Реферат
Введение 4
1. Актуальность исследования пространственно-временной неоднородности
морского льда и получение исходных данных 7
1.1 Цель исследования 7
1.2 Обзор Литературы 13
1.3 Получение исходных данных 15
1.4 Выводы по главе 22
2. Обработка исходных данных 23
2.1 Разработка алгоритма для перевода текстуры льда круглых пластин в
цифровой для последующей обработки 23
2.2 Обработка материалов пластин льда по текстур для различных
генетических типов 40
2.3 Выводы по главе 51
3Сравнительный анализ рядов значений предела прочности круглых пластин льда на изгиб с данными о их строении 52
3.1 Влияние кристаллического строения льда на возможности его
разрушения методом измерения предела прочности круглых пластин на изгиб 52
3.2 Зависимость предела прочности круглых пластин на изгиб от
генетического типа льда при различной температуре 54
3.3 Зависимость предела прочности круглых пластин в одном генетическом
типе льда на изгиб от текстурных особенностей льда 59
3.4 Выводы по главе 67
Заключение 68
Список литературы 70
Морской лед является одним из важнейших компонентом криосферы Земли, играя в свою очередь значительную роль в климатической системе планеты, а в особенности образования климатической зоны на полюсах (северном и южном). Он охватывает обширные участки полярного региона планеты, действуя как отражающая поверхность, которая влияет на энергетический баланс Земли, отражая солнечный свет обратно в космос. Кроме того, морской лед регулирует обмен тепла, влаги и газов между атмосферой и океаном, влияя на глобальные климатические модели и циркуляцию воды океана. Понимание структуры и физических свойств морского льда, следовательно, необходимо для точного прогнозирования изменения климата и его воздействия на экосистему Земли.
пространственно-временная неоднородность морского льда относится к изменчивости его структуры и физических свойств в разных пространственных масштабах и со временем. Эта неоднородность возникает из -за множества факторов, включая сложное взаимодействие между ростом льда, таянием, деформацией и влиянием внешних сил, таких как ветер и океанские течения. Изучение пространственно-временной неоднородности дает представление о процессах, которые формируют морской лед, его реакцию на изменение климата и его влияние на окружающую среду.
Эта работа направлена на исследование пространственно-временной неоднородности структуры и физических свойств морского льда. Понимая процессы, протекающие морского льда, можно строить прогностические модели поведения морского льда и улучшить наше понимание климатической системы Земли, а также может поспособствовать развитию морского судоходства в районах, где на данный момент оно затруднено.
Структура морского льда относится к его физическому расположению, включая размер, форму и распределение кристаллов льда, а также наличие 7
пустот, рассол и других микроструктурных признаков. Физические свойства морского льда охватывают широкий спектр характеристик, такие как плотность, соленость, теплопроводность и механическая прочность. Эти свойства влияют на динамику морского льда, его взаимодействие с окружающей средой и ее реакцию на внешние силы.
Одна из ключевых проблем при изучении пространственно-временной неоднородности морского льда заключается в его неотъемлемой сложности и изменчивости. Морской лед-очень динамичная и постоянно меняющаяся среда, в зависимости от постоянного роста, таяния и деформации. Его свойства могут значительно варьироваться в разных регионах, сезонах и типах льда, что затрудняет захват в полной мере его неоднородности. Более того, удаленная и суровая среда, в которой формирует морской лед, создает логистические проблемы для сбора и анализа данных.
Чтобы преодолеть эти проблемы, ученые используют комбинацию полевых наблюдений, методов дистанционного зондирования и численного моделирования, чтобы исследовать пространственно-временную
неоднородность морского льда. Полевые наблюдения включают прямые измерения и выборку свойств морского льда на месте, предоставляя ценные данные о направленности дальнейших научных изысканий. Методы дистанционного зондирования, такие как спутниковые образы и воздушные обследования, предлагают более широкую перспективу и позволяют с течением времени проводить мониторинг крупномасштабных изменений в свойствах морского льда. Численные модели имитируют поведение морского льда на основе физических законов и уравнений, что позволяет исследователям моделировать основные процессы и делать прогнозы о будущих изменениях ледовой обстановки в регионе.
Эта работа рассмотрит существующую литературу по структуре и физическим свойствам морского льда.
В заключение, пространственно-временная неоднородность структуры и физических свойств морского льда-сложная и многогранная тема, которая играет важную роль в нашем понимании климатической системы Земли. Исследовав факторы, которые способствуют этой неоднородности и используя различные методологии, ученые могут получить представление о поведении морского льда, его реакции на изменение климата и его влияние на окружающую среду. Эта работа направлена на то, чтобы внести свой вклад в существующий совокупность знаний о гетерогенности морского льда, подчеркивая его важность для моделирования климата и мониторинга окружающей среды.
