Термодинамическое моделирование формирования морского ледяного покрова в Арктике
Диссертация
Выполнен обзор и приведены большинство из существующих методов расчета коротковолнового и длинноволнового радиационных балансов поверхности снежно-ледяного покрова, в частностипараметризаций усвоения тепла коротковолновой солнечной радиации в толще снежно-ледяного покрова. Указаны существующие методы параметризации турбулентных потоков тепла. Продемонстрированы основные недостатки параметризаций… Читать ещё >
Список литературы
- Stefan J. Uber die Theorie der Eisbildung, insbesondere iiber Eisbildung im Polarmeere // Annln Phys.- band 42.- N2.- P. 269−286.
- Шепелевекий A.A. Скорость нарастания пресного льда при заданной температуре верхней его поверхности // Проблемы Арктики.- 1940.- № 10.
- Рубинштейн Л.И. К вопросу о единственности решения одномерной задачи Стефана в случае однофазного начального состояния теплопроводящей среды //Докл. АН СССР.- 1957.- т. 117.- № 3.
- Меламед В.Г. Сведение задачи Стефана к системе обыкновенных дифференциальных уравненпй.-Изд. АН СССР, сер. геофизика.- 1958.- № 7.
- Доронин Ю.П. Численный метод расчета толщины и температуры льда // Проблемы Арктики и Антарктики.- 1963.- № 14.- с. 17−25.
- Maykut G.A., Untersteiner N. Some results from a time dependent thermodynamic model of sea ice // J.Geophys. Res. 1971. -Vol.76, N 6. — P. 1550−1575.
- Semtner A.J. A model for the thermodynamic growth of sea ice in numerical investigations of climate // J. Phisic. Oceanogr.-1976.- N6.- P 379−389.
- Ebert E.E., Curry J.A. An intermediate one-dimensional thermodynamic sea ice model for investigating ice-atmosphere interactions // J.Geophys. Res. 1993. -Vol.98, NC6.-P. 10 085−10 109.
- Доронин Ю.П. Тепловое взаимодействие атмосферы и гидросферы в Арктике. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. — 299 с.
- Доронин Ю.П. Рост и таяние морского льда // Морской лед. Сбор и анализ данных наблюдений, физические свойства и прогнозирование ледовых условий: справочное пособие. СПб.: Гидрометеоиздат, 1997. — С. 107−125.
- Лыков А.В. Теория теплопроводности.-М.: Гостехиздат, 1952.-357 с.
- Савельев Б.А. Строение, состав и свойства ледяного покрова морских и пресных водоемов. М.: Изд. МГУ, 1963. — 541 с.
- Доронин Ю.П., Хейсин Д. Е. Морской лсд.- JI.: Гидромстеоиздат, 1975. -320 с.
- Зубов H.H. Льды Арктики.- М.: Изд. Главсевмориути, 1945.-424 с.
- Гаврило В.П., Сухоруков К. К. Исследование динамики образования морского льда гидроакустическим методом // Труды ААНИИ.- 1980, т.374.-с. 85−96.
- Кузнецов И.М., Гарманов А. Л. О практическом использовании формул для расчета толщины морского льда // Метеорология и гидрология.- 1987.-Ко 11.-е. 116−120.
- Доронин Ю.П. К вопросу о нарастании морского льда // Проблемы Арктики и Антарктики.- 1959.- вып. 1.- с.78−83.
- Эфроимсон В.О. К вопросу нарастания льда // Метеорология и гидрология.- 1977.- № 8.- с. 43−54.
- Андреев О. М., Иванов Б. В. Параметризация радиационных процессов в модели ледяного покрова // Метеорология и гидрология.- 2001.- № 2.- с. 81−88.
- Доронин Ю.П., Кубышкин И. В. Рост и таяние морского льда,— СПб.: Гидромстеоиздат.- 2001.- 44 с.
- Морской лед. Справочное пособие // под ред. И. Е. Фролова, В. П. Гаврило, — СПб., Гидромстеоиздат.- 1997.- 402 с.
- Цуриков В.Л. Жидкая фаза в морских льдах. М.: Наука, 1976.- 210 с.
