Сколько температура снега

  • автор:

LiveInternetLiveInternet

Карта мазей

Факторы, влияющие на выбор мази.
  • ТЕМПЕРАТУРА
    • ВЛАЖНОСТЬ
      • ЗЕРНИСТОСТЬ СНЕГА
        • ДРУГИЕ ФАКТОРЫ
          • ХАРАКТЕР ТРЕНИЯ СНЕГА
          ТЕМПЕРАТУРА

          Температуры, указанные на упаковках мазей Swix, — это температуры воздуха. Первая отправная точка при выборе мази — замер температуры воздуха в тени. Это необходимо сделать в нескольких точках вдоль трассы, особо учитывая то, какая точка является наиболее критической, вроде равнинного участка. Полезно знать также температуру поверхности снега. Но помните, что, достигнув точки замерзания (О°С), температура снега дальше расти не будет, как бы ни поднималась далее температура воздуха. В этом случае лучше использовать температуру воздуха и обратить большее внимание на определение содержания воды в снеге.

          ВЛАЖНОСТЬ

          Влажность важна, но скорее как локальная тенденция климата, а не как необходимость каждый раз точно измерять её процентную величину. Важно знать только, проходят ли соревнования в зоне сухого климата, со средней влажностью до 50%; нормального климата с влажностью 50-80% или влажного климата от 80% до 100%. Помимо этого, конечно, надо отметить ситуацию, когда выпадают осадки.

          ЗЕРНИСТОСТЬ СНЕГА

          Для выбора мази важен также вид кристалла снега и получающейся снежной поверхности. Падающий или очень свежий только что выпавший снег — наиболее критическая ситуация для смазки. Острые кристаллы требуют мази, которая не допускает проникновения кристаллов снега, а при более высоких температурах она должна обладать ещё и водоотталкивающими свойствами. Именно в этой специальной, критической для смазки ситуации наилучшей является Сеrа F.
          При положительных температурах воздуха температура снега остаётся равной 0°С.
          Количество воды, окружающей ледяные кристаллы, возрастает до тех пор, пока снег не становится насыщенным водой. В этом случае требуются сильно водоотталкивающие мази и накатка крупных желобков на скользящую поверхность.

          • Мелкозернистый снег, острые кристаллы требуют накатки узких, более мелких желобков.
          • Более старый, лежалый снег при средних зимних температурах требует накатки средних желобков.
          • Вода и большие, круглые снежные кристаллы требуют накатки крупных желобков.
          ДРУГИЕ ФАКТОРЫ

          Снег меняется от свежего нового снега до льда. Это означает, что свойства снега также меняются между крайними точками. Чтобы удовлетворить и крайним условиям, и всем промежуточным, необходимо достаточное число мазей и соответствующее им профилирование (структура) скользящей поверхности.
          Атмосфера и состояние снега непрерывно изменяются. Снег под влиянием атмосферных явлений может нагреваться или охлаждаться.
          Скорость изменений зависит от температуры воздуха и влажности. Так, переувлажнение воздуха вызывает конденсацию на поверхности снега, в результате чего выделяется скрытая теплота, и возникает необходимость использовать более тёплые мази, чем следовало бы исходя только из температуры. С другой стороны, при сухой погоде происходит сублимация снега — процесс, отнимающий тепло от слоя снега. Это требует применения более твёрдых мазей, чем диктуется температурой воздуха.
          Ветер легко может изменить картину поверхности снега. По переметённом ветром снегу лыжи, как правило, скользят плохо. Это происходит потому, что частицы снега дробятся на более мелкие, которые трутся друг о друга, в результате снег становится более плотным. Большая плотность поверхности увеличивает площадь контакта между лыжей и снегом, что ведёт к более высокому трению.
          Альбедо, или отражательная способность, является важным фактором, хотя нередко упускается из виду. Альбедо поверхности снега определяет количество энергии солнечного излучения, поглощаемого поверхностью снега. Отражательная способность зависит от размеров и плотности снежного зерна, угла возвышения солнца, высоты местности над уровнем моря и степени загрязнённости поверхности снега. Сухой, чистый снег при низко стоящем солнце может иметь альбедо около 95%; это означает, что практически всё падающее излучение отражается. Очень грязный, пористый, сырой снег может иметь альбедо в промежутке от 30% до 40%; в этом случае примерно 2/3 падающего излучения поглощается снегом.
          Падающее излучение является коротковолновым (видимый свет). Земля, в достаточно хорошем приближении являющаяся нагретым чёрным телом, испускает длинноволновое тепловое излучение (в основном дальняя инфракрасная область). В ясную погоду за счёт этого излучения почва может заметно охлаждаться. В облачную погоду теплоюе излучение отражается облаками, что ведёт к потеплению.
          Всё это означает, что, в дополнение к температуре и влажности, вам надо учесть ещё, охлаждается или нагревается поверхность снега в результате процессов, связанных с излучением, так как ход этих процессов может не зависеть от температуры.
          В общем, необходимо чувствовать, что происходит, в терминах средней температуры воздуха, температуры снега, влажности и содержания воды в снеге. . Также определите тенденции изменения погоды в течение дня, например, как быстро теплеет с раннего утра до времени гонки около полудня. При тренировках обратите внимание на то, нет ли тенденции к резкому подъёму температуры в часы соревнований. Эта информация о тенденциях погоды должна быть принята во внимание при выборе мази.

