Особенности формирования вертикальной структуры льда в бухте Новик (о-в Русский) по данным ЯМР и МРТ

Вестник ДВО РАН. 2017. № 4

УДК 551.465

НА. МЕЛЬНИЧЕНКО, А.В. ТЮВЕЕВ, А.Ю. ЛАЗАРЮК, В.Г. САВЧЕНКО, ЕВ. КУСТОВА

Особенности формирования вертикальной структуры льда в бухте Новик (о-в Русский) по данным ЯМР и МРТ

Представлены закономерности вертикального распределения содержания жидкой фазы в порах натурального морского льда бухты Новик Амурского залива по результатам исследования с использованием методов ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) за 4 года наблюдений с 2013 по 2016 г. Приведены вертикальные профили температуры и солености для тех же кернов льда. Данные о структуре льда и условиях формирования отдельных его прослоек и их толщине интерпретируются с учетом предшествовавших погодных условий. Отмечено преобладающее, по сравнению с температурным фактором, влияние снежного покрова на формирование структуры льда и содержание жидкой фазы в нем. Указаны характерные особенности вертикальных профилей содержания жидкой фазы, температуры и солености тонкого однолетнего льда бухты Новик, отличающие его от толстых льдов полярных районов. Приведено эмпирическое уравнение для расчета сроков достижения тонким однолетним льдом толщины заданных размеров.

Ключевые слова: морской лед, жидкая фаза, структура льда, методы ЯМР и МРТ.

Particular features of forming sea ice vertical structure in the Novik Bay (the Russian Island) by NMR and MRT. N.A. MEL'NICHENKO1, A.V. TYUVEEV1, A.Yu. LAZARYUK2, V.G. SAVCHENKO1, E.V. KUSTOVA2 fFar Eastern Federal University, Vladivostok; 2V.I. Il'ichev Pacific Oceanological Institute, FEB RAS, Vladivostok).

Regularities of liquid phase (brine content) vertical distribution in pores of natural sea ice in the Novik Bay of the Amur Bay are presented by magnetic resonance tomography (MRT) and nuclear magnetic resonance (NMR) methods during the 4-year period from 2013 to 2016. Also temperature and salinity vertical profiles in the same probes of the sea ice are presented. Data on the ice structure and the conditions of its layers formation and their thickness are interpreted in compliance with preceding weather conditions. The dominant influence of a snow cover on the ice structure formation and liquid face content in it was stated. The main features of vertical profiles, liquid phase content, temperature and salinity of a thin first-year ice in the Novik Bay in comparision with the Arctic ice are presented. The estimated equation was given for calculation the time for reaching the thin first-year ice the intended thickness.

Key words: sea ice, liquid phase, ice structure, NMR and MRT methods.

Исследованию процессов формирования морского льда, его солевого состава и свойств посвящено большое количество работ, перечисленных в известных монографиях [1, 4, 10, 11, 13]. Фазовый состав морского льда рассматривался в различных тематических публикациях, например в [3, 7-9, 12, 15, 20, 24]. Математические модели процессов кристаллизации морского льда приведены в [2] и других работах, указанных нами в [6, 21].

*МЕЛЬНИЧЕНКО Николай Александрович - кандидат физико-математических наук, доцент, ТЮВЕЕВ Антон Викторович - кандидат физико-математических наук, доцент, САВЧЕНКО Вячеслав Георгиевич - ведущий инженер-программист (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток), ЛАЗАРЮК Александр Юрьевич - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, КУСТОВА Елена Владимировна - аспирантка (Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичёва ДВО РАН, Владивосток). * E-mail: melnichenko.na@dvfu.ru

В [17] приведены уравнения для расчета объемов рассола и газа во льду при различных условиях, используемые в ряде работ.

Интерес исследователей к условиям формирования льда и содержанию в нем жидких и газообразных включений связан с тем, что от состояния льда зависят теплообмен через ледяную поверхность и его прочность. Содержание во льду рассола тесно связано с температурой воздуха, исходной соленостью морской воды, условиями формирования, толщиной снежного покрова на его поверхности и рядом других причин.

