Замерзання
Значення слова "Замерзання" в Енциклопедичному словнику Брокгауза та Єфрона
Замерзання (физич. географ. і метеорол.) - Фізики та хіміки досліджують перехід найрізноманітніших тіл з рідкого в твердий стан при дуже різних температурах. Для фізич. географії та метеорології має значення лише вода (з водяними розчинами солей), як тіло дуже поширене на земній кулі і переходить у твердий стан при тисках і температурах, що зустрічаються в земній атмосфері, водах та земній корі. У більшості джерел, річок, проточних озер і частково і в земній корі вода зустрічається хоча і не в чистому вигляді, але з домішками настільки малими, що фізичні властивості цих вод, зазвичай зв.пресними,суттєво не відрізняються від властивостей чистої води. Дуже важливо те, що вода замерзає при 0 ° і має найбільшу щільність близько 4 ° Ц. Це значно сприяє З. прісних вод, що стоять або знаходяться в слабкому русі. При температурах вище 4° вода тим легше, ніж тепліше, а при температурах нижче 4°, назад — чим холодніша вода, тим вона легша; холодна вода залишається нагорі і, отже, легко замерзає. Тому великі прісноводні озера (напр. Ладога, Онега, Байкал), з лишком на 9/10 наповнені водою близько 4°, можуть замерзати суцільно взимку. Вітри, розводячи хвилювання, уповільнюють суцільне замерзання; вони розбивають лід - і перемішують шари води між собою, тобто найбільш холодну верхню з теплішою нижче. Чим глибше водоймище, тим більше хвилювання при тій же силі вітру. Малі озера іноді в одну ніч замерзають суцільно, а оз. Байкал лише 3 місяці після того, як середня температура навколишнього повітря опустилася нижче за 0°.
На поточних річках З. йде недружно і довго затримується тим, що течія перемішує шари води і не дає верхньомушару охолонути до 0°. На таких річках часто лід утворюється не зверху (сало), а спочатку на дні, потім крижини спливають, дрібні з'єднуються між собою і т. д. Це явище - утворення льоду придонного - не цілком ще роз'яснене. Інші думають, що відбувається охолодження дна через проміння через воду. Часто намагалися знайти залежність між часом З. річок, озер і т. д. і сумами середніх добових температур повітря нижче 0° від початку морозів до дня З. (див. Рикачова "Розтин та замерзання вод в Україні"), але очевидно, що точної відповідності бути не може: теплоємність повітря настільки мала порівняно з теплоємністю води, що він помітно впливає головним чином на неглибокі водойми і то при сильному вітрі. Набагато важливіше для З. променевипускання поверхні води. Тому за інших рівних умов води швидше замерзають у ясну погоду, ніж у похмуру та туманну. Раз на водоймі утворився лід і особливо після того, як він покрився снігом, ці тіла, як погані провідники тепла, захищають воду від охолодження, і подальше З. її йде повільніше. У воді морів та непроточних озер настільки багато солей, що вони значно видозмінюють фізичні властивості води. У морях рішуче переважає хлористий натрій (кухонна сіль); склад солей морської води майже однаковий скрізь, відрізняючись лише їх кількістю; що більше солей, то нижче точка З. розчину. Але замерзання морської води уповільнюється і тим, що, починаючи з кількості солей близько 2 1/3 %, точка З. нижче, ніж температура найбільшої щільності розчину (середня кількість солей у морській воді близько 3 1/2 %), отже, холодніша вода опускається. Це дуже ускладнює З. морської води з поверхні, а якщо воно відбувається, тому, що: 1) нерідко верхні шари містять менше солей, ніж інші; вонизалишаються нагорі, навіть коли холодніше, що особливо буває восени, після танення льоду і принесення великої кількості прісної води річками; 2) при дуже сильних і холодних вітрах з материка вода остигає дуже швидко, і утворюється крига; 3) при падінні снігу на поверхні солоної води утворюються, як відомо, суміші температурою значно нижчою за 0°. На морях сівбу. півкулі утворюється більше льоду, ніж на морях південної, внаслідок того, що перші більш оточені материками та островами та отримують більшу кількість прісної річкової води. Деякі з українців. морів мають солоність менше 2 1/3 %, ніж полегшується З. їх взимку: всього менше солоність Балтійського моря, потім Азовського і Чорного. Мала також солоність Карського моря і особливо Обської губи, сівбу. частини Японського м. (біля гирла Амура), але солоність цих морів дуже мінлива, оскільки вони пов'язані з відкритими солоними морями досить широкими рукавами: коли вітер із моря, солоність швидко зростає. Багато великих озер, напр. Каспій і Арал, за складом води наближаються до морів і мають солоність значно менше океанської, ніж полегшується їх З. При З. солоної води відбувається з'єднання частини солей з льодом і механічне включення, частково виділення інших солей. Лід, що утворився із солоної води, тане за тієї ж, нижче 0°, температури, при якій утворився (на океанах близько -1°). На океанах, крім морського льоду (крижаних солей, нім. Eisfelder), є ще лід у вигляді крижаних гір (нім. Eisberge), що утворився з уламків льодовиків і що тане при 0°, як всякий прісноводний лід.