          ХАРАКТЕР ТРЕНИЯ СНЕГА

          Обычно при смазке гоночных лыж трение снега делится по характеру на три разновидности:

          • Мокрое трение снега
            Температуры положительные. Снег, насыщенный свободной юдой между кристаллами. Трение определяется как смазывающим свойством водяных капель, так и сопротивлением в результате подсасывания на толстых водяных плёнках. Мокрому трению соответствуют мази:
            CeraF-FC200/FC200S, HF10, LF10, СН11 и СН10
          • Промежуточное трение
            Температуры примерно от 0°С до -12°С. Трение с долей скольжения, зависящей от температуры. Элемент мокрого трения определяется водными плёнками различной толщины (зависящей от температуры), окружающими ледяные кристаллы.
            Промежуточному трению в тёплом конце температурного интервала соответствуют следующие мази:
            CeraF-FC200/FC200S, HF8 и LF8, HFGSn LFGS СН8
            Промежуточному трению в холодном конце температурного интервала соответствуют следующие мази:
            Cera F — FC100/FC100S, НF6 и LF6, НF7 и HF7, LFG6, СН6, СН7.
          • Сухое трение
            Температуры примерно от -12°С и ниже. С понижением температуры толщина смазывающих водных плёнок падает до тех пор, пока их влияние на трение снега не становится совсем незаметным. Трение в этом случае начинает определяться деформацией кристаллов снега, их срезанием, вращением и т.п. Мази для условий сухого трения:
            Cera F-FC100/FC100S, HF4 и LF4,LFG4, СН4
            При температурах от -18°С и ниже эти мази лучше работают сами по себе, а не в смеси с более тёплыми мазями для промежуточных условий трения.

Почему растения под снегом не замерзают?

Он не пропускает тепло с поверхности почвы, создавая своеобразный естественный парник. Такое замечательное свойство снега обусловлено строением снежинок. Они легкие и рыхлые, потому что лишь на 5% состоят из воды, а остальные 95% в них составляет воздух (кислород), а воздух, как известно, обладает плохой теплопроводностью. Благодаря этому, растениям, покрытым снегом, не страшны суточные перепады температур.
Еще одну опасность для растений в зимнее время представляет отсутствие влаги. Снежный покров и тут приходит на помощь. Он спасает растения от засыхания, поскольку содержит в себе большой запас воды. В снежные зимы в нем содержится до одной трети всех осадков, выпадающих за год.Таким образом, снежный покров, в силу своих высоких термоизоляционных свойств, уменьшает охлаждение почвы, можно сказать, утепляет её, уменьшает глубину промерзания почвы, защищая зимующие растения от вымерзания и недостатка влаги. Следовательно, растения под снегом не только не замерзают, а наоборот, снеговое покрывало защищает их от ветра и лютого мороза, зимовать под снегом не так опасно, как на открытом воздухе, безо всякой защиты.
А большинство растений, например, многолетние растения и озимые культуры не просто спят под снегом, они там растут и развиваются. А вспомните пролески и подснежники! Стоит только появиться первым весенним лучам, как из-под снега появляются их голубые и белые головки, возвещающие о приходе весны.

