Тема: ЛЕДОВЫЙ РЕЖИМ ФЬОРДОВ ОСТРОВА ЗАПАДНЫЙ ШПИЦБЕРГЕН
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
📋 Содержание
Введение
Глава 1. Физико-географическое описание арх. Шпицберген
1.1 Географическое положение
1.2. Климат
1.3. Ледовый режим
1.4. Океанологический режим
Глава 2. Современное состояние климата и морского ледяного покрова на арх.
Шпицберген
Глава 3. Используемые данные
3.1. Пирамида (залив Билле-фьорд)
3.2. Баренцбург (залив Грен-фьорд)
Глава 4. Методы обработки
4.1. Статистический подход
4.2. Термодинамический подход
4.2.1. Квазистационарная балансовая модель морского льда ААНИИ
4.2.2. Особенности расчётов и обработки результатов
Глава 5. Использование эмпирических зависимостей для описания эволюции
припайного льда (на примере залива Билле-фьорд, п. Пирамида)
Глава 6. Применение одномерной термодинамической модели ААНИИ для описания
ледового режима фьордов
6.1. Билле-фьорд, п. Пирамида
6.2. Грен-фьорд, п. Баренцбург
6.3 Предложения по улучшению модели. Расчёт коэффициента теплопроводности льда .. 43
Заключение
Литература
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6.
📖 Введение
фьордах архипелага Шпицберген.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
1. Обзор отечественной и зарубежной научной литературы по проблеме;
2. Обобщение и анализ имеющихся данных;
3. Первичный статистический анализ имеющихся данных, получение оригинальных
регрессионных уравнений, описывающих зависимость толщины припая от суммы
градусо-дней мороза и толщины снежного покрова на припае;
4. Ознакомление с термодинамической моделью морского льда Арктического и
Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), проведение
тестовых расчетов, верификация результатов.
В качестве объекта исследований выбран архипелаг Шпицберген, а именно припай в
заливе Билле-фьорд (данные метеорологической станции Пирамида) и припай в заливе Гренфьорд (данные ГМО «Баренцбург»).
Архипелаг Шпицберген является одним из показательных районов в Западной
Арктике, подходящим для изучения современного состояния природной среды и
направленности изменений регионального климата. Это связано с его уникальным
географическим положением: в районе архипелага наблюдается интенсивное взаимодействие
теплых и насыщенных влагой воздушных масс атлантического происхождения с холодными
арктическими воздушными массами и снежно-ледниковой поверхностью суши. Западные
районы архипелага испытывают сильное влияние теплых вод атлантического
происхождения, а именно Западно-Шпицбергенского течения (ЗШТ), тогда как центральные
и восточные районы находятся под воздействием процессов, протекающих в Арктическом
регионе и Баренцевом море – выноса многолетних льдов и холодных распресненных вод
Восточно-Шпицбергенским течением (ВШТ). Расположенные на пути распространения
атлантических вод (АВ) атмосфера, гидросфера и криосфера архипелага первыми реагируют
на изменения в теплосодержании этих вод и могут являться своеобразными индикаторами
последующих глобальных климатических изменений (Иванов и др., 2012). Именно
уникальностью местоположения архипелага объясняется наш выбор объекта исследования.
Расчёт эволюции толщины припайного льда является весьма актуальной задачей,
поскольку это необходимо как для судоходства, так и для хозяйственной и туристической5
деятельности на архипелаге. Распространённым способом расчёта толщины льда являются
эмпирические выражения и в настоящее время их имеется довольно большое количество.
Например, хорошо известны формулы Зубова (Зубов, 1945), Быдина (Быдин, 1932; Быдин,
1933), Шестерикова (Шестериков, 1964). Однако все они имеют ряд допущений и, как
правило, учитывают лишь малую часть процессов, влияющих на ледообразование в
конкретном месте. В связи с этим возникают довольно большие погрешности при
использовании подобных формул для других районов, и, следовательно, существует
необходимость получения более точных эмпирических формул для конкретных исследуемых
областей. Такие формулы должны иметь свои индивидуальные коэффициенты, отражающие
степень влияния того или иного внешнего параметра на эволюцию припая. В первой части
работы мы предприняли попытку получения таких эмпирических выражений для расчёта
толщины льда в зависимости от температуры воздуха и толщины снежного покрова
(статистический подход).