Залежність товщини льоду від часу та інших умов теоретично вивчена Стефаном; він виявив, що вона пропорційна квадратному кореню часу замерзання. Він же виходячи з багатьох спостережень полярних експедиційзнайшов коефіцієнт теплопровідності полярного морського льодуk= 0,0042 (див. "Wiedemans Annalen", т. XLII, стор. 269. Багато даних про товщину полярних льодів та ін. у Weyprecht, "Die Metamorphosen des Polareises "). З. води відбувається і в земній корі і має великий вплив на неї. Вода розширюється при замерзанні, тому, замерзаючи в тріщинах скелі, вона помалу подрібнює їх. Швейцарські геологи помітили, що у смузі гір, де найчастіше переходи від температури вище 0° до температу. нижче 0° і назад, подрібнення та розпад скель йде швидше, ніж у нижній гірській смузі, де морози рідше, і у верхній, де температура нижче 0° рішуче переважає. Замерзання сприяє подрібненню та розпушенню щільних глинистих та суглинистих ґрунтів, і сільські господарі часто залишають ґрунт у брилах на зиму, щоб сприяти цьому процесу. Це збільшує поверхню випромінювання та зіткнення з повітрям і, отже, збільшує промерзання. Щодо замерзання ґрунту або його відсутності можна відрізнити 5 смуг на земній кулі. 1) Ґрунт ніколи не охолоджується нижче 0°, отже, не замерзає. Це тропічний пояс, крім гір, і тепліша частина помірного поясу, особливо поблизу моря. 2) Грунт промерзає зверху на більш-менш довгий термін, але на невеликій глибині (зазвичай менше сажні) температура завжди вище 0°. Більшість поміркованого пояса, у Скандинавії до 71° з. ш., гори тропіків та теплої частини помірного поясу. 3) На деякій глибині є шар постійно мерзлого ґрунту, абомерзлоти,зверху відтає невеликий шар влітку. Більше. частина Сх. Сибіру та частина Канади. Тут, отже, більша частина ґрунту знаходиться постійно в мерзлому стані і лише найвища частина відтає. 4) Грунт, або верхня частина земної кори, постійно мерзла. На південно-полярному материку та на дуже високих горах та нижчих широтах, де поверхня захищена від сонячних променів. 5) Температура верхніх шарів ґрунту опускається нижче 0°, але вона не замерзає, а залишається в рихлому, не пов'язаному стані, що залежить від відсутності або замалої кількості води в ґрунті. У такому стані часто бувають галькові або крупнозернисті піщані ґрунти навіть не в дуже сухих кліматах, а в пустелях, наприклад. рівнин Туркестану, нагорій та гір Центральної Азії, Північної Америки (між Скелястими горами та Сьєррою-Невадою), високого нагір'я Неру та Болівії, у такому стані знаходяться навіть глинисті ґрунти.
Див Розтин, Іней, Лід, Мерзлота грунту, Розчини. Про замерзання окремих річок, озер, морів – див. відповідні статті, напр. Волга (див.).А. Воєйков.