- Мальмгрен Ф. О свойствах морского льда. М.: Изд. Гидрогр. упр. и Гидрометеокомитета, 1930. — 90 с. — (Пер. с англ.).
- Назинцев ЮЛ., Панов В. В. Фазовый состав и теплофизические характеристики морского льда.- СПб.: Гидрометеоиздат.-2000.- 84 с.
- Untersteiner N. Natural desalination and equilibrium salinity profile of perennial sea ice//J. Geophys. Res.- 1968.- Vol. 73(4).- P. 1251−1257.
- Weeks W.F., Ackley S.F. The growth, structure and properties of sea ice // U.S.Army CRREL Monograh. 1982. — 82−1. — 130 p.
- Рывлии Ф.Я. Метод прогнозирования предела прочности ледяного покрова на изгиб // Проблемы Арктики и Антарктики.-1974.- Вып. 45.- С. 7986.
- Cox G.F.N., Weeks W.F. Salinity variations in sea ice // J.Claciol. -1974. -Vol.23, N67.-P. 109−120.
- Шестсперов И.А. Проверка формулы Цурнкова, но результатам наблюдений // Океанология. 1969. -Т.9.- Вып. 4. — С. 616−618.
- Цыцарип А.Г. Гидрохимические аспекты ледообразования. Опыт экспериментального моделирования // Исследование океанов и морей: Юбилейный вып.2. СПб.: Гидрометеоиздат, 1995. — С.224−249.
- Assur A., Weeks W.F. Growth, structure and strength of sea ice // U.S. Army CRREL Res.Rep. 1964. — N 135. — P. 1−19.
- Weeks W.F., Lofgren G. The effective solute distribution coefficient during the freezing of NaCl solutions // Phys. snow and ice. 1967. — 1, Pt. 1. — P.579 -597.
- Burton I.A., Prim R.C., Slichter W.P. The distribution of solute in crystals growth from the melt. Part I. Theoretical // J. Chemical Physics. 1953. — Vol.21, N 11.-P. 1987−1991.
- Даричева JI.B., Молчанова Л. А., Чупрынин В. И. Модель расчета солености морского льда / РАН. Тихоокеан. институт географии. -Владивосток, 1996. 16 с. — Деп. в ВИНИТИ 20.09.96, № 3346-В96.
- Лялягин Н.А., Тышко К. П. Влияние кристаллической структуры льда на формирование и изменчивость вертикального распределения солености в однолетнем ледяном покрове // Метеорология и гидрология.- 2002.- № 2 с. 64−71.
- Черепанов Н.В. Классификация льдов природных водоемов // Тр.ААНИИ. 1978. — Т. 331. — С. 77−99.
- Назннцев Ю.Л., Дмитраж Ж. А., Моисеев В. И. Теплофизические свойства морского льда,— Л.: Изд. ЛГУ, 1988.- 260 с.
- Сох G.F.N., Weeks W.F. Equations for determining the gas and brine volumes in sea-ice samples //J. Glaciol. 1983. — Vol. 29, N 102. — P. 306−316.
- Ringer W.E. Changes in the composition of sea water upon freezing (in Dutch) // Chem. Weekblad. 1906. — Vol. 3. — P. 223−249.
- Assur A. Composition of sea ice and its tensile strength // Arctic sea ice. -1958.-N598.-P. 106−138.
- Schwerdtferger P. The thermal properties of sea ice // J.Glaciol. 1963.-Vol. 4, N36. -P. 789−807.
- Nelson K.II. A study of the freezing of sea water // Ph. D. Thesis. University of Washington, 1953.- 129 p.
- Nelson K.H., Thompson T.G. Deposition of salts from sea water by frigid concentration // J.Mar. Res. 1954. — Vol 13, N2. — P. 166−182.
- Тышко К.П., Федотов В. И., Черепанов Н. В. Кристаллическое строение морского ледяного покрова.- СПб.: Гидрометеоиздат.- 2000.- 67 с.
- Lepparanta М, Manninen Т. The brine and gas content of sea ice with attention to low salinities and high temperatures // Internal report Finn. Inst of Mar. Res., Helsinki.- 1988.
