Способ коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи



Способ коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи
Способ коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи

 


Владельцы патента RU 2592726:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт" (ФГБУ "ААНИИ") (RU)

Изобретение относится к области гляциологии и может быть использовано для коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи. Сущность: измеряют длину снегомерной рейки перед установкой ее в снежную толщу. Измеряют превышение рейки над снегом сразу после установки. Вычисляют глубину заглубления рейки. Устанавливают рядом с основной рейкой дополнительную рейку таким образом, чтобы глубина ее основания была как можно меньше. Определяют с помощью точного уровня вертикальное положение реек относительно друг друга. Повторно определяют относительное вертикальное положение реек спустя достаточно большой промежуток времени. Рассчитывают величину поправки на прирост высоты снежной толщи, равную опусканию дополнительной рейки относительно основной рейки. Технический результат: упрощение и повышение точности коррекции. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерениям, а более конкретно к области гляциологии - к измерению баланса массы снежной поверхности. Корректное определение скорости прироста массы снежного покрова необходимо для гляциоклиматических расчетов, для прогноза состояния ледника и для определения вклада ледника в изменение уровня Мирового океана.

Известен взятый за прототип теоретический способ коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи [1].

Способ-прототип коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи заключается в последовательном выполнении следующих действий: измерение длины снегомерной рейки перед ее установкой в снежную толщу, измерение превышения рейки над снегом сразу после установки и вычисление глубины заглубления рейки, определение вертикального профиля плотности снежной толщи от поверхности до глубины с запасом превышающей глубину заглубления рейки, определение средней многолетней скорости снегонакопления в данном районе, расчет поправки в годовое (или месячное) значение прироста высоты снежной толщи по приведенной ниже формуле.

В основе этого способа лежит представление о неизменном во времени вертикальном профиле плотности снежной толщи (так называемый "закон Зорге"), что позволяет рассчитать скорость вертикального опускания любого отдельно взятого слоя снежной толщи:

где - средняя многолетняя скорость снегонакопления в данном районе, а ρ - плотность снежной толщи на данной глубине. Таким образом, поправка на оседание снежной толщи между основанием снегомерной рейки и снежной поверхностью равна:

где ρ0 - плотность поверхностного слоя снега и ρL - плотность снега на глубине основания снегомерной рейки.

Основными недостатками прототипа являются:

1) необходимость априори знать скорость снегонакопления, притом, что снегомерные реечные наблюдения как раз и организуются для ее определения, т.е. заранее она, как правило, не известна;

2) необходимость проводить трудоемкие работы по определению вертикального профиля снежной толщи;

3) допущение о неизменности вертикального профиля снежной толщи, что предполагает неизменность климатических условий на протяжении долгого времени, что, как правило, не соответствует действительности.

Технический результат заявляемого способа заключается в повышении точности и надежности способа коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений и значительном уменьшении необходимых для этого усилий.

Технический результат достигается за счет использования только непосредственно измеряемых величин. Задача, решаемая данным способом, состоит в измерении разности скоростей вертикального опускания поверхности снежного покрова и вертикального опускания слоя снега на глубине залегания основания снегомерной рейки, что и является погрешностью определения прироста высоты снега реечным способом с помощью установки дополнительной рейки.

Существо способа поясняется чертежом (Фиг. 1), на котором обозначено: H1 - начальная высота основной и дополнительной снегомерных реек; D - превышение глубины основания основной рейки относительно глубины основания дополнительной рейки (последняя стремится к нулю); H2 - высота основной рейки над снежной поверхностью спустя определенный промежуток времени; H3 - высота дополнительной рейки над снежной поверхностью спустя тот же промежуток времени; Dx - слой D, уплотнившийся в течение этого промежутка времени; Δh - поправка на измерение прироста высоты снежной толщи по основной рейке, равная величине уплотнения слоя D (Δh=D-Dx) и также равная изменению вертикального положения дополнительной рейки относительно основной (H2-H3).

Предлагаемый способ коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи заключается в осуществлении следующей последовательности действий:

1) измерение длины снегомерной рейки перед ее установкой в снежную толщу;

2) измерение превышения рейки над снегом сразу после установки и вычисления глубины заглубления рейки;

3) установка рядом с основной рейкой дополнительной рейки таким образом, чтобы глубина ее основания была как можно меньше;

4) определение известным способом с помощью точного уровня (нивелира) вертикального положения реек относительно друг друга;

5) повторное определение относительного вертикального положения реек спустя достаточно большой промежуток времени (год);

6) расчет величины поправки в значение прироста высоты снежной толщи, равной опусканию дополнительной рейки относительно основной рейки - Δh=D-Dx.

Способ коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи осуществляется следующим образом. На снегомерном полигоне рядом были установлены две вехи разной длины. Высота вех над уровнем моря (но необязательно над поверхностью снега, которая может быть неровной) при этом одинакова (H1), а заглубление вех - разное. Со временем слой снега между основанием двух вех (D) уплотнится под весом вышележащих слоев снега, и его толщина уменьшится на величину Δh. Соответственно, короткая (дополнительная) веха просядет относительно длинной (основной) на такую же высоту. Эта величина, Δh, характеризующая скорость уплотнения слоя D за прошедшее время, и есть искомая поправка в величину прироста высоты снежной толщи. Очевидно, что для получения более надежных результатов заглубление короткой вехи должно быть как можно меньше (стремиться к нулю).

Ход эксперимента: 18 января 2014 года возле вехи №32 снегомерного полигона установлена веха №32bis, имеющая на нижнем основании перпендикулярно прикрученную дощечку, которая препятствует перемещению основания вехи относительно снежной толщи.

Длина вехи №32 равна 367 см, высота - 52 см. Заглубление 315 см.

