Влияние снежного покрова на рост припая у побережья о. Большевик (Северная Земля)
DOI:
https://doi.org/10.21513/0207-2564-2024-2-272-287Ключевые слова:
Северная Земля, припайный лёд, снежный покров, наблюдения, моделирование.Аннотация
Представлены результаты наблюдений льдообразования в про-
ливе Шокальского (Северная Земля) в 2016-2023 гг., дополненные расчётами
по термодинамической модели на основе классического варианта задачи Сте-
фана с учётом изменения теплоизолирующих свойств снежного покрова и
эмпирической формуле, использующей сумму градусо-дней мороза.
Судя по данным измерений на специальных ледовых полигонах 80х100
м, характер роста припая последние семь зим был примерно одинаков, несмо-
тря на различную продолжительность льдообразования (234-275 сут.). Сред-
ние максимальные толщины льда изменялись от 132 (зима 16/17 гг.) до 174 см
(зима 22/23 гг.) и, независимо от продолжительности ледостава, достигали их
в конце мая с разницей 10-15 сут. Плотность снега на льду (до 450 кг/м3)
существенно превосходила её средние величины для Северного Ледовитого
океана в целом (292.5 кг/м3).
Результаты моделирования с использованием как данных измерений
снежно-ледяного покрова в проливе Шокальского, так и их климатических
величин показали, что в условиях типичной зимы рост потока тепла из моря
на 1 Вт/м2 приводит к уменьшению максимальной толщины льда на 4.6 см.
Сходный эффект оказывает уменьшение плотности снега, составляющее 0.2-
0.3 см льда на 1 кг/м3. Увеличение толщины припая может происходить как в
результате конжеляционного, так и снежного льдообразования за счёт избы-
точного снегонакопления, более типичного для антарктических морей. Рас-
чёты толщины льда по простой эмпирической формуле на основе суммы
температур хорошо соответствуют данным измерений.
Библиографические ссылки
Аксенов, П.В., Иванов, В.В. (2018) «Атлантификация» как вероятная
причина сокращения площади морского льда в бассейне Нансена в зимний
сезон, Проблемы Арктики и Антарктики, т. 64, № 1 (115), с. 42-54.
Бородкин, В.А., Макштас, А.П., Богородский, П.В. (2016) Припайный
лёд пролива Шокальского, Лёд и снег, вып. 56, № 4, с. 525-532, URL:
doi:10.15356/2076-6734-2016-4-525-532.
Визе, В.Ю. (1944) Основы долгосрочных ледовых прогнозов для арктиче-
ских морей, Труды Арктического НИИ, т. 159, М., Изд-во Главсевморпути, 274 с.
Винников, С.Д., Викторова, Н.В. (2009) Физика вод суши, Учебник,
СПб., РГГМУ, 430 с.
Доронин, Ю.П. (1969) Тепловое взаимодействие атмосферы и гидрос-
феры в Арктике, Л., Гидрометеоиздат, 300 с.
Завьялов, Д.Д., Саломаха, Т.А. (2019). Влияние свежевыпавшего снега
на нарастание и таяние морского льда, Лёд и снег, т. 59. № 1, с. 103-111.
Морозов, Е.Г., Демидова, Т.А., Нечволодов, Л.В. (2012) Внутренние
волны и уменьшение толщины ледяного покрова над крутыми подводными
склонами, Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева, № 1(94), c. 54-59.
Речнов, A.A. (2021) Гидрометеорологический режим острова Больше-
вик во второй декаде XXI века по стандартным метеорологическим и акти-
нометрическим наблюдениям. Исследование природной среды
высокоширотной Арктики на НИС «Ледовая база Мыс Баранова». Под
общей редакцией А.П. Макштаса и В.Т. Соколова, СПб., ААНИИ. с. 10-19.
Савельева, Н.И., Добротина, Е.Д., Кузьмин, С.Б., Ипатов, А.Ю., Гонча-
рова, А.Б., Недашковский, А.П. (2021) Изменчивость гидрохимических харак-
теристик поверхностных вод пролива Шокальского, по результатам
наблюдений на научно-исследовательском стационаре «Ледовая база Мыс
Баранова» в 2018-2019 гг., Проблемы Арктики и Антарктики, вып. 67, № 1, с.