Фото: из открытых источников

Зимние измерения. Динамика температур под землей, в подполе и скважине

Здесь опубликована динамика изменения зимних (2012-13г.г.) температур земли на глубине 130 сантиметров под домом (под внутренним краем фундамента), а также — на уровне земли и температуры воды, идущей из скважины. Всё это — на стояке, идущем из скважины.
График — внизу статьи.
Дача (на границе Новой Москвы и Калужской области) зимняя, периодического посещения (2-4 раза в месяц по паре дней).
Отмостка и цоколь дома — не утеплены, продухи еще с осени закрыты теплоизолирующими затычками (10см. пены). Теплопотери веранды, куда выходит стояк в январе изменились. См. Примечание 10.
Измерения на глубине 130см производятся системой Кситал GSM (датчик DS18B20), дискрет — 0,5*С, доп. погрешность — около 0,3*С.
Датчик установлен в заваренной снизу 20мм трубке из ПНД возле стояка, зимнего водопровода, идущего от скважины (с внешней стороны теплоизоляции стояка, но внутри 110мм трубы).
По оси абсцисс — даты, по оси ординат — температуры.
Примечание 1:
Температуру воды в скважине, а также — на уровне земли под домом, прямо на стояке без воды тоже буду отслеживать, но только по приезду. Погрешность — около +-0,6*С.
Примечание 2:
Температура на уровне земли под домом, у стояка водопровода опускалась в отсутствии людей и воды уже до минус 5*С. Это говорит о том, что я не зря сделал систему — альтернативу греющему кабелю. Кстати, термостат, показавший -5*С — как раз от этой системы (RT-12-16).
Примечание 3:
Температура воды «в скважине» меряется тем же датчиком (он же — в Примечании 2), что и «на уровне земли» — он стоит прямо на стояке под теплоизоляцией, вплотную к стояку на уровне земли. Эти два измерения производятся в разные моменты времени. «На уровне земли» — до закачки воды в стояк и «в скважине» — после прокачки примерно 50-ти литров в течение получаса с перерывами.
Примечание 4:
Температура воды в скважине может быть несколько занижена, т.к. я не могу искать эту долбаную асимптоту, бесконечно качая воду (моя Биокси — не резиновая)… Как умею — так играю.
Примечание 5: Не актуально, удалил.
Примечание 6:
Погрешность фиксации уличной температуры примерно +-(3-7)*С.
Примечание 7:
Скорость остывания воды на уровне земли (без включения насоса) очень приблизительно 1-2*С в час (это — при минус 5*С на уровне земли).
Примечание 8:
Забыл описать, как у меня устроен и утеплен подземный стояк. На ПНД-32 надето два чулка утеплителя в сумме — 2см. толщины (видимо, вспененный полиэтилен), всё это вставлено в 110мм канализационную трубу и там запенено до глубины 130см. Правда, поскольку ПНД-32 шла не по центру 110-ой трубы, а также то, что в своей середине масса обычной пены может долго не застывать, а значит — не превращаться в утеплитель, то в качестве такого дополнительного утепления я сильно сомневаюсь… Наверное, было бы лучше использовать двухкомпонентную пену, о существовании которой я узнал только позже…
Примечание 9:
Хочу обратить внимание читателей на измерение температуры «На уровне земли» от 12.01.2013г. и от 18.01.2013г. Здесь, по моему мнению, величина в +0,3*С заметно выше ожидаемой. Думаю, что это — следствие операции «Засыпка снегом цоколя у стояка», проведенная 31.12.2012г.
Примечание 10:
С 12 января по 3 февраля произвел дополнительное утепление веранды, куда выходит подземный стояк.
В результате по приблизительным прикидкам теплопотери веранды были снижены со 100 Вт/кв.м. пола до примерно 50 (это — при минус 20*С на улице).
Отразилось это и на графиках. См. температуру на уровне земли 9 февраля: +1,4*С и 16 февраля: +1,1 — таких высоких температур еще не было с начала реальной зимы.
И еще: с 4 по 16 февраля впервые за две зимы с воскресенья по пятницу котел не включался для поддержания установленного минимума температуры потому, что она не дошла до этого минимума…
Примечание 11:
Как и обещал (для «порядка» и для завершения годового цикла) буду периодически публиковать температуры летом. Но — не в графике, чтобы зиму не «затенять», а здесь, в Примечании-11.
11 мая 2013г.
Продухи после 3-х недель проветривания закрыл до осени во избежание отложения конденсата.
13 мая 2013г. (на улице уже неделю +25-30*С):
— под домом на уровне земли +10,5*С,
— под домом на глубине 130см. +6*С,
— вода в скважине с глубины 25м не выше +8*С.
12 июня 2013г.:
— под домом на уровне земли +14,5*С,
— под домом на глубине 130см. +10*С.
— вода в скважине с глубины 25м не выше +8*С.
26 июня 2013г.:
— под домом на уровне земли +16*С,
— под домом на глубине 130см. +11*С.
— вода в скважине с глубины 25м не выше +9,3*С.
19 августа 2013г.:
— под домом на уровне земли +15,5*С,
— под домом на глубине 130см. +13,5*С.
— вода в скважине с глубины 25м не выше +9,0*С.
28 сентября 2013г.:
— под домом на уровне земли +10,3*С,
— под домом на глубине 130см. +12*С.
— вода в скважине с глубины 25м =+8,0*С.
26 октября 2013г.:
— под домом на уровне земли +8,5*С,
— под домом на глубине 130см. +9,5*С.
— вода в скважине с глубины 25м не выше +7,5*С.
16 ноября 2013г.:
— под домом на уровне земли +7,5*С,
— под домом на глубине 130см. +9,0*С.
— вода в скважине с глубины 25м +7,5*С.
20 февраля 2014г.:
Наверно, это последняя запись в этой статье.
Всю зиму живем в доме постоянно, смысл в повторении прошлогодних измерений — небольшой, поэтому только две существенные цифры:
— минимальная температура под домом на уровне земли в самые морозы (-20 — -30*С) через неделю после их начала неоднократно опускалась ниже +0,5*С. В эти моменты у меня срабатывала система нагрева стояка путем прокачки 3-4 литров воды. Это было примерно по 3 раза за ночь.
— то же самое при нулевой температуре на улице: температура на уровне земли повысилась примерно до +3*С.
Вывод: надо утеплять цоколь и отмостку.

