Адвекция

Условия, когда дождь выпадает непосредственно на снег, часто рассматриваются прогнозистами, обеспокоенными быстрым таянием снега, как «наихудший сценарий». Тем не менее, дождь, выпадающий на поверхность снега, не всегда приводит к быстрому, или хотя бы заметному, повышению его температуры. Давайте представим ситуацию, когда дождь с температурой 10°С выпадает с интенсивностью 10 мм в сутки. Этот дождь достаточно теплый для того, чтобы не замерзать при просачивании через снежный покров. Но пока дождь просачивается через него, он передает небольшое количество тепла снегу.

Жидкие осадки, выпадающие на снежный покров, не замерзают, а передают небольшое количество тепла остальной толще снежного покрова.

Тепло, принесенное этими теплыми осадками, составит приблизительно 420 кДж м-2 в день. Это составляет около 5 Вт м-2, что, по крайней мере, на порядок меньше, чем величина солнечной энергии, поглощаемой в солнечный зимний день при небольшом угле падения солнечных лучей и свежевыпавшем снеге.

Теперь давайте представим ситуацию, когда выпадает холодный дождь с температурой 0–1°С. По мере просачивания в снежный покров этот холодный дождь отдает свое тепло снегу и начинает замерзать, образуя скопления льда.

Дождь, выпавший на снежный покров, начинает замерзать и, при изменении агрегатного состояния, передает ему большое количество тепла.

Ответьте на следующий вопрос, чтобы узнать, как такое образование льда повлияет на возможное таяние снега.

Вопрос

Проверьте, верно ли вы поняли: адвекция.

Температура снежного покрова будет _____ под влиянием этого холодного дождя, когда он начинает замерзать. (Выберите лучший ответ)

Осадки, выпавшие на снежный покров, начинают замерзать, и при изменении агрегатного состояния передают ему большое количество тепла.

Правильный ответ – а.

Когда начинает образовываться лед, скрытое тепло высвобождается и распространяется в толщу снежного покрова, тем самым повышая его общую температуру.

Выберите.

На сколько увеличится температура снежной толщи после этого холодного дождя? На этот раз эти же 10 мм осадков при температуре 0 °C замерзают и высвобождают скрытое тепло по мере того, как они просачиваются в снежную толщу. Давайте предположим, что дождь равномерно распределен на участке снега глубиной 1 метр с плотностью 340 кг м-3 и начальной температурой -5 °C. В ходе замерзания дождя в снежный покров выделится 3350 кДж тепла, что приведет к повышению средней температуры снежного покрова с -5 °С до 0 °C!

Основным выводом из приведенных выше примеров является то, что дождь сам по себе, возможно, и не является основной причиной таяния снега, но если он замерзает в снегу, то играет важную роль в «созревании» снега и делает его более склонным к таянию.

Итак, какова же зависимость между количеством дождя, который замерзает в снежном покрове, и повышением температуры, вызванным этим процессом ? На приведенном ниже графике показаны зависимости между количеством дождя, который замерзает в снежном покрове, и повышением температуры, вызванным этим процессом, для четырех различных отношений снег–вода, изменяющихся от 2:1 для плотного снега, до 10:1 для более «пушистого». Для существенного повышения температуры плотного снега требуется гораздо больше осадков. Например, давайте определим, какое количество осадков вызвало бы повышение температуры «пушистого» снега при SLR 10:1 на 4 °C.

Влияние, оказываемое осадками на температуру снежного покрова при выпадении и последующем замерзании. Для снега разной плотности и разного количества осадков.

Восстановим перпендикуляр вверх от точки 4 °C до пересечения с линией SLR 10:1, а затем найдем соответствующее данной точке количество осадков на вертикальной оси. Мы видим, что такое повышение температуры может быть вызвано примерно 2 мм осадков.

Вопрос

Проверьте, верно ли вы поняли: адвекция 2

Используя тот же график выше, определите, какое количество осадков может вызвать повышение температуры более плотного снега на 4 °C при SLR 2:1. (Выберите лучший ответ)

Правильный ответ – г.

Влияние, оказываемое осадками на температуру снежного покрова при выпадении и последующем замерзании. Для снега разной плотности и разного количества осадков.
Выберите.

Таким образом, снежный покров может получать или терять тепло при различных видах теплообмена, рассмотренных выше. Если речь идет о таянии снега, то наибольшее «созревание» и/или таяние снега, как правило, имеет место в относительно теплые, влажные (вероятно, облачные) и ветреные дни.