Influence of snow cover stratigraphy on its thermal resistance

Abstract

Глубинная изморозь, коэффициент теплопроводности, плотность, термическое сопротивление снега. Coefficient of heat conductivity, density, depth hoar, thermal resistance of snow. Термическое сопротивление снежного покрова оказывает на промерзание грунта влияние, сравнимое с влиянием средней температуры холодного периода. Выполнен анализ известных значений коэффициента эффективной теплопроводности снега и проведено их сравнение с экспериментальными данными, полученными для снега разной структуры в Московском регионе. На примере Западного Шпицбергена и Подмосковья оценено влияние ледяных корок и слоёв глубинной изморози на термическое сопротивление снежного покрова. Показано, что игнорирование стратиграфии снежного покрова при расчёте термического сопротивления может увеличить значение последнего более чем в полтора раза. В результате расчётная скорость промерзания грунта в холодный период возрастает, тогда как реальное промерзание будет меньше и можно пропустить момент опасного снижения прочности грунта и начало деградации многолетней мерзлоты.

Estimation of thermal conductivity of snow by its density and hardness in Svalbard

“…При более вы соких или более низких температурах снега зна чения λ s следует увеличивать или уменьшать на 0,04 Вт / (м•К) соответственно. В работах [7,11] представлены результаты экспериментальных ис следований теплопроводности снега разной струк туры и плотности в условиях Подмосковья, выпол ненные Р.А. Черновым.…”

“…При этом на темпера турный режим грунта влияют теплозащитные свой ства снежного покрова, для оценки которых ис пользуется термическое сопротивление R s , равное отношению толщины снежного покрова h s к коэф фициенту эффективной теплопроводности снега λ s : R s = h s /λ s [6]. В свою очередь коэффициент эффек тивной теплопроводности снега зависит от плот ности снега и стратиграфии снежного покрова [7]. Мы будем рассматривать коэффициент эффектив ной теплопроводности снега, называя его коэффициентом теплопроводности.…”

“…Одна из причин этого -струк турные особенности снежного покрова. Так, коэф фициент теплопроводности глубинной изморози в несколько раз меньше, чем зернистого снега при равной плотности [7,10,11]. Поэтому слоистость снежного покрова, обусловленная как метеороло гическими условиями, так и процессами метамор физма, влияет на его термическое сопротивление и температурный режим подстилающих оснований.…”

Dynamics of Snow Storages in Forests and Fields of Russian Plains Under Climate Changes

“…Среди параметров, опре деляющих свойства снежного покрова, наиболее важны высота, плотность снега и снегозапасы . Вы сота и плотность снежного покрова совместно с его стратиграфией влияют на термическое сопро тивление снежного покрова и термический режим почв [1][2][3][4], а снегозапасы во многом определяют весенний сток, влажность грунта, вызывают опас ные гидрологические явления [5] . Для выяснения параметров снежного покрова проводят регуляр ные снегосъёмки в лесу и в поле, понимая, что это соотношение не может оставаться неизменным при климатических изменениях .…”