Надежными и эффективными методами изучения строения льда являются резонансные методы: ЯМР, позволяющий определять содержание ледяного рассола без разрушения образца, и МРТ, дающий возможность видеть пространственную картину распределения твердой и жидкой фаз внутри объема льда. В недавних работах, например в [16, 18, 22, 23], с помощью МРТ получены результаты по размерному распределению каналов и пор во льду, что было бы невозможно осуществить иными методами. В некоторых работах, например в [19], фазовый состав льда изучался на образцах, приготовленных замораживанием искусственной морской воды в бассейне. В [20] были выполнены теоретические расчеты проницаемости и соединимости ячеек льда с рассолом в его поровом пространстве, но, как отмечали сами авторы, результаты их расчетов можно оценивать только как приблизительные. В указанной работе авторы не принимали во внимание влияние снежного покрова, что несколько снижает значимость их исследования. Не исключено также, что на распределение каналов и пор, полученное из рентгеновских снимков, представленных в этой работе, могли повлиять химические реагенты, применяемые для контраста между жидкой и твердыми фазами.

Ранее нами были проведены исследования процессов замерзания морской воды в лабораторных условиях, построены температурные зависимости содержания рассола во льду при различных соленостях замерзающей морской воды с использованием импульсного и стационарного метода ЯМР [5, 6, 21]. В представленной работе изучались закономерности формирования вертикальной структуры натурального морского льда и распределение жидкой фазы в нем при различных погодных условиях по материалам четырехлетних наблюдений с использованием МР-томографии и стационарного метода ЯМР. Сделана попытка установить закономерности формирования прослоек во льду. Изучены вертикальные профили температуры и солености во льду.

Пробы морского льда извлекали из припайного льда в полузакрытой от ветров бухте Новик в периоды устойчивого льдообразования в 2013-2016 гг. Выбор места наблюдения исключал неконтролируемые факторы, присущие открытой части Амурского залива. Сразу же было видно, что характеристики тонкого однолетнего льда толщиной ~ 50 см вследствие значительной динамики их изменений существенно отличаются от аналогичных характеристик толстых льдов полярных районов, которым, как правило, посвящается большинство исследований.

Цель настоящей работы - установление закономерностей пространственного распределения твердой и жидкой фаз в объеме натурального морского льда бухты Новик Амурского залива при различных погодных условиях на основе анализа МР-томограмм и результатов определения содержания рассола методом ЯМР.

Методика экспериментов

МР-томограммы кернов льда были получены на медицинском МР-томографе с индукций магнитного поля 0,4 Тл (образцы 2013 г.) и 4,5 Тл (образцы 2014-2016 гг.). Для предотвращения потерь жидкой фазы керны льда транспортировались в лабораторию в термостатированных контейнерах из пенопласта, заполненных сухим льдом. Метеорологическая обстановка в районе проведения исследований за предшествующий период была заимствована с метеорологического сайта (http://www.rp5.ru).

Относительное содержание жидкой фазы во льду Ql определялось таким же образом, как и ранее в работах [5, 6, 21], по формуле:

^ = АТ / Л,

где Ар и Ло - интегральные интенсивности линий поглощения в спектре ЯМР на протонах

в жидкой фазе льда при температурах Т отдельных участков керна льда и в растопленном льду при температуре, близкой к температуре замерзания. Для прямого определения Ql необходима приемная катушка большого размера, превышающая диаметр керна льда. Однако диаметр капилляров в стандартных спектрометрах ЯМР не превышает нескольких миллиметров, вот почему сначала требовалось либо раздробить лед на мельчайшие кусочки, с потерей значительного количества рассола, либо растопить его при сохранении количества резонирующих протонов (определяющих АТ), а потом уже охладить до температуры керна в момент его извлечения. Нами был выбран второй вариант. Естественно, результаты определения Ql в замороженной морской воде и в изначальном льду могут значительно отличаться, так как на формирование характеристик льда в естественных условиях влияет ряд факторов, таких как предшествующая температура воздуха и скорость ее изменения, толщина снежного покрова надо льдом, наплески воды на поверхность молодого льда и др. Поэтому вертикальное распределение содержания рассола следует рассматривать как приближенную картину действительного его распределения, которая качественно может быть близкой к реальной. Кроме того, относительное содержание жидкой фазы во льду, как и относительный ее объем, рассчитанный по методу, описанному в [17], определяется его температурой и соленостью. В то же время соленость льда равна солености воды после его таяния. Следует особо подчеркнуть, что принятая нами методика применялась только для определения Ql. Определяли Ql на ЯМР спектрометре ЕУ-400 фирмы «Вгикег» на резонансной частоте для протонов 400 МГц.

