№ 3 (2023)
Статьи
Особенности механизма фракционирования аэрозольного вещества в твердых гидрометеорах
Аннотация
Объектом исследования являются дисперсные фракции аэрозольного вещества в снеговом покрове. На пробоотборных участках, расположенных в среднетаежной зоне в пределах Мезенско-Вычегодской равнины на высокой террасе в долине реки Сысола, в 3 км к западу от города Сыктывкар, выполнен пробоотбор свежевыпавшего снега и поверхностной изморози. Анализ соотношений в поверхностной изморози субдисперсных фракций аэрозольного вещества осуществлялся в сопряжении с гранулометрическим анализом свежевыпавшего снега. Исследования с помощью метода динамического рассеяния света гранулометрического состава аэрозольного вещества в свежевыпавшем снеге и поверхностной изморози, образующейся в перерывах между снегопадами, показали, что во всех пробах снега фиксируется бимодальное распределение частиц. В то же время распределение субмикронных аэрозольных частиц в пробах изморози характеризуется наличием уже трех мод. Также с увеличением продолжительности периода между снегопадами в пробах изморози наблюдается перераспределение частиц между мелкой и средней фракциями в сторону значительного увеличения частиц в мелкой фракции, но объемная концентрация частиц крупной фракции меняется незначительно. Предполагается, что выявленное обстоятельство связано с действием капиллярных сил и адгезией сухих выпадений при кристаллообразовании изморози (предлагается назвать данный феномен "морозная конденсация"). Аналогичный эффект наблюдался также в западносибирской южной тайге и приморской тундре Нижнего Припечорья.
Арктика и Антарктика. 2023;(3):1-15
1-15
Расчет коэффициента теплопроводности снежного покрова
Аннотация
Цель работы – получение обобщенных простых формул для расчета коэффициента теплопроводности снежного покрова при расчетах его термического сопротивления. Для достижения цели было проведено сравнение формулы Н. И. Осокина, полученной на основе обобщения и корреляционного анализа существующих зависимостей для расчета коэффициента теплопроводности, имеющей дробные коэффициенты, с ее упрощенным вариантом с целыми коэффициентами. На основе линеаризации базовой функциональной зависимости были также получены простые линейные формулы для определения коэффициента теплопроводности в зависимости от плотности снега для двух характерных диапазонов плотности (200-300) и (300-400) кг/м3. Определены процентные ошибки в расчетах коэффициента теплопроводности снега, которые возможны при упрощении коэффициентов и линеаризации базовой параболической зависимости коэффициента теплопроводности от плотности снежного покрова. Установлено, что возникающие при линеаризации базовой функции ошибки не превышают 4,5%, что является вполне допустимым в инженерных расчетах. Расхождение результатов расчетов по базовой и упрощенной формуле (с округленными до целых значений первого порядка коэффициентами) не превышают 2,3% во всем рассмотренном диапазоне изменения плотности снега. Результаты численных расчетов представлены в виде графиков, которые позволяют наглядно оценить влияние упрощения расчетной формулы и ее линеаризации на точность определения коэффициента теплопроводности снежного покрова.
Арктика и Антарктика. 2023;(3):16-23
16-23
Криогеохимические особенности голоценовых и позднеплейстоценовых сингенетических повторно-жильных льдов в устье реки Сеяха (Зеленая), Восточный Ямал
Аннотация
Цель статьи – установить диапазон изменчивости минерализации и ионного состава водорастворимых солей в повторно-жильных льдах разного возраста близ пос. Сеяха (Восточный Ямал) в разрезах поймы реки, в голоценовом торфянике, в едомной толще, слагающей третью террасу. Установить вклад атмосферного питания в формировании повторно-жильных и текстурообразующих льдов. В толще третьей террасы в повторно-жильных льдах общая минерализация весьма изменчива от 17 до 309 мг/л, что указывает на участие в питании жил, помимо атмосферных, еще и губских вод. Иногда отмечается заметное присутствие морских солей в толще поймы в устье реки, связанное с притоком губских вод во время сгонно-нагонных повышений уровня губы и воды в устьевой части реки. Выявлено очень существенное изменение минерализации текстурообразующих льдов в толще голоценового торфяника – ее закономерное плавное снижение снизу – вверх (от 576 до 18 мг/л). Это указывает на то, что причиной образования озерно-болотной котловины (или скорее нескольких небольших котловин) было вытаивание больших масс сильно-минерализованного сегрегационного и порового льда, содержащегося в верхней части разреза лагунно-морской террасы. По мере накопления торфяника роль атмосферных осадков все возрастала и на заключительной фазе образования льда в верхней части торфяной залежи атмосферные осадки уже полностью доминировали.
