RU2704432C1 - Method of determining structural and stratigraphic features of snow cover structure - Google Patents
Method of determining structural and stratigraphic features of snow cover structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2704432C1 RU2704432C1 RU2019108865A RU2019108865A RU2704432C1 RU 2704432 C1 RU2704432 C1 RU 2704432C1 RU 2019108865 A RU2019108865 A RU 2019108865A RU 2019108865 A RU2019108865 A RU 2019108865A RU 2704432 C1 RU2704432 C1 RU 2704432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- snow
- structural
- block
- profile
- cover
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области исследования физических свойств снежного покрова и может быть использовано в метеорологии для определения загрязнения атмосферного воздуха.The invention relates to the field of studying the physical properties of snow cover and can be used in meteorology to determine atmospheric air pollution.
Известен способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова [Наблюдения за снежным покровом // Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3, ч. 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - С. 99-113], включающий закладку снежного шурфа, установку снегоизмерительной рейки с делением в 1 см и визуальное выявление структурных преобразований снежного покрова при ее нарастании путем определения плотности слоя, наличия в нем включений.A known method for determining the structural and stratigraphic features of the structure of the snow cover [Observations of the snow cover // Instructions to hydrometeorological stations and posts. Vol. 3,
Однако, визуально определение структурных слоев не исключает субъективности. Проверить и сравнить их в камеральных условиях с результатами полученными ранее сложно. Поэтому результаты, полученные данным способом даже на одной площадке, но несколькими специалистами, не всегда и не в полной мере согласуются.However, visually determining the structural layers does not exclude subjectivity. It is difficult to verify and compare them in office conditions with the results obtained earlier. Therefore, the results obtained by this method even on one site, but by several specialists, are not always and not fully consistent.
Так как активность сублимационного метаморфизма проявляется в динамике изменчивости структурных преобразований снежных слоев (изменение зернистости снега, формирование в снежном профиле зон уплотнения/разрыхления), то в натурных условиях из-за диффузного рассеивания света, визуальное определение на фронтальной стенке снежного профиля границ слоев, отличающихся по плотности, затруднительно. Это обусловлено тем, что множество одиночных прозрачных ледяных кристаллов, агрегированных в снежные зерна, образуют матово-белую массу, которая выглядит непрозрачной из-за внутреннего рассеяния и отражения света.Since the activity of sublimation metamorphism manifests itself in the dynamics of variability of structural transformations of the snow layers (changes in the granularity of the snow, the formation of compaction / loosening zones in the snow profile), in natural conditions due to diffuse light scattering, visual determination of the boundaries of the layers on the front wall of the snow profile that differ in density, difficult. This is due to the fact that many single transparent ice crystals aggregated into snow grains form a dull white mass that looks opaque due to internal scattering and light reflection.
Техническим результатом изобретения является создание способа, позволяющего достоверно определить структурно-стратиграфические особенности строения снежного покрова.The technical result of the invention is the creation of a method that can reliably determine the structural and stratigraphic features of the structure of the snow cover.
Предложенный способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова, также как в прототипе, включает закладку снежного шурфа, установку снегоизмерительной рейки, визуальное определение структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова.The proposed method for determining the structural and stratigraphic features of the structure of the snow cover, as in the prototype, includes laying a snow pit, installing a snow gauge, visual determination of the structural and stratigraphic features of the structure of the snow cover.