изучение пространственно-временной неоднородности структуры и физических свойств морского льда очень актуально из-за ее значительного влияния на различные аспекты климатической системы Земли. Морской лед действует как критический компонент криосферы, регулируя глобальные обмены тепла и энергией, влияя на модели циркуляции океана и обеспечивая среду обитания для многочисленных организмов. Понимание гетерогенной природы морского льда, включая его пространственные и временные различия в структуре и физических свойствах, имеет решающее значение для точного прогнозирования ее реакции на изменение климата, оценку ее роли в энергетическом балансе Земли и оценки его последствий для морских экосистемы и человеческой деятельности. в полярных регионах.
Объект исследований в работе "пространственно-временная неоднородность структуры и физических свойств морского льда" — это морской лед, в частности, его структура и физические свойства. Морской лед — это сложный и динамичный материал, который играет решающую роль в климатической системе арктического района Земли. Понимание его структуры и физических свойств необходимо для прогнозирования его поведения и формирования и изменения во времени.
неоднородности морского льда и получение исходных данных
В ходе проведения исследования было проведено изучение изменчивости прочностных свойств льда в зависимости от его строения и временных изменений. Также получили зависимости предела прочности круглых пластин льда от его строения, через классифицирование льда по структурно-генетическим типам и сравнения изменения прочностных свойств ледовых пластин в разных:
Определили количество вторичных включений в образцах льда на горизонтальных срезах относительно площади всего среза, путем разработки алгоритма перевода изображений текстуры пластин льда в цифровой вид и формированием таблиц с данными
Определили количество площади занятой вторичными включениями относительно общей площади образца для льдов, отобранных в различных точках (в пространстве и во времени). Контрольная точка, район берега и айсбергов.
Провели сравнительный анализ полученных результатов количества вторичных включений в образцах с пределом прочности на изгиб исследуемых образцов, сравнили полученные данные о количестве вторичных включений в образцах для льдов различных генетических типов и данные о их пределе прочности на изгиб.
В заключение, изучение пространственно-временной неоднородности морского льда имеет первостепенное значение для понимания климатической системы Земли и прогнозирования его будущих изменений. Морской лед служит критическим компонентом криосферы, влияя на глобальные обмены тепла и энергией, модели циркуляции океана и обеспечение среды обитания для различных организмов. Сложный и динамический характер морского льда в сочетании с его неотъемлемой изменчивостью представляет проблемы в точном захвате его структуры и физических свойств.
Благодаря использованию полевых наблюдений, методов дистанционного зондирования и численного моделирования ученые добились значительного прогресса в изучении гетерогенности морского льда. Полевые наблюдения обеспечивают ценные данные о направлении истины, в то время как методы дистанционного зондирования предлагают более широкую перспективу и обеспечивают мониторинг крупномасштабных изменений с течением времени. Численные модели имитируют поведение морского льда, позволяя исследователям исследовать основные процессы и делать прогнозы о будущих изменениях.
. Понимая пространственно-временную неоднородность морского льда, исследователи могут улучшить климатические модели, уточнить прогнозы поведения морского льда и улучшить наше понимание климатической системы Земли. Эти знания имеют решающее значение для точного прогнозирования воздействия изменения климата на протяженность, толщину и распределение морского льда, а также его последствия для морских экосистем и человеческой деятельности в полярных регионах.
Будущие исследования в этой области должны сосредоточиться на дальнейшем улучшении методов наблюдения, улучшении возможностей дистанционного зондирования и уточнениях численных моделей, чтобы лучше улавливать сложность и изменчивость морского льда. Кроме того, следует поощрять междисциплинарные подходы, которые интегрируют физические, химические и биологические аспекты морского льда, чтобы обеспечить полное понимание ледообразования и его роли в климатической системе Земли.
1. Агатова А.И. Биохимические подходы к оценке продуктивности вод
Мирового океана // Труды ВНИРО. 2014. №. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/biohimicheskie-podhody-k-otsenke- produktivnosti-vod-mirovogo-okeana (дата обращения: 25.09.2023).
2. Баштовая В.А., Белов В.Д., Садиев А.А., Савченко Д.С. исследование прочности льда на центральный изгиб // МНИЖ. 2022. №6-1 (120). URL: https://cyberleninka.rU/article/n/issledovaniya-prochnosti-lda-na-tsentralnyy-izgib (дата обращения: 25.09.2023).
