О. В. НАГОРНОВ, Е. С. СОКОЛОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ВАРИАЦИИ СТРУКТУРЫ СНЕЖНО-ФИРНОВОЙ
ТОЛЩИ ЛЕДНИКОВ
В работе исследовано влияние параметров теории Монина-Обухова, входящих в постановку условия на границе снег-атмосфера, на процесс формирования снежно-фирновой толщи (СФТ).
Ледники формируются в результате превращения свежевыпавшего снега в фирн, а затем в сплошной лед. Исследование внутренней структуры ледников позволяет изучать климат прошлого и предсказывать его термодинамическое состояние в будущем. Ранее была представлена одномерная модель СФТ, позволяющая моделировать образование годовых слоев в ледниках [1]. В настоящей работе проведено исследование влияния параметров, которые входят в постановку краевого условия на границе снег-атмосфера, на структурные изменения СФТ. Анализ основан на теории подобия Монина-Обухова. В общем виде это условие можно записать следующим образом [2]:
где 
и 
– турбулентные потоки явного и скрытого тепла, 
– температура воздуха в градусах Кельвина на высоте измерений (2 метра), 
– температура на границе СФТ в градусах Кельвина, 
– постоянная Стефана-Больцмана, 
и 
– излучательная способность снега и атмосферы соответственно, 
– альбедо поверхности СФТ.
,
где 
– плотность воздуха на высоте 2 м., 
– теплоемкость воздуха, 
– скорость ветра на высоте 2 м., 
– удельная теплота сублимации, 
– насыщающее давление водяного пара, 
– давление воздуха, 
– коэффициент переноса.
,
где 
– постоянная Кармана,
– высота измерений (2 м.), 
– параметр шероховатости, 
– длина Монина-Обухова, 
и 
– универсальные функции.
,
где 
– скорость трения, 
– ускорение свободного падения.
В данное граничное условие входят несколько параметров: альбедо поверхности СФТ, температура и давление воздуха, скорость ветра. Для изучения их влияния на результаты моделирования СФТ была проведена серия численных расчетов с использованием данных, полученных на леднике Григорьева в период с 1991 по 2003 годы, а также данные метеостанции расположенной рядом. На рисунке приведен график зависимости температуры СФТ от глубины при различных значениях альбедо поверхности СФТ. |
|
Список литературы
1. Sergienko O. V., Sokolov E. S., Nagornov O. V. A one dimensional model for the annual snow-firn layer structure // Научная сессия МИФИ-2003. Cб. науч. тр. В 13 т. М.: МИФИ, 2003. Т. 5. С. 78-79.
2. Jordan R., Andreas E. Heat budget of snow-covered sea ice at North Pole 4 // Journal of geophisical research. 1999. Vol. 104. № C4. Р. .