Согласно изобретению после закладки снежного шурфа прямоугольного сечения, с помощью жесткой прямоугольной темной пластины-экрана, высотой выше исследуемого снежного покрова, на расстоянии не более 5 см от края фронтальной стенки шурфа, вертикально отделяют снежный блок in situ. Если в снежном покрове присутствуют прослои оледенелого снега, то толщину полученного снежного блока уменьшают до прозрачности, при которой на темном фоне пластины-экрана визуально различимы снежные слои по плотности и цветовым оттенкам. По профилю сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой с делением в 1 мм визуально определяют структурно-стратиграфические особенности строения профиля снежного блока. Затем профиль сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой фотографируют. Далее в камеральных условиях сопоставляют визуальную оценку структурно-стратиграфических особенностей профиля снежного блока с полученным в результате цифровой обработки в графическом редакторе фотоснимком и вносят корректировку в описание структурно-стратиграфических особенностей строения снежной блока, по которому определяют границу зон перекристаллизации снежных зерен и образования глубинного инея в нижней части снежного профиля, выявляют текстурные неоднородности, образовавшиеся в результате уплотнения и сублимационных преобразований выпавшего снега и инея, на основании которых судят о структурно-стратиграфических особенностях строения снежного покрова в исследуемом районе.According to the invention, after laying a snow pit of rectangular cross section, using a rigid rectangular dark plate-screen, with a height above the investigated snow cover, at a distance of no more than 5 cm from the edge of the front wall of the pit, the snow block is vertically separated in situ. If there are streaks of icy snow in the snow cover, then the thickness of the resulting snow block is reduced to transparency, in which snow layers are visually distinguishable against the dark background of the screen plate in density and color shades. Structural and stratigraphic structural features of the structure of the snow block are visually determined by the profile of the formed snow block with a nearby snow gauge rail with a division of 1 mm. Then, the profile of the formed snow block with the snow gauge installed nearby is photographed. Then, in the office environment, a visual assessment of the structural and stratigraphic features of the snow block profile is compared with a photograph obtained as a result of digital processing in a graphic editor and a correction is made in the description of the structural and stratigraphic features of the snow block structure, which determines the boundary of the zones of recrystallization of snow grains and the formation of deep frost in the lower part of the snow profile, reveal texture heterogeneities formed as a result of compaction and sublimation formations of snow and frost, on the basis of which is judged on the structural and stratigraphic features of the structure of the snow cover in the study area.
Используют пластину-экран из темноокрашенного материала, например, металла, стеклотекстолита, гитенакса, фанеры, обеспечивающий жесткость при установке в слой снега.Use a screen plate made of dark-colored material, for example, metal, fiberglass, gitenaksa, plywood, providing rigidity when installed in a layer of snow.
В условиях глубокого снега используют пластину-экран, собранную из модульных пластин, скрепленных между собой «в стык».In deep snow conditions, a screen plate is used, assembled from modular plates fastened together “in joint”.
Снегоизмерительную рейку закрепляют в снежном шурфе рядом со снежным блоком in situ с помощью кронштейна.The snow gauge is fixed in a snow pit next to the snow block in situ using a bracket.
Выбор толщины отделяемого снежного блока не менее 5 см обусловлен тем, что от 30 до 88% всей радиации, проникающей в снежную толщу поглощается уже в первом 5-сантиметровом слое снега [Кузьмин П.П. Физические свойства снега. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. - С. 136-141], то есть сквозь 5-сантиметровый слой снега на фоне темноокрашенной пластины-экрана возвращается от 30 до 88% светового потока. Отсюда следует, что при постепенном уменьшении степени прозрачности снежного блока in situ, появляется возможность визуального выделения слоев, различающихся своей плотностью на фоне темноокрашенной пластины-экрана. Такую толщину слоя «прозрачности» выдерживают по всей высоте фронтальной стенки снежного шурфа.The choice of the thickness of the detachable snow block of at least 5 cm is due to the fact that from 30 to 88% of all radiation penetrating the snow layer is absorbed already in the first 5-centimeter layer of snow [Kuzmin P.P. Physical properties of snow. L .: Gidrometeoizdat, 1957. - S. 136-141], that is, from a 5-cm layer of snow against a dark-colored plate-screen returns from 30 to 88% of the light flux. It follows that with a gradual decrease in the transparency of the snow block in situ, it becomes possible to visually distinguish layers that differ in their density against the background of a dark-colored plate-screen. This thickness of the transparency layer is maintained along the entire height of the front wall of the snow pit.