Для построения температурных профилей проводили измерения температуры с шагом 5 см в кернах, высверленных кольцевым буром диаметром 18 см, с использованием серии ртутных термометров от стандартных метеорологических психрометров с известными температурными поправками. Глубина лунок в кернах льда составляла 5 см, а диаметр 8 мм, что соответствовало диаметру термометров. Для уменьшения погрешности измерений температуры из-за возможного нагрева термометров солнечной радиацией или их охлаждения воздухом керны льда с термометрами защищались экранами. Для оценки влияния температуры воздуха на показания термометров за время измерений (~15 мин) замеры производились дважды, сначала от поверхности льда, контактировавшей с подледной водой, до верхней поверхности, а затем в обратном направлении после установления равновесия. Погрешность определения температуры льда не превышала инструментальную погрешность термометров, равную 0,2 К. Для крупных кернов массой 11 кг температура сохранялась в рамках погрешности в течение 40 мин.

Профили солености измеряли в кернах, распиленных на сегменты по 4-5 см при температуре атмосферного воздуха с соблюдением мер, исключающих потери жидкой фазы и попадание снежной массы в отобранные пробы льда. Распиленные сегменты помещали в пластиковые контейнеры с герметичной крышкой для доставки в лабораторию. Растапливали куски льда при комнатной температуре в тех же полиэтиленовых емкостях. Соленость определяли по электропроводности воды растаявших образцов, которую пропускали через проточную систему зонда SBE-19, откалиброванного на специальном стенде. Сравнение значений солености с осреднением многократных единичных отсчетов и результатов измерений с помощью лабораторного солемера ЛutoSal-8400В показало высокую сходимость результатов определений (до 0,1 %).

Результаты и их обсуждение

Все экспериментальные работы в зимние периоды 2013-2016 гг. велись в фиксированной географической точке с координатами 43о03' с.ш. и 131о51' в.д. (рис. 1) после

Рис. 1. Карта района исследований в бухте Новик

образования устойчивого льда. Глубина бухты Новик в этой точке составляет примерно 14 м. Подробная карта района наблюдений приведена на сайте http://www.divingdv.ru/im-ages/joomgallery/Map_Vladivostok/18-1.jpg .

На рис. 2 приведены изображения МР-томограмм кернов льда 2013 г. через 20-30 мин после бурения в вертикальном и горизонтальном направлениях, а на рис. 3 показаны кривые вертикального распределения Т, S и Ql по данным наблюдений 2013 г.

При изучении пространственного распределения твердой и жидкой фаз выяснилось, что для весеннего (2013 г.) льда характерна рыхлая структура, особенно нижних

Рис. 2. MR-томограммы кернов льда, извлеченного 19 марта 2013 г.: вертикальный срез (а) и горизонтальные срезы для нижней (б) и верхней (в) плоскостей

а

слоев, соприкасающихся с водой (рис. 2б). Фигуры, соответствующие кристаллическим образованиям (светлый фон), имеют неправильную форму и случайные размеры. Отдельные ячейки рассола - подковообразной формы. Размеры пор в направлении нижней, околоводной части увеличивались. Значительное количество жидкой фазы в керне льда обусловлено предшествовавшим обильным снегопадом с последующей оттепелью и таянием снежной массы.

Характерно различие профилей температуры срединного слоя февральского и мартовского льдов, которое заключалось в заметном градиенте температур зимой и уменьшении его в начале весны. Наличие температурного градиента в срединном слое льда в зимний период является отличительной чертой аналогичных профилей в толстых льдах полярных районов с практически монотонным увеличением температуры в вертикальном направлении от поверхности до приводного слоя.