А это данные наблюдений за промерзанием за 25 лет (предположительно от МГУ):

Кому нравится статья — просьба ставить оценки (сверху, около заголовка). Кто как проголосовал можно посмотреть . Посмотрим что здесь получится
Рекомендую почитать:
Обзор методов зимней защиты водопровода.

Термический режим снежного покрова и поверхности земли в течение зимы

В зимний период в тех районах, где наблюдаются холодные зимы, снежный покров играет большую роль, оберегая поверхность почвы и приземные слои от сильных морозов и промерзания. В приземном слое под снегом проводят зиму растения, молодые побеги, которые при сильных морозах могут вымерзнуть. В почве зимуют различные насекомые, в норах зимуют животные, которые так же под снегом спасаются от холодов.

В данной статье подробно рассмотрено как ведет себя температура на разных глубинах снежного покрова, а также на поверхности почвы и в верхнем слое почвы в течение зимы.

Наблюдения проводились в Чувашской Республике в течение холодного периода (ноябрь-апрель) 2017-2018 гг. Для изучения была выбрана открытая площадка, где произрастала луговая растительность.

Для исследований использовались датчики, которые фиксируют и сохраняют температуру в каждый заданный промежуток времени, здесь происходила запись температуры каждый час.

Рисунок 1. Температурный датчик перед погружением в почву.

В конце октября были установлены первые датчики, один из них был погружен под землю на глубину 10 см (рис.1), а другой установлен на поверхности земли. Сверху на земле была установлена вертикальная деревянная рейка с намеченной высотой (рис.2), на которую в течение зимы по мере выпадения снега устанавливались дополнительные датчики на каждые 10 см от земли. Всего за время исследований было установлено 7 датчиков:

1) 10 см под землей;

2) поверхность земли;

3) 10 см от поверхности земли;

4) 20 см от поверхности земли;

5) 30 см от поверхности земли;

6) 40 см от поверхности земли;

7) 50 см от поверхности земли.