Таким образом, предложенный способ позволяет визуализировать стратиграфически значимые снежные слои (прослои оледенелого снега, образовавшихся при оттепели; ветровые уплотнения - ветровые доски; радиационные ледяные корки), сформировавшиеся в определенных синоптических условиях с конкретной временной привязкой, что позволяет выполнить сопряженный анализ соотношения дисперсных фаз аэрозолей в приземном слое воздуха, поскольку при выпадении снегопадов они сохраняются в снежном слое. Результаты такого анализа могут быть использованы для выявления источников техногенных эмиссий, с которыми связаны и региональный/трансграничный перенос аэрозольного вещества, и последующее, связанное с ним, загрязнение приземного слоя воздуха и снежного покрова.Thus, the proposed method allows you to visualize stratigraphically significant snow layers (interlayers of icy snow formed during the thaw; wind seals - wind boards; radiation ice crusts) formed in certain synoptic conditions with a specific time reference, which allows you to perform a conjugate analysis of the ratio of dispersed phases of aerosols in the surface layer of air, because when snowfalls they remain in the snow layer. The results of this analysis can be used to identify sources of man-made emissions, which are associated with both regional / transboundary transport of aerosol matter, and the subsequent pollution of the surface air layer and snow cover associated with it.
На фиг. 1 показана фотография трехмодульной пластины-экрана 1, рядом с которой вертикально установлена снегоизмерительная рейка 2, зафиксированная в снежном шурфе с помощью кронштейна 3, погруженного в снег.In FIG. 1 shows a photograph of a three-module plate-
На фиг. 2 показана фотография, демонстрирующая прозрачность снежного блока in situ, отделенного пластиной-экраном 1.In FIG. 2 is a photograph showing the transparency of an in situ snow block separated by a
На фиг. 3 показана фотография, демонстрирующая результат обработки цифровой фотографии в графическом редакторе.In FIG. Figure 3 shows a photograph showing the result of processing a digital photograph in a graphical editor.
На фиг. 4 представлен фоторяд, демонстрирующий особенности сублимационного преобразования стратиграфически значимых снегопадов.In FIG. Figure 4 presents a photo sequence demonstrating the features of the sublimation transformation of stratigraphically significant snowfalls.
На ключевом участке закладывали снежный шурф (фиг. 1) прямоугольного сечения. Использовали тонкую жесткую прямоугольную пластину-экран 1 из темноокрашенного листа трехслойной фанеры, которая состояла из трех модулей, соединенных «в стык» с помощью металлических соединительных накладок-направляющих. В полном сборе линейный размер одной из сторон полученной таким образом прямоугольной пластины-экрана выше исследуемого снежного покрова на ключевом участке.On a key site, a snow pit (Fig. 1) of rectangular cross section was laid. A thin rigid rectangular plate-
Чтобы отделить снежный блок in situ, отступали от края фронтальной стенки снежного шурфа на 5 см и вертикально погружали в снег пластину-экран 1 (фиг. 2).To separate the snow block in situ, we retreated from the edge of the front wall of the snow pit by 5 cm and vertically immersed in the snow plate-screen 1 (Fig. 2).
Лопаткой уменьшали толщину выделенного снежного блока in situ, срезая лишний снег до величины, при которой начинали различаться снежные слои разной плотности и цветовых оттенков.The blade reduced the thickness of the selected snow block in situ, cutting off excess snow to a value at which snow layers of different densities and color shades began to differ.
Затем для определения мощности снежных слоев в снежном шурфе перед снежным блоком in situ установили снегомерную рейку 2 с ценой деления 1 мм. Рейку зафиксировали с помощью кронштейна 3, одним концом погруженного в снег и визуально определили структурно-стратиграфические особенности профиля снежного блока.Then, to determine the thickness of the snow layers in the snow pit, a
Сформированный в снежном шурфе снежный блок с установленной рядом снегомерной рейкой с делением в 1 мм сфотографировали.A snow block formed in a snow pit with a snow gauge installed next to it with a division of 1 mm was photographed.