- Назпнцев IO.JI. Модели теплопроводности природных льдов // Тр.ЛЛНИИ.- 1976.-Т. 331.-С. 104−115.
- Назпнцев IO.JI. Экспериментальные определения теплоемкости и теплопроводности морского льда // Пр. Арктики и Антарктики. 1959. -Вып. 1. — С.65−72.
- Радионов В. Ф., Брязгин И. II., Александров Е. И., Снежный покров в арктическом бассейне.- СПб., Гидрометеоиздат, 1996.- 124 с.
- Снег. Справочник // под ред. Г. М. Грея, Д. X. Мейла, пер. с англ.- Л., Гидрометеоиздат, 1986.- 752 с.
- Anderson Е.А. A point energy and mass balance model of snow cover // NOAA Tech. Rep.- NWS 19, Washington D.C.- 1976.
- Yen Y.-C. Review of thermal properties of snow, ice and sea ice.- Cold Regions Research Engineering Laboratory (CRREL) Report 81−10.- Hanover, NII.-26 pp.
- Осокин Н.И., Самойлов P.C. и др. К оценке влияния изменчивости характеристик снежного покрова на промерзание грунтов // Криосфера земли.-1999.- т 3.- № 1.- с 3−10.
- Федосеева В.И., Макаров B.II., Федосеев Н. Ф. О минерализации снежного покрова // Метеорология и гидрология.- 1986.- № 4.- с. 75−79.
- Иванов Б.В., Макштас Л. П. Квазистационарная нульмерная модель морского льда//Тр. ЛЛНИИ.- 1990.- т.420.- с. 18−31.
- Макштас Л.П. Тепловой бюджет арктических льдов в зимний период.- Д.: Гидрометеоиздат, 1984.- 147 с.
- Brunt D. Notes on radiation in the atmosphere // Q.J.R. Meteorol. Soc. 58.- P. 389−420.
- Маршупова M.C. Основные закономерности радиационного баланса подстилающей поверхности и атмосферы в Арктике // Труды ААНИИ.-1961.- т.229.- с.56−67.
- Maykut G.A., Church Р.Е. Radiation climate of Barrow, Alaska, 1962−66 // J. Appl. Meteorol.- 12.- 1973.- P. 620−628.
- Satterlund D.R. An improved equation for estimating long-wave radiation from the atmosphere // Water Ressour. Res. -15.- 1979, — P. 1649−1650.
- Кузьмин П.П. Таяние снежного покрова.- JL: Гидрометеоиздат, 1961.
- Ефимова Н.А. Метод вычисления месячных величин длинноволнового радиационного баланса // Метеорология и гидрология.- 1961.- № 10.- с. 2833.
- Idso S.B., Jackson R.D. Thermal radiation from the atmosphere // J. Geoph. Res.-74(23).- 1969, — P. 5397−5403.
- Idso S.B. A set of equations for full spectrum and 8−11 microns and 10.5−12.5 microns thermal radiation from cloudless skies // Water Resource Res.- 17.- 1981.-P. 295−304.
- Guest P. S. Surface radiation conditions in the Eastern Weddell Sea during winter//J. Geoph. Res.- 103(C13).- 1998, — P. 30 761−30 771.
- Makshtas A. P., Andreas E. L., Svyashchennikov P. N., Timachev V. F. Accounting for Clouds in Sea Ice Models.- Cold Regions Research and Engineering Laboratory.- vol. 98−9.- 30 p.
- Zillman J.W. Л study of some aspects of the radiation and heat budgets of the southern hemisphere oceans // Meteorol. Stud. Rep 26, Bur. of Mcteorol., Dep of the Inter., Canberra, Л.С.Т.- 1972.
- Shine K.P. Parameterization of short-wave flux over high albedo surfeccs as a function of cloud thickness and surface albedo // Q.J.R. Meteorol. Soc.- 110.1984.- P. 747−764.
- Андреев О. M., Иванов Б. В. О решении задачи усвоения коротковолновой радиации в толще снега // Метеорология и гидрология.- 2001.- № 12.- с. 65−69.
- Brandt R. Е., Warren S. G. Solar heating rates and temperature profile in Antarctic snow and ice//J. Glaciology.- 1993.-vol. 39.-№ 131.-P. 99−110.