Рисунок 2. Рейка, на которую крепились датчики в течение зимы

Датчики крепились на деревянную рейку на определенной высоте, по мере выпадения снега они оказывались в нетронутой толще снежного покрова и продолжали замерять температуру в данной точке всю зиму. Все датчики были сняты после схода снега в середине апреля.

Датчик погруженный на глубину 10 см (№1) был установлен в самом конце октября. Почти весь ноябрь был без снежного покрова, лишь в отдельные дни, на несколько суток выпадал маломощный временный снежный покров (до 1-2 см).

В среднем температура на 10 см глубине в ноябре составляла +2,5…+3,5°С. Средняя температуры воздуха в эти дни держалась на уровне +1…-4°С.

Также в ноябре был установлен датчик на поверхности почвы (№2), ее средняя температура в ноябре без снега составила +0,3°С, в то время как средняя температура воздуха составила -1,5°С (см. рис.3).

Рисунок 3. Ход температуры на глубине 10 см и на поверхности земли в ноябре 2017 г

Таким образом, без снежного покрова температура на глубине почвы оставалась на 2-6 градуса теплее воздуха, а температура на поверхности почвы оставалась в среднем на 2 градуса теплее температуры воздуха.

В конце ноября наступили морозы, снега все еще не было. Температура воздуха опустилась до -7…-11 градусов. Поверхность земли при этом остывала лишь до -3…-4 градусов, а на глубине 10 см продолжала оставаться в положительных значениях +1…+2°С.

С первых чисел декабря выпал снежный покров. В среднем за весь месяц его толщина составляла 15-20 см. Помимо двух ранее установленных датчиков был установлен датчик №3 на высоту 10 см от поверхности земли. При средней высоте снежного покрова в 15-20 см, датчик №3, находившийся на высоте 10 см от земли, в течение месяца в основном был прикрыт 5-10 сантиметровым слоем снега. При такой толщине снега датчик №3 в декабре фиксировал температуру около -1…-3°С, в то время как температура воздуха составляла -3…-5°С, (т.е. 5-10 см толща снега обеспечивала температуру на 2 градуса теплее).

Температура на поверхности земли (датчик №2) уже меньше зависела от температуры окружающего воздуха. В течение декабря температура составляла -1…+1°С. На рис. 2 видно, что с увеличением снежного покрова до 15-20 см температура на поверхности почвы стабилизировалась и достигла слабоположительных значений около +0,4…+0,5°С.

Температура на глубине 10 см под землей (датчик №1) еще меньше зависела от окружающего воздуха. Температура в начале декабря держалась на уровне +1,5 градуса. С установлением более мощного снежного покрова температура повысилась до +2,0 градусов.

Рисунок 4. Ход температуры на глубине 10 см, на поверхности земли и на высоте 10 см от земли в декабре 2017 г

Большую часть января высота снежного покрова составляла 20-23 см, лишь в последние пять дней месяца прошли снегопады, и высота снега увеличилась до 40-50 см.

Температура на высоте 10 см от земли (т.е. на глубине 10 см от поверхности снега) продолжала сильно зависеть от температуры воздуха, это хорошо видно по показанию датчика №3 на рис. 5.

В период с 5 по 7 января наступили морозы, средняя суточная температура в эти дни составила -10…-12°С, на глубине снега 10 см температура опускалась до -7…-8°С (на 2-4 градуса теплее окружающей температуры воздуха). Остальную часть января температура воздуха держалась в пределах -7…-13°С, с отдельными кратковременными похолоданиями до -16…-18°С. Несмотря на это, за счет увеличения снежного покрова до 23-25 см, температура третьего датчика стала колебаться меньше и держалась в пределах -1…-4°С (теплее температуры воздуха уже на 6-9 градусов).

Температура на поверхности почвы (датчик №2) при высоте снега 20 см продолжала зависеть от температуры воздуха. В период похолодания (5-7 января) температура на поверхности земли опустилась с 0°С до -2,5°С. В дальнейшем с увеличением снежного покрова температура стабилизировалась, установившись в пределах 0°С, что теплее температуры воздуха на 7-13 градусов.