Графики изменения солености и содержания рассола Ql также имели максимум в области срединного слоя, наиболее ярко выраженный в конце второй декады февраля. Из рис. 3 видно, что содержание жидкой фазы увеличивается к нижней части льда и коррелирует с температурой воздуха и ее колебаниями за предшествующий период, а также с толщиной снежного покрова (рис. 4). Существенные колебания значений на графиках вертикального распределения солености и содержания рассола связаны с влиянием таяния снежного покрова, особенно после обильных весенних снегопадов. Максимальные

Рис. 3. Вертикальное распределение температуры, солености и содержания рассола во льду бухты Новик в феврале-марте 2013 г.

Рис. 4. Температура воздуха и толщина снежного покрова в феврале-марте 2013 г.

изменения содержания жидкой фазы Q так же как и солености, приходятся на среднюю часть керна. По-видимому, значительная часть тающей снежной массы успела просочиться в толщу льда.

Резкие смены погодных условий отражались на характере вертикального распределения твердой и жидкой фаз в морском льду. Это видно из МР-томограммы керна льда 2014 г. (рис. 5). По сравнению со льдом весны 2013 г., практически полностью пропитанным талой снежной массой, 55-сантиметровый зимний лед 2014 г., кроме отличающихся максимальным содержанием жидкой фазы верхнего и нижнего слоев, имел прослойки, обусловленные чередованием морозных дней и оттепелей (рис. 6). Кристаллические образования имели ветвистую структуру с небольшим смещением от вертикали в каждом слое керна льда.

Слоистая структура льда отражает характер вертикального распределения температуры, солености и жидкой фазы в этот период наблюдений (рис. 7). Увеличение содержания жидкой фазы и солености в приводном слое обусловлено значительным обменом с водой, вызванным течениями, а также с прилив-но-отливными колебаниями уровня моря. Графики вертикального распределения относительного объема рассола во льду, вычисленного по методу, описанному в [17], подобны графикам относительного содержания жидкой фазы, но относительный объем

рассола и содержание жидкой фазы не должны совпадать между собой, так как величина Ql пропорциональна количеству резонирующих протонов в объеме жидкой фазы.

Пространственная структура образцов льда, извлеченных в снежном феврале 2015 г. (рис. 8), представляет собой промежуточный вариант по отношению к структурам кернов 2013 и 2014 гг. На ее МР-изображениях на фоне преобладающей жидкой фазы льда достаточно различимы кристаллические образования с ветвистой структурой. По-видимому, наличие таких ассоциатов из кристаллов льда объясняется резкими перепадами температуры воздуха и таянием снега (рис. 9) в момент взятия пробы.

Рис. 5. MR-томограмма керна льда, извлеченного 20 февраля 2014 г.

Рис. 6. Изменение температуры воздуха и толщины снежного покрова в феврале 2014 г

4 -i -S -4 -3 -1 -1 А 3 А 5 6 7 Я !>,! 0,03 0,05 0,07 0,09 0,11

Температура, °С Соленость, %о Содержание рассола, отн. ед.

Рис. 7. Вертикальное распределение температуры, солености и содержания рассола во льду бухты Новик зимой 2014 г.

180 мм

550 мм

Рис. 8. MR-изображение керна льда, извлеченного 7 февраля 2015 г.

На графике вертикального изменения температуры льда от 07.02.2015 г. (рис. 10, сплошная кривая) примерно на уровне 15 см имеется минимум, после которого происходит ее монотонное увеличение. В конце февраля и в марте 2015 г. вертикальное распределение температуры изменялось лишь в небольших пределах, сравнимых с погрешностью измерения. Превышение температуры замерзания морской воды с исходной соленостью объясняется значительным количеством талой снежной массы во льду.

Ниже уровня 15 см вплоть до приводного слоя в керне льда монотонно с небольшим градиентом возрастала соленость. В приводном слое она превышала типичные значения, что могло быть обусловлено выше упомянутым обменом с подледной водой. Закономерности изменения содержания жидкой фазы во льду примерно соответствовали таковым и для солености.