Длина вехи №32bis равна 110 см. Высота вехи, после того, как она была вкопана в снег, равна 95 см. Заглубление равно 15 см.

С помощью уровня на вехе №32bis была поставлена метка, соответствующая высоте вехи №32, которая находится на расстоянии 383 мм от верха вехи 32bis на стороне, обращенной к вехе 32.

Через год, 22 декабря 2014 г., с помощью уровня была повторно определена относительная высота вех, причем за счет уплотнения нижележащих слоев снега риска на вехе №32bis сместилась вниз на 8 мм. Это величина и является поправкой в величину годового снегонакопления на снегомерном полигоне.

Источники информации

1. Екайкин А.А., Липенков В.Я., Барков Н.И. Пространственно-временная структура поля снегонакопления в районе станции Восток, Восточная Антарктида // Вестник СПбГУ. 1998. Сер. 7. Вып. 4 (28). С. 38-50.

Способ коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи, заключающийся в последовательном выполнении измерения длины снегомерной рейки перед ее установкой в снежную толщу, измерения превышения рейки над снегом сразу после установки и вычисления глубины заглубления рейки, установки рядом с основной рейкой дополнительной рейки таким образом, чтобы глубина ее основания была как можно меньше, определения с помощью точного уровня (нивелира) вертикального положения реек относительно друг друга, повторного определения относительного вертикального положения реек спустя достаточно большой промежуток времени (год), расчета величины поправки в значении прироста высоты снежной толщи, равной опусканию дополнительной рейки относительно основной рейки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для распознавания количества облачности по пространственно-временной структуре излучения в видимой области и может быть использовано при морских наблюдениях общего балла облачности видимой полусферы неба.

Изобретение относится к области экологии, а именно к дистанционным методам мониторинга природных сред и к санитарно-эпидемиологическому контролю промышленных регионов.
Изобретение относится к сфере космических исследований. Осуществляют распыление водяного пара в атмосфере Марса.
Изобретение относится к сфере космических исследований и технологий и может быть использовано для изучения вулканического состояния Марса. На Марсе осуществляют вскрытие бурением закупоренных фумарол.
Изобретение относится к системам освещения ледовой обстановки и предотвращения воздействия ледовых образований на морские объекты хозяйственной деятельности.

Изобретение относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для прогнозирования штормовых подъемов уровней воды или наводнений. Сущность: создают архив наводнений (дата-уровень) за максимально возможный период.

Изобретение относится к способам исследований атмосферных электрических полей. Сущность: осуществляют мониторинг характеристик рассеянного атмосферой поляризованного солнечного света в плоскости, нормальной к вектору, ориентированному от контролируемой области пространства в направлении на Солнце.

Изобретение относится к области океанографии и может быть использовано для определения характеристик поверхностных морских течений. Сущность: двухполяризационные радиолокационные изображения трансформируют в два новых изображения, которые несут информацию о спектре коротких Брэгговских волн и обрушений ветровых волн.

Изобретение относится к области физики атмосферы и атмосферного электричества и может быть использовано для обнаружения когерентных турбулентных структур приземной атмосферы и определения их пространственно-временных масштабов.

Изобретение относится к области дистанционного мониторинга природной среды и касается способа определения объема выбросов в атмосферу от природных пожаров. Способ включает синхронную съемку поверхности установленными на космическом носителе цифровой видеокамерой и гиперспектрометром, выделение методами пространственного дифференцирования функции яркости видеоизображения контура пожара, калибровку яркости пикселей внутри контура, расчет по измерениям гиперспектрометра концентрации вредных выбросов от пожара по эталонному затуханию дважды прошедшего атмосферу светового луча в полосе поглощения кислорода 761…767 нм и его затуханию в видимом диапазоне.

Изобретение относится к области электротехники в частности, к цифровым системам управления и регулирования с аналоговым выходом, и может быть использовано для регулирования и проверки блоков регулирования, управления и защиты систем электропитания в замкнутой схеме (с обратной связью).

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено в устройствах для измерения переменных скалярных величин, распределенных в пространстве.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в устройствах для измерения переменных скалярных величин, распределенных в пространстве. .

Изобретение относится к авиационному приборостроению и предназначено для использования при создании систем автоматизированного управления параметрами полета, зависящими от его текущей высоты и параметров морского волнения, в частности для автоматической посадки (приводнения) гидросамолета на гладкую и на взволнованную поверхности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении пространственного распределения физических полей, которые вызывают изменение обратного тока p-n перехода (например, полей температуры, механического напряжения, магнитного поля и т.д.).

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к способам и устройствам комплексного контроля качества продукции по совокупности нескольких входных величин, и может быть использовано, например, для контроля качества продукции химических и горных производств, контроля качества композитных и полупроводниковых материалов и т.п.
Изобретение относится к области морской гидрометеорологии и может быть использовано для определения дрейфа морских льдов. Сущность: следят за перемещением морских льдов, отображая на мониторе пути их перемещения. При этом изменение координат ледовых полей определяют посредством спутниковой и/или гидроакустической навигационной системы. При отображении на мониторе пути перемещения льдов выявляют потенциально опасные ледовые поля, а также дистанцию сближения этих полей и запас времени для принятия решения по их локализации. На выявленные потенциально опасные ледовые поля посредством дрона, снабженного магнитометром, рассеивают ферромагнитный материал с различным коэрцитивным спектром намагниченности. При периодических пролетах дрона над потенциально опасными ледовыми полями измеряют магнитометром формируемое ферромагнитным материалом магнитное поле. Данные, полученные с помощью установленного на дроне магнитометра, используют при определении скорости и направления движения потенциально опасных ледовых полей. Технический результат: снижение трудозатрат, расширение функциональных возможностей.
Наверх