-27, URL: https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-10-27.
Batrak, Y., Müller, M. (2019) On the warm bias in atmospheric reanalyses
induced by the missing snow over Arctic sea-ice, Nat. Commun., vol. 10, pp. 1-8,
URL: https://doi.org/10.1038/s41467-019-11975-3.
Bitz, C.M., Lipscomb, W.H. (1999) An energy-conserving thermodynamic
model of sea ice, J. Geophys. Rts., vol. 104, no. C7, pp. 15669-15677.
Calonne, N., Flin, F., Morin, S., Lesaffre, B., du Roscoat, S.R., Geindreau, C.
(2011) Numerical and experimental investigations of the effective thermal
conductivity of snow, Geophys. Research Letters, vol. 38, L23501.
Chung, Y.C., Bélair, S., Mailhot, J. (2011) Blowing Snow on Arctic Sea Ice:
Results from an Improved Sea Ice-Snow-Blowing Snow Coupled System, J.
Hydrometeorol., vol. 12, pp. 678-689, URL: https://doi.org/10.1175/
JHM1293.1.
Yang, Y., Leppäranta, M., Li, Z.J., Cheng, B., Zhai, M., Demchev, D. (2015)
Model simulations of the annual cycle of the landfast ice thickness in the East
Siberian Sea Adv, Polar Sci., vol. 26, no. 2, pp. 168-178, doi: 10.13679/j.advps.
2.00168.
Jordan, R.E., Andreas, E.L., Makshtas, A.P. (1999) Heat budget of snowcovered
sea ice at North Pole 4, J. Geophys. Res., vol. 104, no. C4, pp 7785-
Lin, L., Zhao, J. 2019. Estimation of oceanic heat flux under sea ice in the
Arctic Ocean, J. Ocean Univ. (Oceanic and Coastal Sea Research), vol. 18 (3), pp.
-614, URL: 10.1007/s11802-019-3877-7 ISSN 1672-5182.
Macfarlane, A.R., Löwe, H., Gimenes, L., Wagner, D.N, Dadic, R.,
Ottersberg, R., Hämmerle, S., Schneebeli, M. (2023) Thermal conductivity of snow
on Arctic sea ice, EGU sphere [preprint], URL: https://doi.org/10.5194/egusphere-
-83.
Mcguinnes, M.J. (2009) Modelling sea ice growth, The ANZIAM Journal,
vol. 50, pp. 306-319, doi: 10.1017/S1446181109000029.
Sturm, M., Liston, G.E. (2003) The snow cover on lakes of the Arctic Coastal
Plain of Alaska, U.S.A, Journal of Glaciology, vol. 49, no. 166, pp. 370-380.
Sturm, M., Taras, B., Liston, G.E., Derksen, C., Jonas, T., Lea, J. (2010)
Estimating snow water equivalent using snow depth data and climate classes,
Journ. Hydrometeorology, vol. 11(6), pp. 1380-1394, URL: https://doi.org/10.1175/
jhm1202.1.
Wagner, D.N., Shupe, M.D., Cox, C., Persson, O.G., Uttal, T., Frey, M.M.,
Kirchgaessner, A., Schneebeli, M., Jaggi, M., Macfarlane, A.R., Itkin, P., Arndt, S.,
Hendricks, S., Krampe, D., Nicolaus, M., Ricker, R., Regnery, J., Kolabutin, N.,
Shimanshuck, E., Oggier, M., Raphael, I., Stroeve, J., Lehning, M. (2022) Snowfall
and snow accumulation during the MOSAiC winter and spring seasons, The
Cryosphere, vol. 16, pp. 2373-2402, URL: https://doi.org/10.5194/tc-16-2373-2022.
Warren, S.G., Rigor, I.G., Untersteiner, N. et al. (1999) Snow depth on Arctic
sea ice, J. Clim., vol. 12, no. 6, pp.1814-1829.
Zhai, M.X, Leppäranta, M., Cheng, B., Lei, R., Zhan, F. (2021) Physics of
Arctic landfast sea ice and implications on the cryosphere: an overview, Adv. Polar
Sci., vol. 32(4), pp. 281-294.
Ru
En