Наиболее заметное расслоение в пространственной структуре льда наблюдалось в условиях «малоснежья» 2016 г. (рис. 11). Толщина льда в начале февраля составляла всего 36,5 см, что значительно меньше, чем в те же календарные сроки предыдущих лет. Вертикальное

Рис. 9. Изменение температуры воздуха и толщины снежного покрова в феврале 2015 г.

7-6-5-4-3-1-1 0 2 4 б 8 10 12 14 16 lv.ii и,'и и,05 о,«7 илэ и.и ил.-. 0,15 11,17 Температура, °С Соленость, %о Содержание рассола, отн. ед.

Рис. 10. Вертикальное распределение температуры, солености и содержания рассола во льду бухты Новик зимой 2015 г.

распределение во льду температуры, солености и содежания рассола показано на рис. 12.

Главной причиной возникновения прослоек внутри льда этого года, как и в стуктуре льда 2014 г., являются резкие колебания температуры воздуха в январе и феврале при малой толщине «снежной рубашки» (рис. 13).

Нами были рассчитаны сроки, когда лед достигал толщины, соответствующей отдельным прослойкам, отмеченным вертикальными линиями на рис. 13 (тогда они были наиболее заметны, поскольку керны 2013 и 2015 гг. были практически полностью пропитаны талой водой). В расчетах использовалась хорошо известная формула Н.Н. Зубова:

Н= -25 +д/(25 + Н0)2 +8 -4

в которой Н - толщина льда, Н0 - начальная толщина льда и Еt - экспозиция замерзания (количество градусо-суток мороза) [1].

Как видно из представленных данных, даты,

Рис. 11. MRТ-изображение керна льда, извлеченного 7 февраля 2016 г. (толщина льда 36,5 см, снежного покрова 0,5 см, температу-

на которые приходится достижение льдом в ра воздуха -9,1 оС)

7 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06

Температура, °С Соленость, %о Содержание рассола, отп. ед.

Рис. 12. Вертикальное распределение во льду температуры, солености и содежания рассола в 2016 г.

Рис. 13. Температура воздуха и толщина снежного покрова зимой 2015/16 г.

бухте Новик Амурского залива толщины (H), рассчитанной по методу Н.Н. Зубова, и даты, когда реально были зафиксированы эти значения H, заметно разнятся. Использование для расчетов громоздкой формулы Ю.П. Доронина [4] требует использования большого количества факторов, которые не всегда можно полностью учесть. Определенная по формуле (2) дата достижения толщины льда в 36,5 см на 7-8 дней опережает фактическую (с учетом весьма вероятной погрешности установления точной даты начала льдообразования по данным спутниковых снимков и эпизодических визуальных наблюдений).

К тому же расчетная толщина льда 07.02.2015 г. составляла 40,9 см, что меньше экспериментально измеренной (55 см). Гораздо большее расхождение (~ 40 %) с практикой наблюдалось в расчетах по формуле, приведенной в [14], которая была выведена для ровных поверхностей полярных станций и включала в себя толщину снежного покрова:

H = -6,9 • h + V

Здесь h - толщина снежного покрова, Е(-Т) - экспозиция замерзания.

Естественно, для каждого района, покрытого льдами, со своими специфическими климатическими условиями формулы для расчета толщины льда могут различаться. В итоге обработки по методу наименьших квадратов результатов всей совокупности наших четырехлетних измерений толщины льда в бухте Новик была получена следующая формула:

H = -0,0775 +1,078• h + -^

В отличие от формул (2) и (3) мы учитывали прирост толщины льда за одни сутки. Здесь Ta - среднесуточная температура воздуха.

В таблице приведены результаты расчетов толщины льда с использованием формул (2-4). Рассчитанные по формуле (4) величины Н имели наименьшее отклонение от экспериментальных.

После четырехлетних наблюдений за закомерностями изменения жидкой фазы льда стало очевидно, что пространственная структура припайного льда Амурского залива, как и содержание Qp зависит от толщины снежного покрова даже больше, чем от температуры воздуха и ее изменений в дни, предшествовавшие отбору проб для исследования. Это отчетливо следует из сравнения данных, приведенных на МРТ-изображениях. Расслоение льда происходило только при толщине снежного покрова, составляющего не более 2 % от толщины льда.

