Термодинамическое моделирование формирования морского ледяного покрова в Арктике

• Автор: Андреев, Олег Михайлович
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 166 с. : ил.

1. Закономерности роста и таяния морского льда
1.1 Нарастание морского льда
1.2 Таяние морского льда
1.3 Соленость морского льда
1.4 Характеристики фазовых переходов в морском льду
2. Свойства морского льда и снега с учетом особенностей энергомассообмена в высоких широтах
2.1 Особенности строения морского льда
2.1.1 Структура и текстура льда
2.1.2 Структурногенетическая классификация Н. В. Черепанова
2.2 Теплофизичсскис характеристики морского ледяного покрова
2.3 Структурные и текстурные особенности, а также теплофизичсскне характеристики снежного покрова в Арктическом бассейне
2.4 Эпергообмсн между атмосферой и океаном в Арктическом бассейне при наличии снежноледяного покрова
3. Одномерная нестационарная термодинамическая модель эволюции морского сисжиоледяного покрова
3.1 Постановка задачи
3.2 Разностная аппроксимация
3.3 Расчет теплофизических характеристик и потоков тепла
3.3.1 Расчет тенлофпзичсских характеристик
3.3.2 Расчет потоков тепла
3.4 Параметризация профиля солености однолетнего морского льда
3.5 Оценочная термодинамическая модель эволюции торосистого образования
3.6 Тестирование одномерной нестационарной термодинамической модели морского льда по данным лабораторного эксперимента
Сгр.
4. Результаты моделирования
4.1 Проверка работоспособности блоков модели и оценка чувствительности модели к изменению внешних параметров
4.1.1 Проверка работоспособности термической части снегового
блока модели
4.1.2 Проверка работоспособности термического блока морского льда
4.1.3 Опенка чувствительности модели сиежноледяиого покрова
к вариациям внешних параметров
4.2 Тестирование одномерной термодинамической модели морского
льда по данным дрейфующей станции СП
4.3 Проверка адекватности воспроизведения толщины морского льда
по натурным данным
4.3.1 Расчеты для растущего припайного льда залива Гренфиорд
о. Западный Шпицберген
4.3.2 Расчеты но модели для припайных льдов бухты о. Диксон
4.4 Оценки влияния некоторых природных характеристик, учитываемых моделью, на изменение толщины морского льда
4.4.1 Оценки влияния различных гидрометеорологических
условий образования морского льда на скорость его роста
4.4.2 Модельные оценки влияния выбора коэффициента
пропускания на скорость таяния морского льда
4.4.3 Модельные оценки потока тепла от подледного слоя морской
воды и оценки потока соли ото льдов различной толщины
4.4.4 Оценка скорости роста соленого и пресного льдов по
результатам модельных расчетов
4.5 Модельные оценки скоростей промерзания и таяния торосистого образования
Заключение
Список использованных источников


Автор доказывал возможность решения задачи Стефана путем сведения ее к системе обыкновенных дифференциальных уравнении. Подводя итог вышеизложенному отметим, что решение уравнения 1. Поэтому для выполнения практических расчетов получены приближенные решения, в которых использован ряд упрощении. При таком предположении уравнение 1. Ьр 1. Д Ьр 1р
1. И,. При этом если поток тепла к нижней поверхности льда отсутствует, то формула 1. При неизменных значениях Л, Ь и р интеграл от разности температур ОГо часто называют суммой граду содней мороза при условии отождествления температуры поверхности ледяного покрова с температурой воздуха. Следует заметить, что с ростом толщины льда второе слагаемое подынтегральною выражения уменьшается. Это свидетельствует о том, что при прочих равных условиях рост молодого льда происходит быстрее, чем более толстого, старого. Поэтому в природных условиях, в регионах с однородным климатом, существует тенденция к выравниванию толщины льда 9, . В реальных природных условиях, в большинстве случаев существует поток тепла от воды ко льду. Из выражения 1. Под воздействием этого потока тепла может даже наступать таяние льда с его нижней поверхности, несмотря на отрицательную температуру воздуха. Предельная толщина льда с, при которой приток тепла к нижней поверхности равен оттоку тепла вверх обычно находится из уравнения 1. Эга формула применяется для оценки возможной толщины многолетнего льда. Принятое в уравнении 1. Следовательно, опок тепла от нижней поверхности льда равен оттоку тепла от его верхней поверхности. Поэтому уравнение 1.