
- (Hoofd) motoren op tankkoeling (indien aanwezig) of lage zee-inlaat.
- Radar zo gevoelig mogelijk instellen (Rain- en seaclutter zo laag mogelijk)
IJs, zeker laag op het water, refelecteert radarstralen slecht maar licht heel goed.
Herkennen van ijs op zee:
- Ice glare.
Foto: MM. Jacobs. Baydaratskaya Bay Siberia. Een wittige lichtgevende streep aan de horizon, vaak een beetje wazig omdat de kou van het ijs zorgt voor condensatie van de lucht.
Het begin van een ijsveld bestaat vaak uit growlers:
Foto: MM. Jacobs Slecht zichtbaar op de radar bij enige zeegang.
Eigenlijk zie je ze pas goed als je er midden in zit.
Foto: M.M. Jacobs
Op open water is een ijsveld niet heel erg.
Je kunt je weg zoeken door z.g. "cracks" en open stukken.
CRacks in Arctic Sea ice. Bron:videoblocks.com
Ze ontstaan voornamelijk het getij en zeestromen.
Een gedeelte van het ijs blijft dan vastgevroren aan bijvoorbeeld land, of ander ijs terwijl het ijs naar de rand van het veld toe steeds dunner, en dus zwakker, wordt en af zal breken.
Ook kunnen cracks onstaan doordat het ijsveld "golft" op de deining.
Wanneer deze afgebroken stukken wegdrijven onstaat een open plek.
Een laatste mogelijkheid is dat cracks ontstaan door schepen. Bron: MM Jacobs Na enige oefening is het soms mogelijk dit soort cracks en open plekken op de radar waar te nemen.
Gevaarlijker wordt het als er ijs ligt in fjorden, of andere wateren met land eromheen, want zie dan nog maar eens uit te vogelen wat op de radar land is en wat ijs.
Links Google earth rechts radarbeeld land + ijs. Bron: dlr.de
-Een ander signaal is het wegvallen van zeegang, terwijl er wel een behoorlijke bries staat.
Het ijs verschaft dan z.g. "opper"
De deining blijft soms wel doorstaan.
-Zeker bij wind die uit de richting van het ijs komt kan er een duidelijk waarneembare temperatuursdaling plaats vinden.
Ook kan je soms die typische frisse geur waarnemen die je ook in vriescellen ruikt.
- Mistige horizon, of laaghangende mist. Foto MM. Jacobs De koude lucht wordt vanaf het ijs over het relatief warme water geblazen, condenseert en vormt mist.
- 's Nachts zou men met de wind naar het ijsveld toe het geluid van brekende golven kunnen waarnemen.
- Aanwezigheid van niet zeevogels.
In de periode van maart tot juli komen de meeste ijsbergen voor bij de kust van Newfounland.
De ijsbergen zijn in het vroege voorjaar aan hun reis vanaf de oostkust van Groenland begonnen en zijn zo van mei - juli op hun talrijkst in het gebied.
En die tijd is nu juist ook de beste tijd voor de scheepvaart om daar te varen wat het weer betreft. Het waait dan in die periode het minst in het gebied.
Daarmee vormen de ijsbergen en de growlers juist in die periode zo'n groot gevaar voor de scheepvaart.
IJsberichten.
Hoe komen we aan informatie over waar we ijs kunnen verwachten?
-Navtex
Deze site biedt het hele jaar door (dus ook buiten het ïjsseizoen") een schat aan informatie over de gehele arctische streek.
- VHF van betreffende walstation in het vaargebied.
-MF/HF van betreffende walstation in het vaargebied.
- SPOS
-Gespecialiseerde instanties als NOAAA (North Atlantic & Atmospheric Administration).
Dit soort instanties geeft dagelijks op regelmatige basis updates over waar zich ijs bevindt en hoe dik het is.
IJskaart van Alaska. Bron:natice.noaa.gov - Commerciele routeing diensten als bijvoorbeeld Meteogroup:
Met dagelijkse weerrapporten
- IJsberichten van andere schepen, het z.g TTT bericht.
TTT staat voor de letters in morse code
Tijdens de morsetijd werd die code _____ _____ _____ gebruikt om radiotelegrafisten er op te wijzen dat een dergelijk bericht volgde.
Per radiotelefonie wordt een "Securite" bericht uitgezonden, gevolgd door "with Tango Tango Tango message".
Is verplicht, gebeurt in de praktijk nauwelijks.
Beetje ingehaald door de moderne tijd omdat internet vrijwel altijd ter beschikking staat.
IJsafzetting
IJsafzetting is een probleem dat zeer serieus genomen moet worden aangezien de stabiliteit heel snel kan afnemen.
Zeker als men deklast als hout of containers vervoert.
Het extra gewicht komt dan extra hoog te liggen.
-Punt G komt snel omhoog.
-GM wordt snel kleiner.
-Stabiliteit neemt rap af.
Vooral als het materiaal waar het water op terechtkomt flink onderkoeld is kan het in een nacht tijd heel snel aangroeien.
IJsafzetting na een nacht bij windkracht 5 en min 3 graden Foto's: MM. Jacobs
Icing, icebergsand sea ice in the Barents Sea. Bron: Petroleum Safety Authority Norway.
Het enige dat er dan op zit is alle hands aan dek en ijsbikken.
Voor ijsafzetting hoeft het zeewater niet onder nul te zijn.
Tijdens de tijd dat het zich in de lucht bevindt (buizen, opwaaien) koelt het af tot de luchttemperatuur.
(0 graden of lager)
Als het dan het onderkoelde materiaal van het schip raakt bevriest het op het materiaal.
Invloeden:
- Snelheid schip,
- Koers schip tov windrichting
-Golfhoogte en stijlheid van de golven.
-Grootte, diepgang en vorm van het schip: een stomp schip dat diep in het water ligt zal eerder ijsafzetting hebben dan een scherp schip dat hoog op het water ligt.
- Oppervlakte van de accommodatie.
gevaren:
-Stabiliteit.
-Afbrekende delen van het schip (b.v. antennes)
-Afbrekend ijs.
-Uitglijden
-Onregelmatig dek, dus struikelen.
-Spuigaten vriezen dicht=> overkomend water kan niet meer weg.
-Vermoeidheid bemanning door gladheid aan dek (opppassen voor uitglijden) en overtime maken tbv ijsbikken.
Wat te doen?
-Vaart minderen
-Koers veranderen
-Lij zoeken onder de kust.
Navigeren en manoeuvreren in ijs
Navigeren en manoeuvreren gaat anders dan in "vloeibaar" water.
Het schip reageert heel anders.
Soms bepaalt het íjs zelfs waar het schip heen gaat en heb je niets te vertellen.
Er is een aparte Wiki gemaakt over dit onderwerp die je hier kunt vinden.
Lijst van veranderingen aan deze Wiki
17-09-2018 : Hoofdstuk IJs toegevoegd.
30-09-2018 : Hoofdstuk ijsafzetting toegevoegd
17-09-2019: Foto's ijskap polen toegevoegd.
12-03-2024: Link naar Wiki over in het ijs varen toegevoegd.
Het arrangement Meteo Oceanografie en ijs is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Menno Jacobs
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2024-06-26 13:39:42
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