Графики вертикальных изменений Qj соответствуют таковым для солености (S) и температуры, что вполне ожидаемо. Важно отметить, что данные определений Qj и солености льда являются результатами независимых определений и полностью коррелируют между собой. Это неудивительно, так как содержание рассола и его соленость тесно связаны между собой, что было показано нами в [6]. Поэтому соленость льда можно рассчитывать

Толщина морского льда (Н, см), рассчитанная с использованием формул (2—4), для зим 2013—2016 гг.

Даты наблюдений Измеренные толщины льда Н (2) Н (3) Н (4) - \ (2), % - % (3), % - \ (4), %

2013 г. 06.02 52 - - 52,3 0,18 - 0,003

05.03 58 63,1 68,9 57,5 0,23 2,05 0,004

11.03 55 63,7 69,7 57,8 8,03 3,93 0,15

19.03 57 64,0 70,1 57,4 0,18 3,01 0,003

2014 г. 25.01 38 - - 38,1 0,02 - 0

20.02 48 52,8 65,8 45,7 5,48 6,60 0,11

13.03 44 56,7 72,4 46,2 4,53 18,3 0,10

2015 г. 02.02 50 - - 50,2 0,04 - 0

07.02 51 52,1 53,3 52,3 0,04 0,10 0

24.02 53 56,3 61,4 52,1 0,43 1,33 0

28.02 55 56,8 62,1 57,8 8,03 0,92 0

2016 г. 07.02 36,5 40,3 65,3 38,5 0,1 22,72 0,003

12.03 42,8 49,6 77,1 42,8 0 27,48 0

Прочерками отмечены отбракованные данные.

по результатам определений Ql по соотношениям, приведенным там же. Отклонение рассчитанных значений S от измеренных не превышало 2 %.

Вернемся теперь к заданному во введении вопросу: насколько похож тонкий однолетний лед Амурского залива на лед полярных районов? Прежде всего, различаются размеры пор, которые во льдах полярных районов значительно меньше. Рассол, по данным Калла-гана и Экклса [16], находился в виде капель со средним диаметром 40 мкм и со случайным их распределением в объеме керна 2-метрового льда. Это неудивительно, поскольку льды в полярных районах формируются в совершенно других, более суровых условиях, особенно льды материкового происхождения. Объединение ячеек в каналы по правилу «двух пятерок» (-5 °С и 5 %о) [20] в тонком льду Амурского залива автоматически выполняется уже в начальный период его формирования.

Заключение

На основании натурных и лабораторных исследований однолетних льдов Амурского залива установлено, что характер вертикального распределения содержания рассола во льду, объемная структура кристаллических образований и количество отдельных прослоек в тонких однолетних льдах мелководных бухт типа бухты Новик определяются преимущественно снежным покровом. Это особенно заметно в начале весны. Влияние снежного покрова проявляется только на замерзающих мелководных бухтах умеренных широт и нехарактерно для льдов полярных районов. Формирование четких прослоек во льду происходит при толщине снежного покрова не более 2 % от толщины льда при резких колебаниях температуры воздуха. Толщина льда и его прослоек, а также сроки достижения заданной толщины в «мягких» климатических условиях при отсутствии снежного покрова могут быть оценены по вышеприведенной формуле (4) с погрешностью не более 2 %.

Использование МР-томографии в сочетании с ЯМР-определением содержания жидкой фазы и построением вертикальных профилей температуры и солености в толще льда открывает новые возможности для изучения не только объемной структуры льда, но и истории его формирования. Наряду с возможностями метода ЯМР МР-томограммы позволяют получать картину пространственного распределения твердой и жидкой фаз в структуре льда в различных плоскостях и в отдельных слоях, в том числе в виде 3D-изображений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Богородский В.В., Гаврило В.П Лед: Физические свойства: Современные методы гляциологии. Л.: Гидро-метеоиздат, 1980. 384 с.