3. Веприняк И.А., Кошкин С.В. Аналитическое представление
температурного профиля морского льда в весенне-летний период на Северном Морском Пути // Вестник МАХ. 2022. №4. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/analiticheskoe-predstavlenie-temperaturnogo- profilya-morskogo-lda-v-vesenne-letniy-period-na-sevemom-morskom-puti (дата обращения: 25.09.2023).
4. Владимир Р.А. Этот загадочный обыкновенный лёд // Наука и техника в Якутии. 2019. №2 (37). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/etot-zagadochnyy- obyknovennyy-lyod (дата обращения: 25.09.2023).
5. Владимиров В. А., Чураков Ю. И. Проблема глобального изменения
климата как природная опасность // Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования. 2014. №2. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/problema-globalnogo-izmeneniya-klimata-kak- prirodnaya-opasnost (дата обращения: 25.09.2023).
6. Гавриленко А.С., Ефимов В.Б., Левадный Ю.В., Стадник А.М., Яцевич
С.Е., Яцевич Е.И. Дистанционная диагностика морских льдов космическими радиолокаторами // Magyar Tudomanyos Journal. 2020. №37. URL: https:ZZcyberleninka.ru/articleZn/distantsionnaya-diagnostika-morskih-ldov- kosmicheskimi-radiolokatorami (дата обращения: 25.09.2023).
7. Деев М. Г. Ледяной покров Арктики и его устойчивость // Вестник
Московского университета. Серия 5. География. 2011. №3. URL:
https:ZZcyberleninka.ru/articleZn/ledyanoy-pokrov-arktiki-i-ego-ustoychivost (дата обращения: 25.09.2023).
8. Епринцев С.А., Клепиков О.В., Шекоян С.В. Дистанционное
зондирование земли как способ оценки качества окружающей среды урбанизированных территорий // ЗНиСО. 2020. №4 (325). URL:
https:ZZcyberleninka.ru/articleZn/distantsionnoe-zondirovanie-zemli-kak-sposob- otsenki-kachestva-okruzhayuschey-sredy-urbanizirovannyh-territoriy (дата
обращения: 25.09.2023).
9. Жеребцов Г.А., Коваленко В.А., Молодых С.И., Рубцова О.А.
Закономерности климатических изменений в XX В. И основные физические процессы, ответственные за эти изменения // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле. 2011. №. URL:
https:ZZcyberleninka.ru/articleZn/zakonomernosti-klimaticheskih-izmeneniy-v-xx-v- i-osnovnye-fizicheskie-protsessy-otvetstvennye-za-eti-izmeneniya (дата
обращения: 25.09.2023).
10. Затягалова В.В. Геоэкологический мониторинг загрязнений моря по
данным дистанционного зондирования // Образовательные ресурсы и технологии. 2014. №5 (8). URL:
https:ZZcyberleninka.ru/articleZn/geoekologicheskiy-monitoring-zagryazneniy- morya-po-dannym-distantsionnogo-zondirovaniya (дата обращения: 25.09.2023).
11. Зеленина Л.И., Антипин А.Л. Льды Арктики: мониторинг и меры адаптации // АиС. 2015. №18. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ldy-arktiki- monitoring-i-mery-adaptatsii (дата обращения: 25.09.2023).
12. Коновалов В.Г., Рудаков В.А. Определение характеристик ледников
по данным дистанционного зондирования (ДЗЗ) // Журнал СФУ. Техника и технологии. 2015. №1. URL: https://cyberleninka.rU/article/n/opredelenie -
harakteristik-lednikov-po-dannym-distantsionnogo-zondirovaniya-dzz (дата
обращения: 25.09.2023).
13. Коновалов С.В. Методика проведения испытания на определение локальной прочности льда путем внедрения цилиндрического зонда- индентора в ровный ледяной покров // Вестник науки и образования. 2020. №31 (81). URL: https:ZZcyberleninka.ru/articleZn/metodika-provedeniya-ispytaniya-na- opredelenie-lokalnoy-prochnosti-lda-putem-vnedreniya-tsilindricheskogo-zonda- indentora-v-rovnyy (дата обращения: 25.09.2023).
14. Коновалов С.В. Обзор физико-механических свойств льда // Вестник
науки и образования. 2020. №11-1 (89). URL:
https:ZZcyberleninka.ruZarticleZn/obzor-fiziko-mehanicheskih-svoystv-lda (дата
обращения: 25.09.2023).
15. Крупник И.И. Ледовые пространства арктических морей как
аборигенный культурный ландшафт // Наследие и современность. 2018. №4. URL: https:ZZcyberleninka.ruZarticleZn/ledovye-prostranstva-arkticheskih-morey-
kak-aborigennyy-kulturnyy-landshaft (дата обращения: 25.09.2023)....24