- Zeebe R. E., Eicken H, et al. Modeling the heating and melting of sea ice through light absorption by microalgae // J. Geophus. Res.- 1996.- vol. 101.- P. 1163−1181.
- Maykut G. A. The surface heat and mass balance. / In: The Geophysics of Sea Ice (N. Untersteiner, Ed.).- Plenum Press, NY.- 1986.- P. 385−465.
- Макштас А. П., Тимачев В. Ф. Чувствительность термодинамической модели морского льда к параметризации коротковолновой и длинноволновой радиации //Труды ААНИИ.- 1992.- т. 430.- с. 116−137.
- Богословский В. И., Кузнецов М. А. Структура радиационного потока на поверхности и в толще снега и льда // Труды советской антарктической экспедиции.- I960.-т. 10.- с. 101−106.
- Бузуев А. Я., Шестериков II. П. Некоторые радиационные свойства однолетнего льда в период таяния // Проблемы Арктики и Антарктики.- 1964.-вып. 18.-с. 87−91.
- Дубовцев В. Ф., Тпмерев А. А. Проникновение тепла солнечной радиации через снежно-ледяной покров Северного Ледовитого океана // Тр. ААНИИ.-1976.- т.319.-с. 81−95.
- Клюева II.В. Проникновение солнечной радиации в снежно-ледяной покров в низовьях и устьях арктических рек // Проблемы Арктики и Антарктики.- 1978.- вып. 53.- с. 66−70.
- Шестериков П.П. Поглощение солнечной радиации морским льдом // Труды ДАНИИ.- 1962.- т. 257.- с. 78−83.
- Коптев Л.П., Пятпенков Б. Л. О поглощении и проникновении солнечной радиации в снег и лед в Арктике // Проблемы Арктики и Антарктики.- 1962.-вын.10.- с.71−76.
- Богословский В. Н. Кузнецов М.Л. Структура радиационного потока на поверхности и в толще снега и льда // Труды Советской Антарктической эксп.- I960,-т. 10,-с. 101−106.
- Gerland S., Winter J-G., Ivanov В., et al. Physical and optical properties of snow covering Arctic tundra on Svalbard // J. Hydrol. Process.- 1999.- vol. 13.- P. 2331−2343.
- Winter J-G., Gerland S., Ivanov В., et al. Spectral reflectance of melting snow in a high Arctic watershed on Svalbard: some implications for optical satellite remote sensing studies // J. Hydrol. Process.- 1999.- vol. 13, — P. 2033−2049. .
- Шестериков Н.П. О поглощении радиации льдом под снежницей // Проблемы Арктики и Антарктики.- 1967.- вып. 25.- с.66−70.
- Спичкин В.А. Учет альбедо при таянии льда // Труды ААНИИ.- 1966.-Т.269.- с.71−78.
- Шестериков Н.П. О некоторых закономерностях изменения альбедо льда в летний период в Арктике // Проблемы Арктики и Антарктики, — 1963.- вып. 14.-с. 27−31.
- Налимов Ю.В., Тимерев А. А. Величины альбедо снежно-ледяного покрова в низовьях и устьях арктических рек // Метеорология и гидрология.- 1974.-№ 5.- с. 64−68.
- Barry R. The parameterization of surface albedo for sea ice and its snow cover // Progress in Phis. Geogr.- 1996.- 20(1).- P. 63−79.
- Нагурный А.П. Моделирование континентального и морского льда в моделях климата.- М.: Изд. АН СССР, сер. Метеорология и климатология, т.13.- 1986.- 79 с.
- Light В., Eickcn II., Maykut G.A., Grenfell T.C. The effect of included particulates on the spectral albedo of sea ice // J. Geoph. Res.- 1998.- vol. 103.- N C12.- P. 27 739−27 752.
- Perovich D., Roesler С., Pegau W-S. Variability in arctic sea ice optical properties//J. Geoph. Res.- 1998.-vol 103.-NCI.-P. 1193−1208.
- Красс M.C., Мсрзликин В. Г. Радиационная теплофизика снега и льда. -JL: Гидрометеоиздат, 1990.- 261 с.
