Профили плотности снега

Профили плотности снега

Полученная расчетным способом кривая изменения плотности снега по глубине почти полностью совпадает с экспериментальной кривой до значения плотности около 0,83 г/см3 (глубина 72 м). На больших глубинах действительная (измеренная) скорость уплотнения снега значительно меньше расчетной. Это расхождение только в очень малой степени обязано своим возникновением давлению пузырьков воздуха. Более вероятной причиной является то, что, по-видимому, функция гиперболического синуса оказывается недействительной при больших сжимающих усилиях (свыше 5 кг/см2). Эта точка зрения подтверждается хорошим совпадением расчетных данных с экспериментальными для участка станции Уилкс, где нагрузка достигала лишь 4,3 кг/см2 при плотности 0,91 г/см3.

Полученная расчетным способом кривая хорошо совпадает с экспериментальными данными на всех глубинах ниже 5 ж от поверхности. В верхних слоях наблюдалось большое количество разных аномалий, которые здесь не рассматриваются. Данные полевых измерений взяты из работы Камерона.

Совпадение расчетных данных с экспериментальными вполне удовлетворительно до значения плотности 0,87 г/см3 на глубине 72,5 м. На этой глубине нагрузка составляла о=5,0 кг/см2 и возраст снега (время с момента отложения) г=322 года.

Станция Южный полюс (90° С), высота над уровнем моря 2800 м. Данные о температуре взяты из работы Джиовинетто.

В верхнем слое (толщиной 3 м) наблюдается аномальное распределение плотности, делающее невозможным определение k и т. Значения плотности, приведенные выше, были получены при помощи тщательного графического осреднения данных и сглаживания кривой.

Данные совпадают с осредненными результатами полевых измерений, взятых из работы Джиовинетто. Вычисления были сделаны с помощью настольной счетной машины по упрощенному уравнению.

Эта сводка едва ли сможет помочь в определении взаимосвязи между параметрами снежной толщи; по-видимому, для решения этой задачи необходимо иметь значительно большее количество данных из разных мест. Разброс точек на диаграмме изменения плотности с глубиной таков, что при вычерчивании кривой, показывающей общий характер данных полевых измерений на определенном участке, разными людьми линия может быть проведена по-разному. Кроме того, при определении по имеющейся кривой параметров a, b и во также могут возникнуть значительные отклонения (большой допуск при выборе .значений параметров разными работниками). Использование в функциональной связи трех произвольных параметров зачастую является признаком недостаточной теоретической обоснованности решения вопроса. В этом случае, вероятно, во должна быть константой, характеризующей материал. Параметр b должен в общем случае зависеть от чередования слоев снега разного типа, в то время как коэффициент пропорциональности  а должен  включать в себя выражение, показывающее его зависимость от температуры в соответствии с уравнением (24).

Следующим этапом изучения вопроса об уплотнении сухого снега должна быть разработка удовлетворительной методики построения «оптимального варианта» кривой изменения плотности по глубине в соответствии с данными полевых измерений; особое внимание необходимо обратить на плавность вычерчиваемых линий. В результате должны быть получены надежные значения производной, от которых в решающей мере зависит определение параметров. Не следует также забывать, что полная теория уплотнения базируется на законе Зорге, который в свою очередь, основывается на том, что скорость аккумуляции снега постоянна по времени. Например, в районе Южного полюса скорость аккумуляции в период с 1835 г. до настоящего времени была приблизительно постоянной и равной около 7,3 г/см2-год, в то время как за период с 1760 по 1835 гг. она составляла 5,3 г/см2-год. Следовательно, полученная аналитическим способом кривая плотностного профиля снежной толщи около Южного полюса не будет совпадать с данными полевых измерений, начиная с глубины 19 м (эта глубина соответствует слою снега, выпавшего в 1835 г.).

Чрезвычайно важно, что коэффициент вязкого уплотнения снега в некотором определенном районе должен быть представлен столь простой функцией плотности, как для любого типа снега — от свежего снега до льда. Это свидетельствует с несложности физического закона, управляющего процессом метаморфизма, понимание которого с точки зрения его воздействия на структуру и текстуру снега и их эволюции с течением времени, пока оставляет желать лучшего.

Детальное изучение этого предмета может в значительной мере способствовать прогрессу общей механики пористых кристаллических веществ. Сложность заключается в выборе объекта исследования. Удовлетворительного критерия для параметрического описания структуры и текстуры таких веществ пока не установлено.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.