Ciekawostka historyczna – Czym tak naprawdę jest Termoklina?
Witold RYCHTER
Co można najprościej powiedzieć o termoklinie, jest to warstwa wody, w której następuje szybka zmiana temperatury wraz ze wzrostem głębokości i najważniejsze powyżej i poniżej termokliny zmiany temperatury są o wiele mniejsze. Jakie to może mieć znaczenie dla okrętów podwodnych, woda przecież taka sama, ma tylko inną temperaturę. Jak się okazuje znaczenie może mieć kolosalne, gdyż w termoklinie gdzie jest inna temperatura inaczej rozchodzą się fale emitowane przez sonar. Dzięki temu okręt podwodny, który wpłynie pod taką warstwę wody jest niewidoczny dla okrętu, który go tropi.
Już podczas II wojny światowej niemieccy dowódcy U-Bootów jeśli mieli szczęście korzystali z tego zjawiska. Na niektórych akwenach szukali termokliny tak by uciec przed wciąż udoskonalanym sonarem lud asdikiem. Szczególnie gdy wcześniej zaatakowali aliancki konwój.
Taką relację przedstawia Herbert Werner w książce Żelazne trumny, w której opisuje między innymi rejs U-230 do wybrzeży USA, by postawić pole minowe w pobliżu portu Norfork. Tylko dzięki termoklinie U-230, mógł się schować przed pingami asdiku. Bezpiecznie przeczekać pod zimniejszą warstwą wody i niepostrzeżenie umknąć okrętom eskorty.
Zaraz po południu akustyk zameldował zbliżający się odgłos śrub. Czif podniósł okręt na głębokość peryskopową, a Kapitan obserwował powierzchnię. Ku zdumieniu Siegmanna, nasz okręt znajdował się wprost na kursie małego konwoju, który płynął bliżej. niż można było sądzić po intensywności dźwięków śrub. Cztery niszczyciele strzegły siedmiostatkowego stada. Nagle Kapitan krzyknął:
– Okręt wychodzi na powierzchnię! Trzymaj go pod wodą! Pomost jest już nad powierzchnią! Na dół, na dół Czifie! Friedrich zrobił natychmiast wszystko co mógł, by okręt ściągnąć głębiej- lecz bez skutku.
– Co do diabła z tą łajbą, zanurzać ją! Szybko! – wrzeszczał Kapitan.
Cenne sekundy mijały, a U-230 wisiał jak ryba na haczyku, prezentując się w całej rozciągłości okrętom eskorty. Za chwile wolno, Szaleńczo wolno U-Boot przebił się przez warstwę gęstej wody. Kiedy rufa sięgnęła wody o większym ciężarze właściwym, strasznie blisko eksplodowała seria bomb głębinowych. Wybuchy, z pomocą obracających się szybko śrub, pchnęły okręt w dół pod warstwę termiczną, aż dotknęliśmy piaszczystego dna. Pingi asdiku, emitowane przez niszczyciel, ćwierkały w płytkiej wodzie, lecz nie trafiły w nasz kadłub ze zwykłą mocą, bo zostały wytłumione przez gęstą warstwę cięższej wody, która teraz była nad nami i skutecznie odbijała fale akustyczne. Przez dwie godziny myśliwi nerwowo przeczesywali wody, na próżno poszukując czegoś poręcznego do ataku. Odeszli, nie zrzucając na nas nawet jednej więcej bomby głębinowej. Wynurzyliśmy się po zapadnięciu zmroku. U-230 sunął naprzód szybko i bez odpoczynku. W niepokoju i wśród rosnącego podniecenia minęły następne trzy godziny. Potem przed dziobem wypełzła nad horyzont łuna Świateł- światła Norfolku. Po paru minutach Borchert wykrzyknął:
– Ameryka przed dziobem!
A więc dotarliśmy tam. Czas: 23.25, data 27 lipca 1943 r. Kiedy cienka kreska lądu podnosiła się zza horyzontu, w ciemności centrali dał się słyszeć głos Pragera:
– Okręt cztery mile na zachód od Przylądka Charlesa. Sugeruje kurs dwa-trzy-pięć.
– Dobra – potwierdził Siegmann – Zastępco, przygotuj jajka do zniesienia.
– Tak jest, dowódco – powiedziałem. – Życzy je pan sobie podane żółtkiem do góry?