Для усиления контрастности слоев, различающихся по плотности, в камеральных условиях полученный фотоснимок редактировали в графическом редакторе на компьютере с помощью программного обеспечения (фиг. 3).To enhance the contrast of layers of different density, in office conditions, the resulting photograph was edited in a graphics editor on a computer using software (Fig. 3).
Затем проводили сопоставительную визуальную оценку структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова с результатом обработанного фотоснимка и внесли корректировку в описание структурно-стратиграфических особенностей строения снежного профиля на ключевом участке. Анализ откорректированного снимка позволил установить границу зоны перекристаллизации снежных зерен и образования глубинного инея в нижней части снежного профиля 4, а также выявить чередование светлых 5 и темных 6 прослоев в его верхней части, образовавшиеся в результате уплотнения и сублимационных преобразований выпавшего снега и инея.Then, a comparative visual assessment of the structural and stratigraphic features of the snow cover structure with the result of the processed photograph was carried out and an adjustment was made to the description of the structural and stratigraphic features of the snow profile structure in the key area. Analysis of the corrected image made it possible to establish the boundary of the zone of recrystallization of snow grains and the formation of deep frost in the lower part of the
Особенности сублимационного преобразования стратиграфически значимых снегопадов и формирования горизонта глубинного инея демонстрируют фотоснимки на фиг. 4. Фоторяд охватывает период с 09.01-17.01.2013 года Строение снежного профиля перед сильным снегопадом демонстрирует фиг. 4 а, где показаны слои 7, 8, 9, различающиеся по плотности. Однако в результате двух обильных снегопадов с 09.01 по 11.01.2013 выпал 10-ти сантиметровый слой очень рыхлого снега 12, в котором различается более плотный прослой из очень мелких снежных зерен инея (фиг. 4б). При этом предыдущий слой 9 (фиг. 4а) прослеженный в снежном разрезе в виде слоя 11 (фиг. 4б), сильно уплотнился. Причем слои 7 и 8 (фиг. 4а) сублимировались, образовав один слой 10 из крупнозернистых снежных кристаллов (фиг. 4б). Общая высота снега составила 560 мм. Но затем установился длительный период (11.01-17.01.2013), когда снегопады отсутствовали. За это время снег уплотнился, и высота снежного покрова составила 510 мм. Текстурные неоднородности в верхней части снежного профиля, вызванные снегопадами, почти полностью сублимировались, образовав однородный снежный горизонт 14, который подстилается менее плотным снежным горизонтом 13, образованным крупными кристаллами глубинного инея (фиг. 4в).The features of the sublimation transformation of stratigraphically significant snowfalls and the formation of a horizon of deep hoarfrost are shown in the photographs in FIG. 4. The photo sequence covers the period from January 1 to January 17, 2013. The structure of the snow profile before heavy snowfall is shown in FIG. 4a, where
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019108865A RU2704432C1 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Method of determining structural and stratigraphic features of snow cover structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019108865A RU2704432C1 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Method of determining structural and stratigraphic features of snow cover structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2704432C1 true RU2704432C1 (en) | 2019-10-28 |
Family
ID=68500555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019108865A RU2704432C1 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Method of determining structural and stratigraphic features of snow cover structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2704432C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU44366A1 (en) * | 1933-10-31 | 1935-09-30 | П.С. Новиков | Snow rake |
SU1543365A1 (en) * | 1987-06-17 | 1990-02-15 | Институт Мерзлотоведения Со Ан Ссср | Method of determining technogeneous pollution of snow cover |
RU2363939C1 (en) * | 2007-12-29 | 2009-08-10 | Институт биологии Коми Научного центра Уральского отделения РАН | Method of detecting sulphate pollution of snow cover (versions) and device for taking snow samples with surface frost |
