Preview

Проблемы Арктики и Антарктики

Расширенный поиск

Особенности турбулентного теплообмена вблизи всторошенных участков морского льда

https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-364-380

Полный текст:

Аннотация

Исследуются особенности процессов турбулентного теплообмена вблизи всторошенных участков морского льда с помощью беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Предшествующие исследования показали, что альбедо склонов торосов и турбулентный обмен вблизи гряд отличаются от условий, наблюдаемых на ровном льду. В задачи исследований входили измерения отраженной радиации над всторошенными участками, для последующего расчета альбедо, и проведение измерений скорости ветра и температуры воздуха вблизи подветренных и наветренных склонов для оценки турбулентных потоков явного тепла. Использовался БПЛА, с оригинальным измерительным комплексом, для изучения всторошенных поверхностей и соседних участков ровного льда, а также измерения характеристик приземного слоя атмосферы (температура воздуха/поверхности, скорость ветра) вблизи торосов. Эксперименты показали, что альбедо и температура поверхности торосов ниже, чем на прилегающих участках ровного льда, а турбулентные потоки явного тепла отличаются от аналогичных характеристик, полученных на ровном льду. В условиях увеличивающейся доли тонких однолетних льдов в Арктике, в большей степени подверженных торошению по сравнению с многолетними льдами, оценки теплообмена с атмосферой, возможно, требует определенного пересмотра.

Об авторах

Б. В. Иванов
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт; Санкт-Петербургский государственный университет; Институт физики атмосферы РАН
Россия

Санкт-Петербург

Москва



А. В. Уразгильдеева
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт; Санкт-Петербургский государственный университет
Россия
Санкт-Петербург


А. Н. Парамзин
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Россия
Санкт-Петербург


С. С. Сыроветкин
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Россия
Санкт-Петербург


Д. В. Драбенко
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Россия
Санкт-Петербург


Список литературы

1. Файловый сервер AAНИИ WDC Sea Ice. URL: http://wdc.aari.ru/datasets/d0004 (дата обращения 05.07.2020).

2. Макштас А.П. Тепловой баланс арктических льдов в зимний период. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 65 с.

3. Иванов Б.В. Альбедо морского льда с учетом состояния снежниц и их площади // Труды ААНИИ. 2007. Т. 447. С. 16 — 131.

4. Иванов Б.В., Андреев О.М. Особенности термической структуры арктических снежниц // Труды ААНИИ. 2003. Т. 446. С. 176 — 184.

5. Виноградняя Е.С., Егорова Е.С., Шевелева Т.В., Юлин А.В. Изменчивость положения границ старых льдов в весенний период и остаточных льдов в осенний период в Северном Ледовитом океане в текущем климатическом периоде // Российская Арктика. 2020. № 2 (9). С. 41 — 55. doi: 10.24411/2658-4255-2020-120094.

6. Tucker W.B. III, Perovich D.K., Gow A.J., Weeks W.F., Drinkwater M.R. Physical properties of sea ice relevant to remote sensing // Microwave remote sensing of sea ice. AGU Geophysical Monograph Series / Carsey F.D. (editor). Washington DC, USA. 1992. № 68. P. 9 — 28.

7. Андреев О.М., Иванов Б.В., Безгрешнов А.М. Особенности перераспределения солнечной радиации в торосах Арктического бассейна // Метеорология и гидрология. 2011. № 1. С. 58 — 63.

8. Иванов Б.В., Андреев О.М. К вопросу об определении альбедо торосистого образования // Метеорология и гидрология. 2011. № 6. С. 78 — 83.

9. Иванов Б.В., Поляков С.П. Некоторые результаты исследования отражательной способности склонов торосов в центральной части Арктического бассейна // Труды ГГО. 2013. № 569. С. 239 — 248.

10. Поляков С.П., Иванов Б.В., Андреев О.М., Безгрешнов А.М. Влияние торосистых образований на радиационные характеристики морского ледяного покрова // Лед и снег. 2011. № 4 (116). С. 80 — 84.

11. Волков Ю.А., Репина И.А. Влияние структуры подстилающей поверхности в полярных районах на энергообмен атмосферы и океана // Поверхностные и внутренние волны в арктических морях / Под ред. И.В. Лавренова и Е.Г. Морозова. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. С. 189 — 206.

12. Марченко А.В. Влияние консолидации торосов на тепловые потоки из океана в атмосферу // Труды ААНИИ. 2003. Т. 446. С. 150 — 164.

13. Репина И.А., Смирнов А.С. Перенос тепла и импульса над поверхностями сложной структуры // Математика, компьютер, образование. 2001. Т. 8. Ч. 2. С. 351 — 356.

14. Репина И.А., Артамонов А.Ю., Смирнов А.С., Чечин Д.Г. Исследование взаимодействия океана и атмосферы в полярных районах в рамках Международного полярного года // Метеорологические и геофизические исследования / Под ред. Г.В. Алексеева. М.; СПб.: Паулсен, 2011. С. 236 — 250.

15. Мурзин А.И. К вопросу об определении баланса радиации по профилю всторошенного льда // Труды АНИО. 1964. Т. 230. С. 41 — 44.