Поскольку на скорость нарастания льда влияет не только температура воздуха и
снежный покров, но и условия энергомассообмена на верхней и нижней границах льда, а
также взаимодействие с нижележащими слоями океана, было решено использовать также и
модельный подход. Были выполнены расчеты сезонной эволюции припая с помощью
одномерной квазистационарной балансовой модели морского льда, разработанной в
ААНИИ. В модели учтены основные физические процессы, протекающие на верхней и
нижней границе льда и в его толще (теплопроводность через снег и лед, средняя соленость
льда, поглощение солнечной радиации и т.д.).
В нашем исследовании были использованы данные Государственного фонда ААНИИ,
ВНИИГМИ-МЦД и данные атмосферного реанализа ERA-Interim.
В выпускной квалификационной работе (ВКР) применяются такие общеизвестные
методы исследования, как описание, сравнение, анализ, синтез, индукция, дедукция,
аналогия и некоторые другие.
Эмпирическую базу исследования составили данные регулярных и специальных
гидрометеорологических наблюдений, выполненных на российских и норвежских
метеорологических станциях, и результаты анализа этих данных.
В ходе подготовки ВКР было использовано лицензионное программное обеспечение:
Microsoft Office 2016 (Word, Excel, PowerPoint), Grapher 11, STATISTICA, MATLAB R2014b.6
ВКР включает в себя список используемых сокращений, введение, 6 глав, в которых
решаются поставленные исследовательские задачи, заключение, список литературы и приложения.
✅ Заключение
ледотаяния за счёт термодинамических процессов, протекающих в прилёдных слоях
атмосферы и океана. В качестве основы использовалась одномерная балансовая модель
морского льда, разработанная в ААНИИ.
Практическая часть работы заключалась в изучении, критическом контроле и
обработке исторических и современных гидрометеорологических данных, полученных на
российских метеорологических станциях, расположенных на арх. Шпицберген. Это таблицы
метеорологических наблюдений ТМ-1 (1948-1957 гг.), ледовых наблюдений ТГМ-2 (1948-
1957 гг.), сводные ледовые таблицы (2000-2011 гг.). Материалы получены в Госфонде
ААНИИ. Также использовались данные реанализа ERA-Interim.
В данной работе использовалось два основных метода моделирования морского льда:
статистический и термодинамический.
В результате выполненного исследования были получены следующие основные результаты:
1. Выполнен литературный обзор и проанализированы результаты предшествующих
исследований, которые связаны с прошлыми и современными изменениями климата Шпицбергена.
2. Исследованы и представлены статистические зависимости изменения толщин
ледяного покрова (припая) от сумм градусо-дней мороза и толщин снежного покрова. С
помощью метода множественной регрессии были получены оригинальные эмпирические
выражения, которые позволяют рассчитывать толщины припая по имеющейся
прогностической метеорологической информации.
3. Одномерная балансовая модель ААНИИ позволила более детально рассчитать
эволюцию припая с использованием основных метеорологических параметров,
наблюдающихся в приземном (приледном) слое атмосферы, с учетом реальной
стратификации приземного слоя и основных теплофизических свойств морского льда.
4. Поток тепла от нижележащих слоев воды в квазиоднородный слой и к нижней
поверхности льда является важнейшим внешним параметром модели, позволяющим
существенно улучшить результаты моделирования.48
5. Модель ААНИИ может использоваться для исследования (прогноза, оценки
сценариев) влияния внешних (атмосфера, океан) и внутренних (теплофизические свойства
морского льда) факторов на эволюцию припая в фьордах Шпицбергена при условии более
корректного описания (параметризации) изменения толщины снега на поверхности льда.



