Ice and Snow (E-Journal) / Лёд и Снег
Not a member yet
681 research outputs found
Sort by
Содержание тяжёлых металлов во льду нижнего течения реки Амур
Get PDFFor the first time, the content of heavy metals in the river ice in the lower Amur River has been analyzed, taking into account the stratigraphic heterogeneity of the ice structure in the river channel. According to the conditions of origin and duration of formation, the main varieties of ice were identified – layered frozen ice, naled-type (icing) ice, and hummocky ice. The most widespread in the Amur ice cover is ice consisting of layers forming hummocky-frozen, hummocky-naled and homogeneous frozen ice sequences. The aim of the study was to determine the content of heavy metals in different ice varieties and the possibility of using this data to assess river pollution during the winter period. The highest content of heavy metals was found in the naled ice, which is due to its formation on the ice surface contaminated during the winter. The minimum content was found in the layered frozen ice, which is formed throughout the winter due to accretion from below. In the layers of hummocked ice formed for several days during the autumn ice drift, metals have average content and uniform distribution within the entire thickness. Influence of Khabarovsk city in winter period is most noticeable by the content of metals in the frozen variety of Amur river ice near its right bank, where the city is located. High concentrations were noted for Pb and Zn, and less pronounced for Cu and Ni. Ice is more informative object than water under the ice, and its chemical composition can serve as an indicator of the ecological state of the river during the freezing period.Установлено содержание тяжёлых металлов в речных льдах различного происхождения в нижнем течении р. Амур в окрестностях г. Хабаровск. Ледяной покров реки представлен сочетаниями трёх разновидностей льда: намёрзшим, наледным и торосистым, которые различаются по условиям формирования, строению и распределению в них тяжёлых металлов. Повышенные содержания металлов во льду в зоне влияния города позволяют использовать их в качестве показателя экологического состояния реки во время ледостава
Диэлектрические свойства почв и грунтов и оценка их гидротермического состояния под снежным покровом по данным радиозондирования
Get PDFSnow cover significantly affects the thermal regime of the underlying soils, and its assessment and monitoring are an urgent task of remote sensing studies. To solve it, data on their dielectric properties and their dependence on physical properties are necessary. Analysis of available data showed that the relative dielectric permittivity of soils most strongly depends on their moisture content and can vary from 2 to 40. This leads to a noticeable difference in the reflection coefficient from the interface between snow cover and dry and wet soils, which can be detected by radio-echo sounding. This opens up a new way to apply radar data to assess and monitor the hydrothermal state of soils under snow cover. Compilation of data on the typical reflectance properties of different soils in areas with permafrost and seasonal snow cover might be useful. The presence of wet snow cover on the surface of wet soils makes such systematic compilation more difficult.Выполнен обзор диэлектрических свойств сухих и влажных почв и грунтов и их зависимости от минерального и органического состава, температуры и содержания воды. Показана возможность оценки гидротермического состояния этих сред под снежным покровом по данным измерений коэффициента отражения от его подошвы и полезность обобщения сведений о характерных отражающих свойствах разных почв и грунтов в районах с сезонным снежным покровом и распространением многолетней мерзлоты
Особенности текстуры многолетнего пресного льда в заливе Транскрипция (Восточная Антарктида) в период летнего таяния
Get PDFThe paper presents new data on the texture and density of a unique natural object – perennial fresh landfast ice in the Gulf of Transcription (East Antarctica), obtained in January 2020. The main purpose of the work was a planned (scheduled) inspection of the landing site selected for the 63rd season of the Russian Antarctic Expedition (RAE), investigation of the ice core sampling and analysis of its texture, including measuring the ice density. The thickness of the ice cover at the core sampling site was 3.02 m. In the long-standing (perennial) fast ice, the new ice is formed mainly from below as a natural growing of the congelation ice. From above a new ice is formed in smaller volumes, and it is either the infiltration ice in spring or freezing of melt water on the surface in autumn. Infiltration ice does not contribute much to the old fast ice, remaining a seasonal phenomenon. The reasons for that are insufficient snow accumulation in winter and the lack of salt water in the subglacial layer. In the upper layer of ice, its