16. Алексеев Г.В., Кузмина С.И., Уразгильдеева А.В., Бобылев Л.П. Влияние атмосферных переносов тепла и влаги на усиление потепления в Арктике в зимний период // Фундаментальная и прикладная климатология. 2016. Т. 1. С. 43 — 63.

17. Алексеев Г.В., Кузмина С.И., Глок Н.И. Влияние аномалий температуры океана в низких широтах на атмосферный перенос тепла в Арктику // Фундаментальная и прикладная климатология. 2017. Т. 1. С. 106 — 123.

18. Алексеев Г.В., Кузмина С.И., Глок Н.И., Вязилова А.Е., Иванов Н.Е., Смирнов А.В. Влияние Атлантики на потепление и сокращение морского ледяного покрова в Арктике // Лед и снег. 2017. № 57 (3). С. 381 — 390.

19. Alekseev G., Kuzmina S., Bobylev L., Urazgildeeva A., Gnatiuk N. Impact of atmospheric heat and moisture transport on the Arctic warming // International Journal of Climatology. 2019. V. 39. № 8. P. 3582 — 3592.

20. Фролов И.Е., Гудкович З.М., Карклин В.П., Ковалев Е.Г., Смоляницкий В.М. Климатические изменения ледовых условий в арктических морях Евразийского шельфа // Проблемы Арктики и Антарктики. 2007. № 75. С. 149 — 160.

21. Радионов В.Ф., Брязгин Н.Н., Александров Е.И. Снежный покров в арктическом бассейне. СПб.: Гидрометеоиздат, 1996. 124 с.

22. Бузуев А.Я., Дубовцев В.Ф. Некоторые закономерности толщины снежно-ледяного покрова в арктичеких морях // Метеорология и гидрология. 1978. № 3. С. 54 — 60.

23. Андреев О.М., Иванов Б.В. Одномерная термодинамическая модель эволюции тороса // Метеорология и гидрология. 2007. № 6. С. 38 — 43.

24. Журавский Д.М., Прохорова У.В., Иванов Б.В., Куприков Н.М., Курапов М.В. Полевые испытания методики фотограмметрической оценки альбедо снежно-ледниковых поверхностей // Исследования Земли из Космоса. 2019. № 4. С. 18 — 28.

25. Frolov I.E., Ivanov V.V., Filchuk K.V., Makshtas A.P., Kustov V.Yu., Mahotina I.A., Ivanov B.V., Urazgildeeva A.V., Semin V.L., Zimina O.L., Krylov A.A., Bogin V.A., Zakharov V.Yu., Malyshev S.A., Gusev E.A., Baryshev P.E., Pilgaev S.V. Transarctika-2019: winter expedition in the Arctic Ocean on the R/V “Akademik Tryoshnikov” // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. Т. 65. № 3. С. 255 — 274.

26. Монин А.С., Обухов А.М. Основные закономерности турбулентного перемешивания в приземном слое атмосферы // Труды Геофизического института АН СССР. 1954. № 24 (151). С. 163 — 187.

27. Макштас А.П., Иванов Б.В. Алгоритм расчета характеристик турбулентного обмена в приводном слое атмосферы // Физика атмосферы. Т. 12: Примеси в окружающей среде: Сб. науч. тр. Вильнюс: Мокслас, 1988. С. 56 — 63.

28. Быкова Л.П., Преображенский Л.Ю. Аэродинамические характеристики поверхности арктических районов // Труды ГГО. 1977. Т. 399. С. 87 — 114.

29. Макштас А.П., Тимачев В.Ф., Соколов В.Т., Кустов В.Ю., Говорина И.А. Процессы турбулентного энергообмена на границе морской лед — атмосфера по историческим данным и данным дрейфующих станций «Северный полюс-35» и «Северный полюс-39» // Проблемы Арктики и Антарктики. 2014. № 1 (99). С. 53 — 64.

30. Макштас А.П., Иванов Б.В., Тимачев В.Ф. Сравнение параметризаций турбулентного энергомассообмена в устойчиво-стратифицированном приземном слое атмосферы // Проблемы Арктики и Антарктики. 2012. № 3 (93). С. 5 — 18.

31. Иванов Б.В., Тимачев В.Ф. Тепловой баланс снежной поверхности морского льда в море Лаптевых весной 2009 года // Проблемы Арктики и Антарктики. 2012. № 4 (94). С. 99 — 104.


Для цитирования:


Иванов Б.В., Уразгильдеева А.В., Парамзин А.Н., Сыроветкин С.С., Драбенко Д.В. Особенности турбулентного теплообмена вблизи всторошенных участков морского льда. Проблемы Арктики и Антарктики. 2020;66(3):364-380. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-364-380

For citation:


Ivanov B.V., Urazgildeeva A.V., Paramzin A.N., Sirovetkin S.S., Drabenko D.V. Turbulent heat exchange characterisics in sea ice ridges areas. Arctic and Antarctic Research. 2020;66(3):364-380. (In Russ.) https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-364-380

Просмотров: 128


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0555-2648 (Print)
ISSN 2618-6713 (Online)