冰封渤海-缤纷世界
1969年二三月间,我国渤海发生了历史上罕见的大冰封。沿岸的港口被坚冰封锁,不能启用,整个渤海海面“顿失滔滔”,几乎完全被海冰覆盖。从历史记载和资料分析来看,这是本世纪以来最严重的一次冰情。
在一般年份,也就是所谓的常年,渤海自11月中旬开始,由北往南从岸边向外海先后结冰;然后,从第二年3月起,由南向北海冰渐次消失。海冰存在的时间约为4个多月;海冰最盛期1月中下旬至2月中下旬。这时,渤海固定冰宽度大多在0.2~2公里之间,个别河口和浅滩可达到5~10公里宽。冰的厚度,北部海域为20~40厘米,最大约60厘米;南部冰厚多在10~30厘米间,最大40厘米。浮冰流动的范围大致沿10~15米等深线分布,约距岸线10公里左右,在辽东湾浮冰可达岸线外150公里。
可是在1969年大冰封期间,渤海的海冰情况却是另一番影象,与常年相比有很大的不同。这时,除渤海海峡水域之外,整个渤海都被海冰覆盖,冰封范围广,时间也长,从2月上旬直到3月中旬,维持了约50天之久。同时,冰层很厚,冰质坚硬,破坏力巨大。在冰封期间,渤海大致可分为:厚冰堆积区、平整厚冰区、厚冰堆积带和碎冰区四个区域。
厚冰堆积区主要在渤海湾。这里是渤海冰情最严重的区域;一望无际的大冰原上,到处可见层层海冰堆积在一起,堆积的高度为1~2米,最大为9米左右,大多由两层以上冰冻结在一起,也有4层单冰叠加成的,在冰层间含有灰黄色或灰褐色淤泥。在这个区域里面的堆积冰,有当地形成的冰,也有从海上和附近沿岸漂流来的。这种冰在风和流的作用下,破坏力极大。
平整厚冰区位于厚冰堆积区的外面。它的冰面平整,面积巨大,一般为30~40平方公里,大的可达60~70平方公里;冰的厚度比较均匀,一般在20~30厘米之间,最厚的约60厘米。这种冰大部分是当地冻结的,在冰封期几乎占据了整个渤海中央的位置。1969年3月5日飞机观测时发现,在整个渤海中心区仅有一条约500米的冰缝,最宽处约2公里。
厚冰堆积带与前面讲的厚冰堆积区的主要区分,在于堆积带呈带状分布,它位于平整厚冰区的外面,厚度约50厘米左右,最大为80厘米。这些冰多由两层以上单冰重叠冻结而成,冰面上到处有堆积现象,堆积高度1~2米,堆积的冰大都是从海上漂移过来的。
碎冰区位于厚冰堆积带的外缘,是由破碎的冰块组成的冰水相间分布的区域,厚度多为30厘米左右。
渤海大冰封,造成了我国有记载以来最严重的一次海冰灾害。海水流经之处,把塘沽港航道上所有的浮鼓灯标破坏殆尽,去向不明;海冰割断“海一井”石油平台桩柱的钢管拉筋,并摧毁了“海二井”石油平台。这座平台长41米,打入海底28米,由2.2厘米厚的锰钢板卷成的直径0.85米的圆筒桩桩15根建成。据不完全统计,进出天津塘沽港的123艘客货轮船,其中有58艘被海冰夹住,不能主动航行,随冰漂移;有的船被搁浅,有的船被海冰挤压变形进水,有的船螺旋奖被撞坏,使渤海航运和捕捞生产完全瘫痪。
关于海冰的破坏力有多大,经1971年冬季对位于我国渤海湾的“海二井”平台进行观测计算,一块6公里见方,高1.5米的大冰块,在流速不太大的情况下,其推力可达40兆牛顿,足以推倒石油平台等海上工程建筑,难怪在渤海大冰封期间摧毁那么多的船只和平台。
海冰的强度主要取决于它的盐度、温度和冰龄。通常新冰要比老冰的强度大,低盐度的海冰比高盐度的海冰强度大。所以,海冰不如淡水冰坚硬;在一般情况下,海冰坚固程度约为淡水冰的75%。人在5厘米厚的河冰上面可以完全行走;而在海冰上面,要安全行走,则要有7厘米厚的冰才行。当然,温度愈低,冰的强度愈大。1969年渤海大冰封期间,为解救船只,空军曾在60厚米厚的堆积冰上投放了30公斤TNT炸药,结果冰层仍没有被炸破。
海冰对港口和海上船舶有很大的破坏力,这除了巨大的推力外,海冰因受温度的影响,而产生的膨胀力也是非常厉害的。据计算,海冰温度每降低1.5℃时,1000米长的海冰就能膨胀出0.45米。此外,海冰受到潮汐升降作用引起的竖向力,往往会造成冻结在海域里的建筑物基础的破坏。