density is minimal and amounts to 680–720 kg/m3, increasing with depth and approaching its maximum at the lower edge – 917 kg/m3. The average density of ice is 875 kg/m3. The effect of primary air inclusions (bubbles) on the density of ice which contains large crystals of tens of centimeters in size is approximately the same for the whole ice thickness. Significant changes in the density of ice are caused by secondary inclusions which are formed during the freezing of melt water in the runoff and riverbed flows. It is shown how a crack in the ice, probably thermal, is further transformed under the influence of temperature and melt water runoff into a sinusoidal channel. This is rather common phenomenon associated with the thermal physics of the ice cover, the melting–freezing processes, and surface tension. The period of the sinusoid increases linearly with depth (the coefficient of determination R2 = 0.99). Thus, the new data obtained allows expanding the present-day scientific notions on the role of physical processes in formation and evolution of long-standing (perennial) ice.В январе 2020 г. на многолетнем пресном льду толщиной 3,02 м в заливе Транскрипция (Восточная Антарктида) – в районе полевой базы Оазис Бангера – был отобран керн, выполнен его текстурный анализ и измерена плотность льда. Исследование текстуры льда показало, что в многолетнем припае залива лёд формируется главным образом снизу с образованием конжеляционного льда естественного нарастания. Из-за недостаточного снегонакопления в зимний период и отсутствия солёной воды в подлёдном слое инфильтрационный лёд не вносит вклад в многолетний лёд, оставаясь сезонным явлением
Комплексное исследование старых торосов в Северном Ледовитом океане
No full textIn May 2015, a comprehensive study of an old ice ridge was carried out to the north of Bennett Island in the East-Siberian Sea with application of water thermal drilling, tachometric and sonar surveys, video survey by the underwater device and methods for determination of the ice strength and physical properties. It is shown that only a combination of different methods allows us to obtain a correct assessment of the main morphometric characteristics of a large ice feature and determine its volume and mass. An analysis of ice ridge internal structure parameters obtained by the method of water thermal drilling with the drilling rate record to a logger made it possible to reveal a composite character of the ice feature (the ice ridge consisted of a larger old fragment and a smaller first-year fragment) and approximately assess its age (3-4 years). A comparison of the main morphometric characteristics of an old ice ridge and the average values of first-year ice ridges, investigated in the same region at the same period of time showed the old ice ridge to have significantly greater geometric parameters. The old ice ridge volume and mass were greater compared to the average first-year ice ridge by 5.6 and 5.8 times, respectively. Such significant advantage of the old ice ridge is likely to be determined by the composite character of the ice feature rather than by its age. The average for the entire composite ice ridge thickness of the consolidated layer (4.6 m) is almost two-fold greater than the average thickness of the consolidated layer in the first-year ice ridges (2.33 m), and the average value of the consolidated layer in the ice ridge old part (5.22 m) is 2.2 times greater than in first-year ice ridges. An old ice ridge is characterized by an almost complete flatness (without any possibility to identify some separate blocks) and minimal sail porosity (1 %). The salinity and density of ice comprising the old ice ridge sail were much lower than in first-year ice ridges. The sail/keel ratio is greater on average in first-year ice ridges – 3.46 against 3.07 in the old ice ridge. The average ice density in the old ice ridge, determined analytically in accordance with the buoyancy conditions, was 896 kg/m3, and the average ice density in first-year ice ridges based on measurement data was 917 kg/m3. В статье описываются результаты исследования морфометрии и физико-механических свойств старого тороса на северо-западе Восточно-Сибирского моря комплексом методов. В результате анализа внутренней структуры сделан вывод, что исследуемый торос является составным ледяным образованием, состоящим из более крупного старого и меньшего однолетнего фрагментов. Сравнение морфометрических характеристик составного тороса со средними значениями аналогичных параметров однолетних торосов, исследованных в тот же период в том же районе, показало, что средняя толщина консолидированного слоя в старой части тороса больше, чем в среднем у однолетних, в 2,2 раза, а объем и масса составного тороса больше, соответственно, в 5,6 и 5,8 раза. На основе имеющихся данных проведена приблизительная оценка возраста старого тороса
Влияние землетрясения 1988 г. на оледенение и рельеф массива Цамбагарав (Западная Монголия)
