Тема: Оценка оправдываемости прогнозов ледовых явлений

Ледовые образования на реках возникают при понижении температуры воды до 0 °С. Существуют три характерные фазы ледового режима: замерзание, ледостав и вскрытие.
При промерзании во всей массе водного потока начинают возникать кристаллы льда. Всплывший на поверхность и находящийся в глубине потока внутриводный лед в виде комьев, называют шугой, а движение шуги на поверхности и внутри водного потока - шугоходом. Шуга от соприкосновения с холодным воздухом смерзается и переходит в плотное кристаллическое состояние, способствуя образованию зажора. Понижение температуры воздуха способствует возникновению сплошного ледяного покрова - ледостава. Процесс нарастания толщины льда зависит от температуры воздуха, теплопроводности льда и снега и их начальной толщины, и скорости течения воды. Однако главным фактором, определяющим толщину льда, является сумма отрицательных температур воздуха.
Ледяной покров разрушается под влиянием положительных температур воздуха и под влиянием динамического воздействия водного и воздушного потоков. Перед вскрытием рек происходят подвижки льда. На многих реках во время весеннего ледохода возникают заторы льда и из- за этого происходит резкий подъем уровня воды.
Изменение климата оказывает глобальное влияние на гидрологические циклы. Из-за того, что холодный период с каждым годом уменьшается, а теплый увеличивается, толщина льда будет сокращаться. Для этого каждый раз нужно обновлять и уточнять связь между ледовыми явлениями и климатом, чтобы прогнозы были оправдываемые.
Постановка цели и задачи исследования
Целями ВКР являются: прогнозирование изменений ледовых явлений и толщины ледяного покрова на основе исторических данных и текущих климатических условий; определение возможных рисков и угроз, то есть прогнозирование продолжительности ледового явления и климатических значений, которые могут привести к образованиям заторов, а в последствие к наводнениям на изучаемой территории.
Задачами ВКР являются: сбор и обработка информации о погодных условиях, географии региона, характеристики рек; применение статистических методов и моделей для прогнозирования ледовых явлений на северных реках; определение факторов, влияющих на ледовое образование, таких как температура воздуха, толщина ледяного покрова и продолжительность стояния льда на реке, которые влияют на ледовые явления.
В данной ВКР в качестве объекта исследования рассматривается река Северная Двина.

Купить

В ходе проделанной работы выполнились следующие задачи:
- Собран архив гидрометеорологических данных за период наблюдений с 1961 по 2020 год, который включает в себя ежедневную температуру воздуха, даты начала и окончания ледовых явлений. И были взяты данные по толщине ледяного и снежного покрова, за период наблюдений с 2008 по 2020 год.
- Построены хронологические графики всех исследуемых холодных
периодов и выявлены особенности формирования ледовых явлений. (Образование заторных явлений в створе г. Котлас в 2016, 2018, 2019 годах; с. Нижняя Тойма в 2008, 2009, 2010 годах; д. Сидоровская 2009, 2019;
р.п. Березник в 2008, 2009, 2013, 2018 годах; с. Усть-Пинега в 2011, 2012, 2018,
2019 годах. Прерывания ледостава в створе д. Абрамково в 2013, 2017 годах. Окончание ледостава раньше перехода температуры воздуха через 0 °С в створе д. Сидоровская в 2016 году; р.п. Березник в 2017, 2020 годах; с. Усть- Пинега 2017, 2020 годах)
- Рассмотрены соответствующие зависимости дат начала ледовых явлений и ледостава, а также их окончания от сумм отрицательных и положительных температур. Значимых связей за исследуемый период не выявлено, кроме как в створе д. Сидоровская за начало и окончание ледостава. Значение коэффициента корреляции в начале ледостава составило 0,92, при окончании 0,7.
- Рассмотрены зависимости толщин льда от суммы отрицательных температур. Получены значимые связи, за исключением зависимости толщины льда на гидрологическом посту г. Котлас в 2008 году. Значения коэффициента корреляции на середине реки составило 0,52, у берега 0,21.
- Выполнена параметризация указанной связи за период с 2008 по 2018 гг. и выполнен прогноз на независимом материале периода с 2015 по
2020 гг. в зависимости от рассматриваемого гидрологического створа. Дан
прогноз толщины льда и сделана оценка расчетов по критерию S/o. Все
поверочные прогнозы оправдались и методика для каждого створа эффективна.

Купить