|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ФИЦ ПХФ и МХ РАН |
||
Исследование процессов, определяющих особенности эволюции строения и свойств атмосферных твердых осадков на стадии первичного диагенеза отложенного снега и при последующем метаморфизме снежной толщи (РФФИ)НИР
/
- Руководитель НИР: Голубев В.Н.
- Участники НИР: Быстрова В.В., Влахова А.В., Задорожная Н.А., Лазарев А.В., Ржаницын Г.А., Семенова И.В., Фролов Д.М.
- Подразделение: Научно-исследовательская лаборатория снежных лавин и селей
- Срок исполнения: 1 января 2015 г. - 31 декабря 2017 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 15-05-04461а
- Номер ЦИТИС: 115020230084
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Изменения природной среды, общества и проблемы природопользования
- ПН России: Рациональное природопользование
-
Рубрики ГРНТИ:
- 37.29.02 Общие проблемы
-
Ключевые слова:
поверхностная энергия, равновесное содержание, массоперенос, контактирование зерен, водяной пар, лед, грани кристаллов
-
Описание:
Исследования направлены на выявление изменений равновесного содержания водяного пара над гранями кристаллов льда с разной поверхностной энергией и влияния этих различий в содержании пара на формирование твердых атмосферных осадков и на преобразование отложенного снега на стадиях его первичного диагенеза и последующего метаморфизма снежной толщи. Интенсивность изменения морфологии (деструкция) выпавших атмосферных кристаллов льда на стадии первичного диагенеза значительно превышает интенсивность изменений на последующих стадиях метаморфического преобразования. Существующие представления о процессах метаморфизации снега базируются на положениях переноса водяного пара «от зерна к зерну» вследствие наличия градиента температуры в пределах одного зерна и между соседними зернами, расположенными по оси изменения температуры, а также в результате поверхностной и объемной диффузии и разной кривизны поверхности зерен и соединяющих их «шеек». Вместе с тем объяснить причину быстрой дезинтеграции выпавших кристаллов льда и изменений свойств формирующегося снега на стадии первичного диагенеза действием только этих процессов весьма затруднительно, если не предполагать существования в поверхностном слое снежного покрова весьма высоких градиентов температуры, что, в общем случае, не соответствует реалиям. Планируется проведение комплекса теоретических, экспериментальных и полевых исследований с целью установления причин такого явления и зависимости его интенсивности от внешних факторов
-
Основные результаты:
-Установление зависимости равновесного содержания водяного пара над снегом и льдом от температуры и расположения кристаллов (экспериментальные и теоретические исследования) -Получения натурных данных для моделирования процесса переноса водяного пара в зависимости от степени разориентации контактирующих кристаллов -Получение количественной оценке вклада массопереноса между гранями соседствующих кристаллов и зерен льда в процесс первичного диагенеза выпавших атмосферных осадков и в суммарный процесс массопереноса и метаморфизма снежного покрова
- Добавил в систему: Голубев Владимир Николаевич
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Исследование процессов, определяющих особенности эволюции строения и свойств атмосферных твердых осадков на стадии первичного диагенеза отложенного снега и при последующем метаморфизме снежной толщи |
| Результаты этапа: -Установление зависимости равновесного содержания водяного пара над снегом и льдом от температуры и расположения кристаллов (экспериментальные и теоретические исследования) - Получения натурных данных для моделирования процесса переноса водяного пара в зависимости от степени разориентации контактирующих кристаллов -Количественная оценка вклада массопереноса между гранями соседствующих кристаллов и зерен льда в процесс первичного диагенеза выпавших атмосферных осадков и в суммарный процесс массопереноса и метаморфизма снежного покров | ||
| 2 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Исследование процессов, определяющих особенности эволюции строения и свойств атмосферных твердых осадков на стадии первичного диагенеза отложенного снега и при последующем метаморфизме снежной толщи |
| Результаты этапа: Согласно заявке во второй год выполнения проекта планировалось и были проведены теоретические исследования равновесного давления водяного пара над гранями кристалла льда в зависимости от их поверхностной энергии и экспериментальные работы в низкотемпературной камере лаборатории моделирования криосферных процессов по инструментальной оценке давления водяного пара над ориентированными срезами крупных кристаллов льда. В работах руководителя проекта (Голубев В.Н.,)было показано, что равновесное содержание водяного пара надо льдом определяются не только температурой, но и характеристиками расположения молекул Н2О на гранях кристалла, чем, собственно, и определяется их поверхностная энергия. Были охарактеризованы значения частных производных модернизированного уравнения Клаузиса-Клапейрона по температуре для основных граней кристалла льда (базисной, 0001, двух призматических (1100, 1120) и пирамидальной (1101), имеющих разную поверхностную энергию, а также в зависимости от их поверхностной энергии при выбранной температуре 263К (см графики в приложении). Различие в давлении водяного пара над гранями сильно изменяется в зависимости от температуры, чем собственно и определяется не только преимущественный рост тех или иных граней кристаллов и их равновесная морфология, но и интенсивность массопереноса между соседними кристаллами в снежном покрове, особенно в случае малых градиентов температуры. | ||
| 3 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Исследование процессов, определяющих особенности эволюции строения и свойств атмосферных твердых осадков на стадии первичного диагенеза отложенного снега и при последующем метаморфизме снежной толщи |
| Результаты этапа: Согласно плану заявки в третий год выполнения проекта были продолжены теоретические и экспериментальные исследования равновесного давления водяного пара над гранями кристалла льда и их зависимости от поверхностной энергии. Проведены также экспериментальные (инструментальные) исследования давления водяного пара над ориентированными срезами крупных кристаллов льда в низкотемпературной камере В работах руководителя проекта (Голубев В.Н.,) было показано, что равновесное содержание водяного пара надо льдом определяются не только температурой, но и характеристиками расположения молекул Н2О на гранях кристалла, чем, собственно, и определяется их поверхностная энергия. Предложенная руководителем проекта модернизация уравнения Клаузиса-Клапейрона показала значительные отличия значений частных производных по температуре для основных граней кристалла льда [базисной, (0001), двух призматических (1100, 1120) и пирамидальной (1101)], имеющих разную поверхностную энергию. Установлено также, что и различие в равновесном давлении водяного пара над этими гранями сильно изменяется в зависимости от температуры. Этим, собственно, и определяется не только преимущественный рост тех или иных граней кристаллов и их равновесная морфология, но и интенсивность массопереноса между соседними кристаллами в снежном покрове, особенно в условиях малых градиентов температуры. Планируется продолжение этих работ в дальнейшем при благоприятном решении относительно новой заявки, поданной в РФФИ. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".