Войти
Снежная гидрология - это научное исследование в области гидрологии, в котором основное внимание уделяется составу, дисперсии и движению снега и льда. Исследования гидрологии снега предшествовали эпохе Anno Domini, хотя крупных достижений не произошло до середины восемнадцатого века.
Снегопад, накопление и таяние являются важными гидрологическими процессами в водоразделах на больших высотах или широтах. Во многих западных штатах США на таяние снега приходится значительная часть весеннего стока, который служит источником воды для водохранилищ, городского населения и сельскохозяйственных работ.
Большая часть гидрологии снега группы разрабатывают новые методы включения гидрологии снега в распределенные модели на сложной местности посредством теоретических разработок, разработки модели и тестирования с использованием полевых наборов данных и данных дистанционного зондирования. Гидрология снега довольно сложна и включает в себя расчет как массы, так и энергетического баланса для меняющегося во времени снежного покрова, на который влияет пространственное положение в водоразделе, взаимодействие с растительностью и перераспределение ветры. Некоторые исследователи стремятся точно уловить динамику снежного покрова в определенной точке и над областью, поскольку пространственный рисунок площади снежного покрова легко наблюдать с помощью дистанционного зондирования.
Снег и лед составляют около 75% от Весь объем пресной воды на Земле, но не хватает возможностей надежных приложений. Для сравнения, вода, поступающая из рек и пресноводных озер, несет постоянный годовой источник воды. Эти естественные водоемы образуются за счет источников, дождевых осадков и горного снега стока. По оценкам, снег составляет около 5% осадков, выпадающих на поверхность Земли. Из-за большого количества воды, содержащейся в этих источниках, гидрология снега все чаще исследуется в области речных приливов и сезонных скоростей потока.
. Несмотря на распространенное мнение, выпадение снега - не самая лучшая проблема. основная причина разрушения органического вещества в холодном климате. Самый разрушительный аспект - это ветры холодных температур, которые существуют над поверхностью снежного покрова. Исследования показали, что изолирующие свойства снега защищают растения и мелких животных в окружающей среде от этих холодных ветров. «Снег сам по себе является средой обитания различных микроорганизмов, таких как снежные черви и водоросли». Без постоянных ежегодных снегопадов многие растения были бы уничтожены из-за морозов. И ледяные черви (Mesenchytraeus Solifugus ), и зеленые водоросли - уникальные организмы, которые могут жить в ледниковой и снежной среде обитания.
Хотя большая часть знаний в области гидрологии снега была обнаружена в последние два столетия, есть свидетельства того, что некоторое понимание существовало еще в 500–428 годах до нашей эры в греческих государствах..
Некоторые из самых ранних свидетельств, подтверждающих древнее техническое понимание движения снега, были получены греками. Древнегреческий Анаксагор отмечает:
. Было показано, что представители высшего сословия в этих городах-государствах имеют базовое представление о охлаждающих свойствах снега. Граждане высшего сословия должны были бы выкопать под своими домами ямы, выстланные сеном, и сбрасывать снег с гор, чтобы засыпать их. Скоропортящиеся продукты можно будет хранить в этих ямах в течение нескольких месяцев.
Христианская Библия содержит множество отрывков в тексте, которые выражают базовое понимание гидрологического цикла. Каждый из следующих стихов раскрывает фундаментальные идеи, лежащие в основе гидрологических процессов.
Извлечение ледяного керна из национального льда Core Lab Один из самых ранних современных документов о практике гидрологии снега, был представлен геологом Антонио Валлисниери примерно в 17 веке. Его работа теоретизировала: «Реки, возникающие из источников в итальянских Альпах, произошли от дождя и таяния снега, просачивающихся в подземные каналы».
Первые американские исследовательские лаборатории были созданы в 1940-х годах для решения многих проблем, связанных с движение снега в эпоху Второй мировой войны. Этими тремя лабораториями были:
В настоящее время по всему миру размещены сотни лабораторий по гидрологии снега и датчиков. По состоянию на 2004 г. все континенты находились под наблюдением, за исключением Антарктиды. С тех пор несколько датчиков было установлено в Полярный круг, позволяющий вести постоянные наблюдения. Частично их использование с системами спутниковой съемки позволило получить точное изображение подстилающей суши, которая была неизвестна в прошлом.