2. Богородский П.В., Пнюшков А.В. Простая модель кристаллизации морской воды в спектре температур // Океанология. 2007. Т. 47, № 4. С. 539-545.

3. Гиттерман К.Э. Термический анализ морской воды. Концентрирование соляных рассолов естественным вымораживанием // Тр. Соляной лаборатории АН СССР. 1937. Вып. 5, ч. 1. С. 5-23.

4. Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е. Морской лед. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 318 с.

5. Мельниченко Н.А., Михайлов В.И., Чижик В.И. Изучение температурной зависимости относительного содержания жидкой фазы в замороженной морской воде импульсным методом ЯМР // Океанология. 1979. Т. 19, № 5. С. 811-814.

6. Мельниченко Н.А., Стунжас П.А. О процессах замерзания морской воды по данным лабораторных измерений методом ядерного магнитного резонанса // Океанология. 2014. Т. 54, № 6. 754-762.

7. Нагурный А.П. О роли льда Северного Ледовитого океана в сезонной изменчивости концентрации двуокиси углерода в северных широтах // Метеорол. и гидрология. 2008. № 1. С. 65-71.

8. Назинцев Ю.Л. Количественные соотношения в фазовом составе морского льда // Проблемы Арктики и Антарктики. 1974. Вып. 45. С. 62-67.

9. Назинцев Ю.Л., Панов В.В. Фазовый состав и теплофизические характеристики морского льда. СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. 83 с.

10. Паундер Э. Физика льда. М.: Мир, 1967. 189 с.

11. Савельев Б.А. Строение и состав природных вод. М.: МГУ, 1980. 280 с.

12. Харитонов В.В. Некоторые результаты измерения толщины ровного льда на дрейфующей станции «Северный полюс-38» // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. № 2. С. 103-110.

13. Цуриков В.Л. Жидкая фаза в морских льдах. М.: Наука, 1976. 210 с.

14. Цуриков В.Л., Цурикова А.П. О содержании рассола в морском льду (Состояние вопроса) // Океанология. 1972. Т. 12, № 5. С. 792-802.

15. Assur A. Composition of sea ice and its strength // Arctic Sea Ice. Natl. Acad. Sci., Nat. Res. Council USA Publ. 1958. N 598. P. 106-138.

16. Callaghan P.T., Eccles C.D. NMR studies on Antarctic sea ice // Bulletin of Magnetic Resonance. 1996. Vol. 18, N 1. P. 62-64.

17. Cox G.F.N., Weeks W.F. Equations for determining the gas and brine volumes in sea-ice samples // J. Glaciology. 1983. Vol. 29, N 102. P. 306-316.

18. Eicken H., Bock C., Witting R., et al. Magnetic resonance imaging of sea-ice pore fluids: method and thermal evolution of pore microstructure // Cold Regions Science and Technology. 2000. Vol. 31. P. 207-225.

19. Galley R.J., Else B.G.T., Geifus N.-X., Hare A.A., et al. Imaged brine inclusions in young sea ice - Shape, distribution and formation timing // Cold Regions Science and Technology. 2015. Vol. 111. P. 39-48.

20. Golden K.M., Eicken H., Heaton A.L., et. al. Thermal evolution of permeability and microstructure in sea ice // Geophysical Research Letters. 2007. Vol. 34. L16501.

21. Melnichenko N.A., Slobodyuk A.B. Nuclear magnetic resonance study of sea-water freezing mechanisms. 1. Temperature dependence of relative brine content in sea ice // J. Glaciology. 2013. Vol. 59, N 216. P. 711-718.

22. Mensel M.I., Han S.-I., Stapf S., et al. NMR characterization of the pore structure and anisotropic self-diffusion in salt water ice // Journal of Magnetic Resonance. 2000. Vol. 143, iss. 2. P. 376-381.

23. Mercier O.R., Hunter M.W., Callaghan P.T. Brine diffusion in first-year sea ice measured by Earth's field PGSE-NMR // Cold Regions Science and Technology. 2005. Vol. 42. P. 96-105.

24. Nelson K.H., Thomson T.G. Deposition of salt from sea water by frigid concentration // J. Mar. Res. 1954. Vol. 13. Р. 166-182.