Введение
1 Физико-географическая характеристика района Антарктики
«Холмы Ларсеманна
1.1 Происхождение оазисов
1.2 Краткая физико-географическая характеристика района
1.3 Геологическое строение и рельеф
1.4 Климат
1.5 Гидрология
2 Почвы
2.1 Растительный и животный
мир
2.2 Антропогенное воздействие
2.3 Методы оценки элементов водного баланса озёр
2.4 Общие сведения о водном балансе
2.5 Испарение
2.6 Расчет по тепловому балансу поверхностного слоя воды
3 Расчет по эмпирическим формулам
3.1 Расчёт испарения с поверхности озёр оазиса Ларсеманна
3.2 Описание озёр
3.3 Исходные данные
3.4 Погодные условия в период наблюдения
Расчёты испарения с поверхности озёр
Заключение
Список литературы
Приложения
Крупные и мелкие озера различного происхождения широко распространены на свободных от ледника территориях антарктических оазисов. В настоящее время степень изученности озер в различных районах Антарктики неодинакова.Водный и термический режим озер слабо изучен, имеются лишь отдельные работы описательного характера, предоставляющие сведения о морфологических особенностях строения и происхождения озер, их химического состава . Элементы водного баланса озер антарктических оазисов в настоящее время изучены слабо, и надежных оценок сезонной и многолетней изменчивости, основанной на данных натурных наблюдений, получено не было. Прежде всего это связано с трудностями организации и проведения экспедиционных работ в столь удаленных областях Земного шара.
В последнее время для южнополярного региона активно развиваются океанографические модели сезонного масштаба. В связи с этим, требуются надежные оценки притока пресной воды с антарктического континента , в том числе и за счет таяния сезонного снежного покрова, которые могут быть легко получены на основе воднобалансовых расчетов для озер, расположенных на территории антарктических оазисов. Наибольшие трудности вызывают расчеты испарения с открытой водной поверхности озер, поскольку они требуют организации специальных и трудоемких наблюдений. Однако в настоящее время не было получено даже приблизительных оценок сезонных величин испарения с водной поверхности озер на основе эмпирических формул.
Региональные краткосрочные модели прогноза погодных условий часто используют блок параметризации поверхности с учетом наличия озер, который существенно улучшают прогнозы . Для включения такого блока в модель прогноза погоды чаще всего используется метод термического баланса, который позволяет интегрировать температурный режим озер (с учетом потерь тепла на испарение с воной поверхности) в общую схему расчета поверхностной температуры воздуха, скорости ветра, влажности воздуха.
Актуальность работы продиктована практической необходимостью получения оценки элементов водного баланса для улучшения прогностических свойств океанографических моделей сезонного масштаба и краткосрочных моделей погоды.
Целью данной выпускной квалификационной работы является расчет величин испарения с открытой водной поверхности озер различной морфологии, расположенных на территории антарктического оазиса Холмы Ларсеманна.
Для выполнения цели были выделены задачи, которые необходимо решить:
• рассмотрение методов оценки испарения, имеющих наибольшее применение в воднобалансовых расчетах и выбор метода для расчета;
• сбор необходимых в соответствии с выбранным методом расчета данных и их анализ;
• расчет испарения в водной поверхности озер для двух сезонов, анализ полученных результатов.
В первой главе данной работы описаны физико-географическая характеристика интересующего района, его происхождение, климат, почвы, гидрология и антропогенное воздействие на район. Во второй главе приводятся методы оценки испарения с водной поверхности. В третьей главе выполнен анализ исходных данных и расчет испарения два двух сезонов для всех интересующих озер оазиса.
В ходе работы были выполнены все поставленные цели, а именно:
• Рассмотрены методы оценки испарения с водной поверхности. Для расчета испарения была выбрана эмпирическая формула, известная как «формула ГГИ». Данная формула была выбрана, так как в настоящее время она рекомендована в качестве расчетной.
• Были собраны все необходимые данные для расчета по выбранной формуле по двум научно-исследовательским станциям «Зонг Шан» и «Прогресс». Было выполнено сравнение климатических характеристик на этих станциях, их анализ.
