Формирование первого льда, или перволедье, редко соответствует идеальной физической модели. Зачастую можно наблюдать несколько коротких этапов образования непрочного временного ледяного покрова, который впоследствии разрушается под воздействием дождей, ослабевает из-за влажных туманов и разбивается ветром.
Иногда период образования льда может быть очень непродолжительным – всего одна-две спокойные ночи с сильными морозами. Помимо этого, сформировавшееся перволедье можно условно разделить на этапы: тонкий, но уже устойчивый лед, крепкий лед, присутствующий хотя бы локально, и надежный лед, полностью покрывший некоторые водоемы и создающий условия для рыбалки повсеместно. Очевидно, что на разных водоемах, а порой и на одном водоеме, эти этапы отличаются по времени и по площади, причем нередко весьма значительно.
При подготовке к первому выходу на лед необходимо учитывать особенности каждого водоема, обусловленные его типом и текущими погодными условиями. Получить такие сведения можно только посредством регулярных наблюдений и сопоставления полученных данных.
Подробно рассмотрим природные процессы, приводящие к образованию ледяного покрова на водной поверхности, а также его характеристики, зависящие от качества воды и влиянием внешних факторов. Ключевую роль здесь играет конвективный обмен теплом между водной и воздушной средами, происходящий на границе их соприкосновения. Вода, обладая высокой теплоемкостью, к завершению летнего периода значительно нагревается и оказывается теплее, чем воздух, находящийся вблизи земной поверхности.
Из-за более низкой плотности и, как следствие, меньшей способности накапливать энергию, воздух быстро остывает. Это происходит из-за увеличения продолжительности ночей и изменения интенсивности солнечного излучения, а также угла падения лучей на поверхность. С понижением температуры воздуха ускоряется процесс теплообмена с водой.
При охлаждении верхнего слоя воды до четырех градусов Цельсия, температуры, при которой она достигает максимальной плотности, происходит ее опускание вниз. Этот процесс сопровождается вытеснением более теплой и менее плотной воды вверх. Благодаря этому формируется вертикальная циркуляция и замедленное перемешивание всего водного объема.
Конвекция постепенно ослабевает с повышением общей температуры, приближаясь к отметке в 4 градуса, однако полностью не останавливается. Донные слои непрерывно получают тепло от дна водоема, которое зимой всегда немного теплее самой воды. Если бы это не происходило, водоемы бы промерзали до дна, а лед нарастал бы как сверху, так и снизу – как это характерно для климатических зон с вечной мерзлотой.
После того, как большая часть воды достигнет температуры 4 градуса, ее охлаждение продолжится до 0 градусов – это момент перехода дистиллированной воды в кристаллическую форму, или точка замерзания. Снижение температуры ниже 0 градусов вызывает образование льда.
В природных водоемах вода – это раствор, содержащий соли и микрочастицы, состав которого варьируется, что обычно приводит к снижению температуры, необходимой для образования льда. При этом для разных водоемов эта температура отличается. Идеальное замерзание воды в природе не встречается, и ледостав каждый год формируется по-разному, поскольку на него влияют погодные условия, а также тип водоема: его размер (большой или маленький), глубина (глубокий или мелководный) и наличие течения (с течением или непроточный). На формирование льда оказывают воздействие и колебания уровня воды, значительные объемы теплых бытовых стоков, а также продолжающееся судоходство в некоторых местах.
Если ледостав начинается в спокойные, морозные условия, то лед равномерно покрывает всю акваторию, формируясь от берегов, особенно в местах с небольшой глубиной. В случае, когда образование льда происходит при сильном ветре, формирование ледяного покрова на открытых участках крупных водоемов затягивается – сильные волны разрушают и уносят непрочный, тонкий первый лед, перемещая его к подветренному берегу. Там, при достаточно сильных морозах, быстро схватывающий этот хрупкий материал, может сформироваться широкая, но менее прочная, чем сплошной лед, закраина. От наветренного берега будет расти отдельная закраина из монолитного льда, и чем выше и круче этот берег, тем шире прозрачный отмосток расположится на водной поверхности.
Когда ветер стихает и не начнется неожиданное потепление, эти две кромки льда вскоре сомкнутся, поскольку хорошо перемешанная и остывшая вода готова к замерзанию. Но рыболову стоит помнить: там, где лед встал первым, он самый толстый и надежный.
На значительной глубине, где объем воды больше, процесс охлаждения будет занимать больше времени, и лед начнет формироваться позже, чем на мелководье. Аналогичная закономерность проявляется при замерзании крупных и небольших водоемов: на них лед сформируется позже и при более низких температурах.
Условия ледостава на реках имеют свои характерные черты: течение обеспечивает постоянное перемешивание воды по всему объему, и переохлаждение затрагивает всю движущуюся массу, что требует больше времени. В результате лед на реках формируется позднее, чем на водоемах со спокойной водой. При этом вода под ледяным покровом рек, как правило, холоднее, чем на озерах и водохранилищах, и, что может показаться странным, дальнейшее утолщение льда на реке происходит быстрее.
Безусловно, на участках с быстрым течением ледяной покров формируется позднее, чем на спокойных водах. Кроме того, после продолжительных осенних дождей в начале зимы на реках отмечаются заметные и значительные перепады уровня воды – как правило, происходит его снижение, обусловленное сокращением поступления воды из притоков из-за промерзания поверхностных грунтовых вод. В результате, тонкий лед может отламываться по берегам, а течение уносит образовавшиеся льдины.
Образование скоплений движущихся льдин происходит в районах с обратным течением, расположенных за выступами и на стрежках, где возникают турбулентные потоки, а также на границе, где быстрый поток переходит в медленно движущуюся затопленную равнину. В этих характерных местах формируются торосы, достигающие иногда 3 метров в толщину – они на протяжении всей зимы служат удобной подсказкой для рыбаков при поиске мест скопления рыбы, поскольку морские обитатели предпочитают находиться рядом с подобными особенностями речного течения, где закономерно сосредотачивается пища.
Формирование льда в начале зимы возможно при различных внешних факторах, которые определяют толщину и качество ледяного покрова, и, как следствие, безопасность передвижения по нему.