Wszyscy na pomoście śmiali się głośno. Byliśmy w wesołym nastroju, jako że podeszliśmy nie niepokojeni do Wyspy Rybaka. Jeden z wachtowych wydał indiański okrzyk bojowy, a my wszyscy wyobraziliśmy sobie nas w roli atakujących z kanału Indian z pomalowanymi barwami wojennymi twarzami.
 | Tekst został zaczerpnięty z książki Herberta A. Wernera pt. Żelazne trumny HERBERT A. WERNER W latach 1941-1945 służył na U-bootach, początkowo jako oficer wachtowy, później jako pierwszy oficer i zastępca dowódcy (U-557, U-612, U-230), a następnie jako dowódca (U-415, U-953). Po wojnie w niewoli brytyjskiej, a potem francuskiej, skąd uciekł. Obecnie obywatel USA. |
Termokliną zaczęły interesować się marynarki wojenne wielu krajów po II wojnie światowej, szczególnie posiadające okręty podwodne. Siły ZOP też zwróciły na to zjawisko baczniejszą uwagę wiedząc iż w akwenach gdzie termoklina może częściej występować będzie trudniej wytropić i ewentualnie zatopić okręt podwodny.
Czerwona linia na tej ilustracji pokazuje typowy profil temperatury wody morskiej. W termoklinie, temperatura gwałtownie spada od mieszanej górnej warstwy oceanu (zwanej strefą epipelagiczną) do znacznie zimniejszej głębokiej wody w termoklinie (strefa mezopelagiczna). Poniżej 3 300 stóp (1000 metrów) do głębokości około 13 100 stóp (3970 metrów) temperatura wody pozostaje stała. Na głębokościach poniżej 13 100 stóp, temperatura waha się od bliskiej zamarzania do nieco powyżej punktu zamarzania wody wraz ze wzrostem głębokości.
W oceanie głębokość i siła termokliny zmienia się z sezonu na sezon i z roku na rok. Jest ona półstała w tropikach, zmienna w regionach umiarkowanych (często najgłębsza w lecie) i płytka lub nieistniejąca w regionach polarnych, gdzie słup wody jest zimny od powierzchni do dna.
Termokliny nie można zauważyć, ale można zarejestrować przez odpowiednie instrumenty, takie jak refrektometry, które rejestrują załamania pól fizycznych czy wyrafinowane wskaźniki temperatury.
Jedynym okrętem podwodnym, który w praktyce mógłby w pełni wykorzystać właściwości termokliny był radziecki Komsomolec K-278. Według oficjalnych danych zszedł na głębokość 1027 metrów. Nieuchwytny Komsomolec K-278 (według klasyfikacji NATO Mike) według obliczeń mógł zejść nawet na niewiarygodną głębokość 1250 m, czyli poniżej występowania termokliny, którą oblicza się średnio na 1000 metrów.
Niestety rozmiary niektórych współczesnych okrętów podwodnych mogą uniemożliwić skuteczne skrycie się pod termokliną. Okrętom podwodnym z czasów II wojny światowej było o wiele łatwiej wykorzystać to zjawisko gdyż były o wiele mniejsze. Dlatego niektóre współczesne okręty podwodne potrafią zanurzać się na znaczne głębokości licząc że w głębinach trudniej będzie je wykryć.
Dzięki zastosowaniu nowych materiałów przy budowie najnowszych okrętów podwodnych rosną ich osiągi. Dziś najgłębiej operującymi okrętami podwodnymi są japońskie jednostki typu Soryu. Dzięki solidnemu kadłubowi wykonanemu ze wzmocnionej stali NS110 okręty te mogą bezpiecznie schodzić na głębokość 600 metrów a maksymalny limit zanurzenia ma wynosić 900 metrów. Te okręty już w większym stopniu mogą wykorzystywać w swych misjach zasadę termokliny.
Zasady fizyki są wręcz podstawą przy konstruowaniu i późniejszym wykorzystywaniu okrętów podwodnych. Termokliny mogą być również brane pod uwagę przy zastosowaniu odpowiedniej taktyki podczas konfliktu zbrojnego. Osiągnięcia jednej floty mogą być zupełnie nieosiągalne dla innych jednostek i pozwala to mieć przewagę w konflikcie nad wrogiem.
Bibliografia:
- Co to jest termoklina? | Organic Articles (organicindiatoday.com)
- Maksymalna głębokość zanurzenia okrętów podwodnych Marynarki Wojennej Rosji, Marynarki Wojennej USA i Japonii – Flota 2022 (military-review.com)
- Termoklina – Wikipedia, wolna encyklopedia
- Okręt podwodny – Wikipedia, wolna encyklopedia