• Выполнен расчет испарения с водной поверхности озер Степпед, Сибхорп, Прогресс, Сара Тарн, Скандрет и Рейд для двух периодов за каждый месяц. Так же выполнен расчет суточных значений испарения для всех озер, вычислено среднесуточное значение испарения.
• Вычисленные значения испарения были проанализированы. Можно отметить, что испарение с поверхности воды озера в 2014 году существенно, примерно в три раза, выше испарения за 20122013 год.
• Были получены тесные зависимости суммарного и среднесуточного испарения за 2012-2013 г. от глубины озера с коэффициентом корреляцииЯ более 0,99.
• сбор необходимых в соответствии с выбранным методом расчета данных и их анализ;
• расчет испарения в водной поверхности озер для двух сезонов, анализ полученных результатов.
1 Бардин В.И. В горах и на ледниках Антарктиды / В.И. Бардин. - М.: Знание, 1989. - 192 с. + 16 с. вкл.
2 Богословский Б.Б.Водный баланс и термика озер и водохранилищ: Учеб. Пособие. - Л.: Изд-во ЛПИ, 1979. - 71с. - (ЛГМИ)
3 Вуглинский В.С.Водные ресурсы и водный баланс крупных водохранилищ СССР. - Л.: Гидрометиздат, 1991. - 222 (I) с.
4 Грушинский Н.П. Антарктида / Н.П. Грушинский, А.Г. Дралкин. - М.: Недра, 1988. - 199 с.
5 Изучение и расчет элементов водного баланса. Часть 1. Водный баланс и основы методики его расчета. - Л.: Гидрометиздат, 1979. - 112с.: (ГГИ.)
6 Изучение и расчет элементов водного баланса. Часть 2. Изучение элементов водного баланса. - Л.: Гидрометиздат, 1979. - 149с. - (ГГИ.)
7 Лосев К.С. Страна вечной зимы / К. С. Лосев. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 112 с.
8 Магидович И.П., Магидович В.И. 'Очерки по истории географических открытий. Том 5' - Москва: Просвещение, 1986 - с.223
9 Симонов И.М. Оазисы Восточной Антарктиды. Л., Гидрометиздат, 1971.
10 Сократова И.Н. История открытия и исследований антарктических оазисов (начало XX в. - XXI в.): автореф. дис. канд. геогр. наук / И.Н. Сократова; СПбГУ. - М.- СПб, 2008. - 25 с.
11 Bydder E.L. and Holdsworth R. (1977) Lake Vanda (Antarctica) revisited, New Zealand Journal of Geology and Geophysics, 20:6, 1027-1032,
DOI: 10.1080/00288306.1977.10420695
12Gillieson D., Burgess J., Spate A. and Cochrane A. 1990. ANARE Research Notes: An atlas of the lakes of the Larsemann Hills, Princess Elizabeth Land, Antarctica. 175 p.
13Jenkins, A. , Hellmer, H. and Holland, D. M. (2001) The role of meltwater advection in the formulation of conservative boundary conditions at an iceocean interface , Journal of Physical Oceanography, 31 (1), pp. 285-296 .
hdl:10013/epic.12131
14Kaup E. & Burgess J. S. 2002. Surface and subsurface flows of nutrients in natural and human impacted lake catchments on Broknes, Larsemann Hills, Antarctica. Antarctic Science, 14, pp 343-352.
doi:10.1017/S0954102002000123.
15Kourzeneva, E., E. Martin, Y. Batrak and P. Le Moigne, 2012: Climate data for parameterisation of lakes in Numerical Weather Prediction models. Tellus A 2012, 64, 17226, DOI: 10.3402/tellusa.v64i0.17226.
16Pruitt, W.O. (1966). "Empirical method of estimating evapotranspiration using primarily evaporation pans." Proc. Conf, on Evapotranspiration and its Role in Water Resources Management. Chicago. Dec. Am. Soc. Agr, Engrs., pp. 57-61.