RU2477461C2 (en) * | 2011-06-10 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Layerwise snow sampler |
RU2542598C1 (en) * | 2013-08-01 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН) | Snow cover height sensor |
RU2552859C2 (en) * | 2013-08-13 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт географии Российской академии наук | Method of determination of space-time discontinuity of snow cover under conditions of its natural occurrence |
-
2019
- 2019-03-26 RU RU2019108865A patent/RU2704432C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU44366A1 (en) * | 1933-10-31 | 1935-09-30 | П.С. Новиков | Snow rake |
SU1543365A1 (en) * | 1987-06-17 | 1990-02-15 | Институт Мерзлотоведения Со Ан Ссср | Method of determining technogeneous pollution of snow cover |
RU2363939C1 (en) * | 2007-12-29 | 2009-08-10 | Институт биологии Коми Научного центра Уральского отделения РАН | Method of detecting sulphate pollution of snow cover (versions) and device for taking snow samples with surface frost |
RU2477461C2 (en) * | 2011-06-10 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Layerwise snow sampler |
RU2542598C1 (en) * | 2013-08-01 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН) | Snow cover height sensor |
RU2552859C2 (en) * | 2013-08-13 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт географии Российской академии наук | Method of determination of space-time discontinuity of snow cover under conditions of its natural occurrence |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Steger et al. | Firn meltwater retention on the Greenland ice sheet: A model comparison | |
Aagaard et al. | Environmental controls on coastal dune formation; Skallingen Spit, Denmark | |
Miles et al. | Toward monitoring surface and subsurface lakes on the Greenland ice sheet using Sentinel-1 SAR and Landsat-8 OLI imagery | |
Scambos et al. | Extent of low-accumulation'wind glaze'areas on the East Antarctic plateau: implications for continental ice mass balance | |
Tucker III et al. | Physical characteristics of summer sea ice across the Arctic Ocean | |
Paull et al. | Lithoherms on the Florida–Hatteras slope | |
Wirz et al. | Temporal variability of diverse mountain permafrost slope movements derived from multi-year daily GPS data, Mattertal, Switzerland | |
Gutiérrez-Elorza et al. | Yardangs in the semiarid central sector of the Ebro Depression (NE Spain) | |
Bowen et al. | Temporal dynamics of flooding, evaporation, and desiccation cycles and observations of salt crust area change at the Bonneville Salt Flats, Utah | |
Nield et al. | Evaporative sodium salt crust development and its wind tunnel derived transport dynamics under variable climatic conditions | |
Fitzpatrick et al. | Physical properties of the WAIS Divide ice core | |
Frébourg et al. | Facies characteristics and diversity in carbonate eolianites | |
Kowalewski et al. | Modeling vapor diffusion within cold and dry supraglacial tills of Antarctica: Implications for the preservation of ancient ice | |
Donner | Land/sea level changes in southern Finland during the formation of the Salpausselkä endmoraines | |
Mills | Boulder deposits and the retreat of mountain slopes, or," gully gravure" revisited | |
Ragle et al. | Ice core studies of Ward Hunt Ice Shelf, 1960 | |
Kuipers Munneke et al. | Observationally constrained surface mass balance of Larsen C ice shelf, Antarctica | |
RU2704432C1 (en) | Method of determining structural and stratigraphic features of snow cover structure | |
Hancock et al. | Quantifying seasonal cornice dynamics using a terrestrial laser scanner in Svalbard, Norway | |
Williams et al. | A novel method of estimating the discharge of water from mound springs of the Great Artesian Basin, Central Australia | |
Hancock et al. | The interaction between hydrology and geomorphology in a landscape simulator experiment | |
Seo et al. | Study on characteristics of snowfall and snow crystal habits in the ESSAY (Experiment on Snow Storms At Yeongdong) campaign in 2014 | |
Gallois | A revised description of the lithostratigraphy of the Kimmerdigian-Tithonian and Kimmeridgian-Volgian boundary beds at Kimmeridge, Dorset, UK | |
Souchez | Ice-cored moraines in south-western Ellesmere Island, NWT, Canada | |
Perovich et al. | Seasonal changes in Arctic sea-ice morphology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210327 |