Арктика и Антарктика. 2023;(3):24-51
24-51
Возможность использования величины отношения углерода к азоту как критерий разделения пальза и литальза
Аннотация
Бугры пучения – пальза и литальза - являются надежным индикатором наличия многолетнемерзлых пород особенно на южной границе их распространения. Предметом исследования является рассмотрение отношения содержания углерода (C) к азоту (N) в торфе пальза и подстилочном и гумусовом горизонтах литальза как критерия разделения пальза и литальза. Рассмотрены пальза близ пос. Елецкая (67°16′ с.ш., 63°69′ в.д.) в Большеземельской тундре и литальза на полигоне, расположенном в Южном Забайкалье на территории Ивано-Арахлейского заказника близ с. Преображенка (52° с.ш., 113° в.д.) и в долине р. Сенца (52º40' с.ш., 99º30' в.д.) в Восточном Саяне. Рассмотрена история изучения литальза и пальза в России начала ХХ века: показано, что российские исследователи выделяли минерагенные бугры пучения наряду с торфяными. Установлено, что содержание азота в поверхностных слоях литальза (0,45-1,73% в долине р.Сенца и 0,47-2,01% у оз.Арахлей) находится примерно в том же диапазоне, что и в поверхностных горизонтах пальза независимо от региона криолитозоны. Обобщены результаты определения содержания углерода и азота, а также их отношения в торфяном покрове пальза. В отличие от литальза содержание углерода в поверхностных горизонтах пальза и плоскобугристых торфяников многократно превышает полученные значения как для поверхностных, так и для погребенных органических горизонтов почвенного покрова литальза. Для торфяного покрова пальза не зафиксировано значение С/N меньше 13, этот показатель для литальза никогда не превышает 10-12
Арктика и Антарктика. 2023;(3):52-72
52-72
Особенности радиотеплового изучения наледей в микроволновом диапазоне
Аннотация
Предметом исследования являются наледные образования, которые образуются в результате выхода грунтовых вод на поверхность ледяных покровов или грунта. Данные образования наносят существенный ущерб в хозяйственной деятельности человека. В работе исследовались природные наледи, расположенные на пресном ледяном покрове, а также искусственного происхождения наледные образования на грунте. Исследовались наледи расположенные в Забайкальском крае вблизи города Читы. Определялась мощность теплового излучения данных объектов в микроволновом диапазоне на длинах волн 2,3 см и 0,88 см. Мощность теплового излучения в микроволновом диапазоне определялась с помощью радиометрических приемников на длины волн 0,88 см и 2,3 см, установленных на автомобиль, либо на неподвижную опору. Исследовались керны льда, изъятого из наледи для определения послойного распределения минерализации льда. Для расчетов теплового излучения наледи использовалась модель плоскослоистой неизотермической среды. Показана возможность регистрации наледных образований по радиотепловому излучению данных объектов в микроволновом диапазоне. В случае существования слоя воды на наледях радиояркостная температура будет существенно ниже, чем объект на поверхности которого отсутствует водная масса. По значению радиояркостной температуры в микроволновом диапазоне для нескольких диапазонов, в результате чего можно косвенно оценивать толщину ледяных образований. При этом необходимо учитывать вариации радиояркостной температуры среды в зависимости от ее толщины из-за интерференции радиотеплового излучения плоскослоистой среды.
Арктика и Антарктика. 2023;(3):73-85
73-85