Get PDFEarly documentation of the consequences of the Tsambagarav earthquake happened on July 23, 1988 (M = 6.4) compiled by Soviet and Mongolian specialists allowed the authors, using the example of Tsambagarav (Mongolian Altai), to assess the impact of the seismic process on the reduction of mountain glaciation and topography of the trough valleys in the arid region of Central Asia. In 1988, in upper part of the Zuslan river valley, 13 days after the earthquake, the release of a fragment of one of the glaciers gave rise to an ice-rock avalanche «on an air cushion». Its deposits with a thickness of up to 30 m blocked the valley over a distance of 5 km. Analysis of space images taken in different time together with field researches revealed that as a result of the earthquake the glacier № 15 simultaneously lost 0.1 km2 of its tongue (10.4% of total area), as the whole in 1988–2015 it lost 56% of its area, whereas neighboring glaciers № 16 and 17, similar in size and the same exposure, lost significantly less – 35 and 15% of the area, respectively. Rapid shrinking of not only the glacier tongue, but also of its accumulation zone; the established deficit of ice volume in the broken off ice fragment (in comparison with initial assessment), and the abnormally long path of the avalanche made it possible to clarify the factors and mechanism of its initiation: the fall of the ice-snow ledge from the accumulation zone could lead to the rapid release of the broken ice fragment in the tongue part of the glacier. In 2004, 16 years after the avalanche, the buried ice in its deposits was still partially preserved, having completely degraded by 2019. The long time of the ice degradation process was caused by the high content (about half of the volume) of debris that armored the surface of avalanche sediments. The debris material of the avalanche repeats the relief of the underlying Pleistocene moraines, which may complicate the reconstruction of the number, scale and age of glacial events in avalanchehazardous areas. The relatively high rate of leveling of the avalanche traces and, as a consequence, the difficulties of their subsequent identification in the relief allow us to assume a greater number of avalanche releases, including seismic ones, in the recent geological past than it can be established at present in the Altai ridges.Ледник № 15 (по [3]), потерявший в результате Цамбагаравского землетрясения 1988 г. магнитудой М = 6,4 фрагмент языка (10,4% всей площади) и часть объёма в области аккумуляции, в период 1988–2015 гг. сократился на 56%, что больше сокращения соседних ледников (15–35%). Погребённый лёд в отложениях ледово-каменной лавины, заполнивших долину р. Зуслан на протяжении 5 км, частично сохранялся и в 2004 г.; полностью он растаял к 2019 г. Обломочный материал лавины повторяет рельеф подстилающих плейстоценовых морен, что может осложнить реконструкцию ледниковых событий в регионе. Уточнены факторы, определившие возникновение лавины на «воздушной подушке»
Влияние океанического притока в Баренцевом море на региональные изменения статической устойчивости атмосферы
No full textС использованием ансамблевых расчетов с региональной климатической моделью HIRHAM/NAOSIM получены оценки влияния океанического притока в Баренцево море на региональные изменения статической устойчивости атмосферы в зимние месяцы, от которой зависит циклоническая активность. Результаты ансамблевых модельных расчетов свидетельствуют о важной роли вариаций океанического притока в Баренцево море в формировании изменчивости режима морских льдов, приповерхностной температуры и статической устойчивости атмосферы в зимний период, тем самым способствуя мезомасштабному циклогенезу
К оценке особенностей ледового режима рек бассейна Дебед в условиях современного изменения климата
No full textВ работе обсуждены вопросы основных характеристик (продолжительность периода с ледовыми явлениями и ледостава, даты начала и окончания ледовых явлений) ледового режима рек бассейна Дебед, выявлены, проанализированы и оценены закономерности их пространственного распределения и динамики, изучены его временные изменения в современных климатических условиях за весь период наблюдений. В качестве исходного материала в работе использованы данные фактических наблюдений за ледовыми явлениями рек бассейна Дебед на территории Армении Армгидромета МЧС Армении. Исследование выполнено для 13 пунктов на реках бассейна Дебед по продолжительным рядам данных наблюдений с 1938 года по настоящее время (2018 г.).По данным многолетних наблюдений над ледовыми явлениями определены даты появления и окончания ледяных образований, продолжительность их и ледостава.Получено, что повышение средней температуры воды и воздухе холодное время года проявляется в уменьшении продолжительности с периода ледовыми явлениями и ледостава в основном за счет сдвига начала ледовых явлений на более поздние сроки и более ранних сроков окончания ледостава.
