Тема: Скорость уплотнения снежной толщи в районе станции Восток (центральная Антарктида)
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 3
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ 5
ГЛАВА 2. СКОРОСТЬ УПЛОТНЕНИЯ СНЕЖНОЙ ТОЛЩИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ АНТАРКТИДЕ 11
2.1 МЕХАНИЗМЫ И СТАДИИ УПЛОТНЕНИЯ СНЕЖНОЙ ТОЛЩИ 11
2.2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПЛОТНЕНИЯ 13
2.3 ВЛИЯНИЕ УПЛОТНЕНИЯ СНЕГА НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ СКОРОСТИ НАКОПЛЕНИЯ СНЕГА 15
ГЛАВА 3. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ПЛОТНОСТИ СНЕГА В ШУРФАХ НА СТАНЦИИ ВОСТОК 18
3.1 БАЗА ДАННЫХ ПО ПЛОТНОСТИ СНЕГА И ОБРАБОТКА ДАННЫХ 18
3.2 СОПОСТАВЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПЛОТНОСТИ СНЕЖНОЙ ТОЛЩИ С РЕЗУЛЬТАТАМИ РАСЧЕТОВ ПО МОДЕЛЯМ ПРОЦЕССОВ УПЛОТНЕНИЯ 25
3.3 РАСЧЁТ СКОРОСТИ УПЛОТНЕНИЯ 28
3.4 РАСЧЁТ СКОРОСТИ УПЛОТНЕНИЯ ПО ДАННЫМ О ВЕРТИКАЛЬНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ ПЛОТНОСТИ СНЕЖНОЙ ТОЛЩИ 30
3.5 ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ УПЛОТНЕНИЯ СНЕЖНОЙ ТОЛЩИ. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА 33
ГЛАВА 4. РАСЧЁТ ПОПРАВКИ НА УПЛОТНЕНИЕ СНЕЖНОЙ ТОЛЩИ НА СТАНЦИИ ВОСТОК 36
4.1 РАСЧЁТ ИТОГОВОЙ ПОПРАВКИ 36
4.2 ЗНАЧЕНИЯ ПРИРОСТОВ И СКОРОСТИ НАКОПЛЕНИЯ СНЕЖНОЙ ТОЛЩИ С УЧЁТОМ ИТОГОВОЙ ПОПРАВКИ 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 44
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 47
📖 Введение
Снегомерные наблюдения в Антарктиде, особенно в её центральной части, связаны с различными трудностями. Там технически сложно измерять снегонакопление, не нарушив естественного залегания снега, фиксировать изменения плотности с глубиной, также задача усложняется малым количеством атмосферных осадков. Поэтому знания о балансе массы, о сезонности, временной и пространственной изменчивости снегонакопления у нас ограничены. Существует много различных способов измерения аккумуляции снега. Простейший, и наиболее часто используемый метод – снегомерные наблюдения с использованием вех. Он позволяет сделать оценку местного или регионального распределения баланса массы. Используют как и одиночные вехи (что даёт грубую, приближённую оценку), так и полигоны с вехами и профили. В рамках этих методов с определённой частотой (каждый месяц, год) измеряют превышение снегомерной вехи над поверхностью снега. В таких измерениях не учитывается уплотнение снежной толщи. Получается, что значения прироста высоты снежного покрова по наблюдениям на снегомерных вехах имеют систематический сдвиг относительно истинных значений (занижены) из-за уплотнения снежной толщи.
Проблема коррекции результатов снегомерных наблюдений признаётся актуальной (Takahashi,Kameda, 2007; Екайкин и др., 1998; Eisenetal., 2008), но никаких определённых алгоритмов для расчёта поправки на уплотнение пока не существует. Большинство данных публикуется без этой поправки. Это систематически заниженное снегонакопление используется в дальнейшем при составлении климатических моделей, при их проверке и при различных прогнозах. Чтобы получать достоверные данные, правильно обрабатывать результаты снегомерных наблюдений и использовать их в последующих исследованиях необходимо уметь рассчитывать эту поправку.
Цель данной работы: определить поправку в результаты инструментальных наблюдений за скоростью накопления снега в центральной Антарктиде (станция Восток) на уплотнение снега двумя независимыми способами и разработать алгоритм расчёта этой поправки для любой точки центральной Антарктиды.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
1. Создать базу данных о вертикальном распределении плотности снега в интервале глубины 0-5 м по данным снежных шурфов в районе станции Восток;
2. Рассчитать осреднённый профиль плотности снежной толщи на станции Восток и её окрестностях в этом интервале и определить его статистические параметры;
3. Определить, меняется ли во времени вертикальный профиль плотности (для двух временных интервалов: 1980-1999 гг. и 2000-2017 гг.), определить зависимость скорости уплотнения снега от глубины;
4. Сопоставить реально наблюдаемую скорость уплотнения снега с результатами расчётов по упрощённой модели уплотнения Херрона-Лонгвея и по физической модели Саламатина и др.;
5. Обработать результаты многолетнего эксперимента по инструментальному измерению скорости уплотнения снега на станции Восток;
6. Сопоставить результаты определения скорости уплотнения снега по двум методам;
7. Вычислить поправку на уплотнение снега на станции Восток и посчитать значения скорости снегонакопления с учётом этой поправки.
8. Разработать универсальный алгоритм расчёта скорости уплотнения снежной толщи с использованием моделей уплотнения для любой точки центральной Антарктиды.
✅ Заключение
Одной из задач этого исследования была разработка универсального алгоритма расчёта скорости уплотнения снежной толщи с использованием моделей уплотнения для любой точки центральной Антарктиды. В этой работе выполнить эту задачу не удалось. Ни одна из рассмотренных моделей уплотнения не отражала реальных процессов, идущих в снежной толщи с необходимой нам детальностью. Мы вычислили поправки на уплотнение для станции Восток, но это получилось сделать только с помощью большого массива разнообразных данных, полученных на этой станции. Для большинства районов Антарктиды мы не имеем такого объёма данных. Поэтому для разработки универсального алгоритма расчёта поправки для всей Антарктиды или даже только для Центральной Антарктиды необходимо подобрать или создать модель, максимально точно отражающую процессы уплотнения при данных климатических условиях, а также, возможно, учесть ещё какие-то дополнительные факторы, упущенные в этой работе.
Я хочу поблагодарить своего научного руководителя за терпение и за многочисленные объяснения, данные в ходе этой работы, также отдельную благодарность я выражаю Чихачёву Кириллу за помощь в работе с физической моделью уплотнения и благодарю весь коллектив Лаборатории Изменения Климата и Окружающей Среды за предоставление материалов, статей для данного исследования и за поддержку.