Снежный гидрологи уделяют особое внимание о движении и составе снега и льда, в области гидрологии. Знания, полученные в ходе этой карьеры, чаще всего используются в прогнозировании погоды и экологических / сельскохозяйственных работах, которые требуют знаний о последствиях миграции снега. Они получают необходимую информацию с помощью измерений глубины, плотности и состава, а также с помощью различных методов дистанционного зондирования. Сотрудники в этой области могут работать в государственных учреждениях, исследовательских фирмах и службах общественной информации.
Изучение движения снега и ледников, хотя сейчас в значительной степени зависит от устройств дистанционного зондирования, по-прежнему требует полевых методов для точного определения достоверности данных. Эти инструменты и методы варьируются от простых, таких как всплеск глубины, до сложных, таких как машины для отбора проб, используемые для проверки изменений в составе льда. Три распространенных типа наземных измерений:
Дистанционное зондирование Технология - недавний инструмент в область гидрологии снега, которая была разработана в ответ на рост перспектив параметрических исследований (изучение предмета с течением времени) гидрологии, сформировавшихся в середине 19 века. По сравнению с детерминированным (концепция отсутствия случайных событий) подходом, использовавшимся в предыдущие годы, этот метод создавал минимальное взаимодействие человека с окружающей средой и полевым оборудованием. В настоящее время по всему миру существуют тысячи точек зондирования. Каждый объект может получать данные от любого количества методов дистанционного зондирования.
Landsat-MSS - один из наиболее часто используемых инструментов. Он способен обнаруживать снежный покров и классифицировать его по трем зонам для расчета данных. Первая зона - это территория со 100% снежным покровом. Вторая зона известна как переходная зона, которая представляет собой смесь заснеженных и неснежных регионов. Эта зона обычно измеряется при значении состава снега 50%. Финальная зона бесснежная (= апер). Комбинированное считывание этих трех измерений дает относительно точную оценку количества снега в области сканирования. Некоторые неблагоприятные переменные для этого метода - облачный покров, чрезмерный солнечный свет и густая растительность.
Изображение бассейна Атчафалая с использованием MSS и NOAA По состоянию на 2004 год, все континенты, за исключением Антарктиды находится под регулярным наблюдением с помощью спутников дистанционного зондирования.
Несколько инструментов зондирования перечислены ниже:
Метеорология - это научное исследование погоды. Он используется в прогнозировании погоды для прогнозирования атмосферных явлений до их возникновения. Снежная гидрология используется для оценки характеристик снегопада в различных топографических регионах. Сюда входит информация о высоте, плотности, составе и возможном режиме стока снега. Он также широко используется при изучении природных явлений, таких как: метели, лавины, ледяная крупа и град, чтобы помочь предвидеть стихийные бедствия.
Гляциология - это исследование, аналогичное снежной гидрологии, которое уделяет особое внимание движению ледников. Ледники - это большие массы льда, которые могут медленно перемещаться со временем в процессе накопления снега. Это исследование анализирует их прошлый и текущий рост, а также состав, чтобы предсказать, как они сформировали массивы суши, на которых они обитают. Два основных исследования, связанных с гляциологией, - это глобальное потепление и ледниковые максимумы (ледниковые периоды ).
В последние годы наиболее доминирующей темой, связанной с гидрологией снега, было глобальное потепление. Основная концепция гласит, что человеческое строительство и производство выбросов привело к образованию ряда газообразных химических соединений, которые добавляются к существующим парниковым газам. Такие газы, как CO2 и CH4 улавливают тепло в атмосфере, усугубляя глобальное изменение климата. Эти газы обычно относительно быстро расщепляются в результате процессов окружающей среды, таких как фотосинтез ; однако в последние годы исследования показали, что их атмосферный состав увеличивается. Некоторые исследования полагают, что это естественная часть земного цикла, в то время как другие утверждают, что это происходит из-за растущего количества выбросов ископаемого топлива и постепенного обезлесения растений, производящих кислород. Теория предполагает, что эти изменения температуры могут повлиять на то, как лед и снег формируются над земной корой, инициируя процесс сдвига ледников, возможно, вызвали повышение уровня моря с 0,5 до 1,5 метров. Это изменение затем может повлиять на соленость океана, вызывая изменения окружающей среды, изменяя океаническое течение и населяющие его организмы.