- Вабшдевич П.Н. Численные методы решения задач со свободной границей. -М.: Изд. МГУ, 1987. 164 с.
- Самарский A.A. и др. Численное моделирование конвективно-диффузионных процессов прн фазовых переходах / A.A. Самарский, П. Н. Вабшцевич, O.JI. Илиев, А. Г. Чурбанов. М., 1992. — 34 с.
- Самарский A.A. Теория разностных схем. М.: Наука, 1983. — 616 с.
- Осокин Н.И., Самойлов P.C., Сосновский A.B., Жидков В. А. Влияние параметров снега на температурный режим снежной толщи при внутрисуточпых колебаниях температуры воздуха // материалы гляциологических исследований.- 2001.- № 91.-е. 71−74.
- Сосновский A.B. Математическое моделирование промерзания грунта с учетом пространственно-временной изменчивости параметров снежного покрова // Материалы гляциологических исследований.- 2000.- № 89.- с. SO-SS.
- Sturm М., Holmgren J., Konig M., Morris К. The thermal conductivity of seasonal snow // J. of Glaciol.- 1997.- vol. 43.- N 143.- P. 26−42.
- Gerland S., Haas C., Nicolaus M., Winter J-G. Seasonal development of structure and optical properties of fast ice in Kongsfjorden, Svalbard // reports on Polar and Marine Res.- 2004.- N 492.- P. 26−34.
- Svendsen II. et. al. The physical environment of Kongsfjorden-Krossfjorden, an arctic fjord system in Svalbard // Polar Res.- 2002.- N 21(1).- P. 133−166.
- Ilamre В et. al. Modeled and measured optical transmittance of snow-covered first-year sea icc in Kongsijorden, Svalbard // J. Geoph. Res.- 2004.- vol. 109.-C10006, doi:10.1029/2003JC001926.
- Бузуев Л.Я., Шестериков П. П. Зависимость средней толщины припайного льда от торосистости // Проблемы Арктики и Антарктики.-1969, — Bi.in.32.- с. 30−36.
- Schramm J., Flato G., Curry J. Toward the modeling of enhanced basal melting in ridge keels//J. Geoph. Res.- 2000.- vol. 105.- N Сб.-P. 14 081−14 092.
- Lepparanta M., Lensu M., Kosloff P., Veitch B. The life story of a first-year sea ice ridge // Cold Reg. and Technology.- 1995.- N 23.- P. 279−290.
- Марченко A.B. Влияние консолидации торосов на тепловые потоки из океана в атмосферу // Труды ААНИИ.- 2003.- т. 446.- с. 150−164.
- Астафьев В.П., Сурков B.II., Трусков П. А. Торосы и стамухи Охотского моря.- СПб.: Прогресс-Погода, 1997.-184 с.
- Hoyland K.V. Simulations of the consolidation process in first-year ice ridges // Cold Reg. Sci. Technol.-2002.- N34.- P. 143−158.
- Петров И.Г., Федотов В. И., Черепанов II.В. О методике приготовления лабораторного льда с заданными физическими свойствами // Тр. ААНИИ. -1988.-Т.401.-С. 77−94.
- Коптев А.П. О роли снежного покрова в процессах теплообмена // Проблемы Арктики и Антарктики, — 1966.- вып.22.- с. 82−89
- Андреев О. М., Иванов Б. В. Параметризация радиационных процессов в модели ледяного покрова // Метеорология и гидрология.- 2001.- № 2.- с. 81−88.
- Launiainen J., Cheng В. Modeling of ice thermodynamics in natural waterbodies // Cold Region. Sci. Tech.- 1998.- vol. 27.- P. 153−178.
- Бузуев А.Я., Спичкин В. А. Роль снежниц в формировании пространственной неравномерности толщины многолетних льдов в зимний период // Проблемы Арктики и Антарктики.- 1977.- вып. 49.- с. 53−58.
- Аппель И.Л., Гудкович З. М. Численное моделирование и прогноз эволюции ледяного покрова арктических морей в пероид таяния.- С-Пб: Гидрометеоиздат.-1992, — 144 с.