호수가 위부터 어는 이유: 물의 밀도와 얼음의 두께

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1 / 12 여름 끝의 층10월 1일, 모형 호수의 위쪽은 아직 따뜻하고 깊은 물은 더 차갑습니다. 따뜻한 물이 가벼워서 층이 섞이지 않습니다. 끌어서 돌릴 수 있습니다.

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여름 끝의 층
10월 1일, 모형 호수의 위쪽은 아직 따뜻하고 깊은 물은 더 차갑습니다. 따뜻한 물이 가벼워서 층이 섞이지 않습니다. 끌어서 돌릴 수 있습니다.
02
가을에 식는 물
기온이 내려가면 수면 물이 식어 무거워지고 가라앉습니다. 따뜻한 위층은 주마다 깊어집니다.
03
4 °C 에서 뒤집힘
수면이 깊은 물과 같은 온도가 되면 호수 전체가 위아래로 섞입니다. 민물이 가장 무거운 4 °C 근처가 될 때까지 섞임이 이어집니다.
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차가운 물이 위에 남습니다
4 °C 아래에서는 민물이 다시 가벼워집니다. 3, 2, 1 °C 로 식은 물은 더는 가라앉지 않고 4 °C 물 위에 얇은 찬 층을 만듭니다. 단면의 점선은 물이 약 4 °C 에 이르는 깊이입니다.
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얼음은 위에서 생깁니다
얇은 위층이 춥고 바람 없는 밤에 0 °C 에 닿으면 수면에 얼음이 생깁니다. 호수 전체가 먼저 식을 필요가 없습니다.
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얼음이 뜨는 이유
얼음은 물보다 약 8 % 가볍습니다(0 °C 에서 916.7 대 999.8 kg/m³). 그래서 약 10분의 1 이 물 위로 나와 뜹니다. 그 원인인 물 분자의 육각 고리는 결정 전시에서 볼 수 있습니다.
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얼음은 추위의 제곱근만큼 자랍니다
얼음은 아랫면에서 자라고, 열은 이미 언 얼음을 지나 빠져나가야 합니다. 그래서 두께는 누적 영하 도일의 제곱근에 비례합니다. 추위가 네 배면 얼음은 두 배입니다.
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얼음 위의 눈
눈이 덮이면 얼음이 더 천천히 자랍니다(공병대 표에서 α 2.7 대신 1.7~2.4). 위에서 질척한 눈이 얼면 약한 흰 얼음이 생깁니다.
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얼음 밑의 생물
물고기는 4 °C 물에서 겨울을 버팁니다. 눈 덮인 얼음 밑에는 빛이 적게 들어 식물이 산소를 덜 만들고, 긴 겨울에는 산소가 모자랄 수 있습니다.
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바닷물은 다릅니다
바닷물은 약 −1.8 °C 에서 얼고, 어는점까지 계속 무거워집니다. 식은 수면 물이 계속 가라앉으므로 깊은 층까지 식어야 얼음이 생깁니다. 모형에서도 같은 겨울에 훨씬 늦게 업니다.
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얼음 안전
이 무대의 두께는 모형입니다. 실제 얼음을 판단하는 데 쓰면 안 됩니다. 미네소타 DNR, 캐나다 적십자, 국민재난안전포털의 공식 기준은 조작 탭에 있습니다.
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봄 해빙
봄이 되면 얼음이 얇아져 깨지고, 수면이 4 °C 를 지나 데워지면서 호수가 다시 섞입니다. 봄 뒤집힘입니다.

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