Degradation of sea ice in the Western Arctic facilitates methane transport from sub-seabed sediments to atmosphere: satellite data for 2003 - 2019.
No full textПроанализированы ИК спутниковые данные о концентрации метана в слое атмосферы 0-4 кмнад Карским и Баренцевым морями. Данные по метану сравнивались с микроволновымиспутниковыми измерениями ледового покрова Карского моря. Амплитуда сезонных вариацийметана над северной частью Карского моря выросла в 3 раза за последние 16 лет. Площадьповерхности того же района, свободная ото льда, выросла в 4 раза. Сделан вывод орешающей роли ледового покрова в экранировании потока метана в атмосферу
Чувствительность моделирования сезонного промерзания к расчетной модели теплопроводности снежного покрова
No full textРассматривается связь результатов расчетов динамики температурного режима пород зоны аэрациис отепляющим влиянием снегового покрова. Для анализа этой связи используются две сопряженные модели – модель формирования и деградации снежного покрова в зимний период и модель тепловлагопереноса в ненасыщенных подстилающих породах зоны аэрации. Параметризация влияния снежного покрова, имеющего в каждый расчетный момент времени текущую среднюю плотность и мощность, на динамику температур подстилающих пород осуществляется за счет использования его удельного теплового сопротивления, зависящего от его текущей мощности и коэффициента теплопроводности. Коэффициент теплопроводности снежного покрова связывается с его плотностью с использованием шести различных опубликованных эмпирических зависимостей. Моделирование теплопереноса в промерзающих и протаивающих породах проводится на примере полевой площадки мониторинга теплового режима, расположенной на территории Звенигородской Биостанции МГУ. Показано, что широко известные зависимости дают сходные кривые динамики глубины сезонного промерзания, включая деградацию слоя сезонного промерзания в весенний период, при одинаковой динамике снежного покрова. Однако максимальная глубина проникновения нулевой изотермы значительно отличается для различных зависимостей. Протестированные шесть моделей разделились на три группы. Минимальное промерзание дают модель Стурма и модель эффективной среды. Среднее и достаточно слабо различающееся друг от друга промерзание дают модели А.В. Павлова, Н.И. Сосновского и Джордана. Наибольшее значение глубины промерзания дает модель А.В. Павлова с температурной поправкой
Employing X-Ray computed tomography for the analysis of intact ice core sections
No full textIce core studies are crucial for understanding past climatic events. Currently a wide range of methods is available for studying ice cores. However, most of the methods have disadvantages related to the destruction of samples and their melting during the analyses. Computed tomography (CT) became a highly demanded technique during the last decade. The primary usage of CT does not prevent further processing of the ice samples. For CT the analysis cost is low, while the amount of useful information obtained is substantial. The analysis of the shallow ice core from Elbrus region using the X-Ray CT scanner is reported here. The scanner RCT-180 is capable to scan full core sections (1-m length, 10-cm diameter), it has a 150-180 μm spatial resolution and 100х100х1000 mm active area. For supporting the natural conditions of ice, a special cryothermos was designed, that prevents the sample from melting during the analysis. We were able to investigate the inner structure of ice core find the core disturbances and obtain a 3D pattern of ice density. The latter clearly provides much more information than the visual observation of the axial ice cross-section