Под землей (на 10 см глубине от поверхности земли) на датчике №1 температура почти не колебалась, весь январь держалась в пределах +1,0…+1,7°С (на 15 градусов теплее температуры воздуха).

Рисунок 5. Ход температуры на глубине 10 см, на поверхности земли и на высоте 10 см от земли в январе 2018 г

К началу февраля высота снега достигла 47-50 см и весь февраль сохранилась такая мощность снежного покрова.

В конце января был установлен еще один датчик (№4), который находился на высоте 30 см от земли. При преобладающей в феврале высоте снега около 47-50 см, датчик находился в сугробе на глубине 20-23 см от поверхности снега. Температура в данной точке довольно сильно зависела от температуры воздуха и колебалась вслед за ней. Больше всего это было связано с тем, что верхний слой снега после снегопадов был рыхлым и пропускал холодный воздух. При потеплении окружающего воздуха до -2…-4°С, датчик прогревался до -1…-3°С. При похолодании до -11…-13°С, датчик в толще снега остывал почти до этих же значений в -10…-12°С.

Датчик №3, находящийся теперь в сугробе на глубине 37-40 см от поверхности снега (а от поверхности земли на высоте 10 см), колебаниям температуры окружающего воздуха подвергался незначительно. За месяц температура в данной точке изменялась от -3…-4°С до 0…-1°С и была выше температуры воздуха на 10 градусов.

Температура на поверхности почвы (датчик №2) в среднем за месяц составила -0,5°С (теплее воздуха на 11-12 градусов). При максимальном похолодании, когда снаружи воздух остывал до -15…-20°С, температура на поверхности почвы опускалась лишь до -1,5…-1,8°С, в остальное время была в пределах -0,2…-0,5°С.

Амплитуда температуры почвы (на глубине 10 см под землей) за февраль составила всего 0,4 градуса, весь месяц температура держалась в пределах +0,7…+1,1°С, плавно понижаясь к концу месяца. Здесь температура была на 12-13 градусов выше температуры воздуха.

Рисунок 6. Ход температуры на глубине 10 см, на поверхности земли и на высоте 10 см и 30 см от поверхности земли в феврале 2018 г

В первые дни марта высота снега составила 50 см, затем весь месяц держалась в пределах 57-59 см.

В конце февраля был установлен температурный датчик №5 на высоте 50 см от поверхности земли (почти весь март он находился на глубине 7-9 см от поверхности снежного покрова). Весь месяц температура в данной точке сильно зависела от температуры воздуха. Средняя температура за месяц здесь составила -6,7°С, а температура окружающего воздуха -8,7°С (т.е. мощность снега в 7-9 см в среднем не давала остыть на 2 градуса).

Датчик №4 (30 см от поверхности земли) весь март находился в толще сугроба, на глубине почти 30 см от поверхности снега. Его температура также подвергалась колебаниям окружающей температуры. В первые дни марта, когда стояли морозы -15…-20°С, а в ночные часы -23…-25°С, температура на данной глубине составляла -9…-10°С. Когда температура воздуха в середине марта повысилась до -7…-12°С, в данной точке температура повысилась до -3…-6°С.

Датчик на высоте 10 см от земли (№3) в марте находился под 50 см толщей снега. Когда температура воздуха опускалась до -15…-20°С (по ночам -23…-25°С), на данной глубине было -3…-4 градуса, затем температура немного поднялась до -1…-3 градусов.

Температура на поверхности почвы (№2) изменялась очень слабо, в самые сильные морозы составляла -1 градус, а в остальное время держалась чуть ниже нуля (-0,1…-0,5°). Здесь температура была в среднем на 10-11 градусов выше температуры воздуха.

Температура почвы (на глубине 10 см) весь март оставалась неизменной, все дни держалась ровно +0,6 градусов.

К концу марта высота снега составляла еще 59 см, среднесуточные температуры держались в пределах -2…-4°С, днем начались регулярные оттепели до +1…+4°С. При таких температурах воздуха вся толща снежного покрова прогрелась до 0 градусов. В апреле, когда происходило разрушение снежного покрова, вся толща снежного покрова сравнялась с температурой на глубине 10 см, и составляла +0,6 градусов.

Рисунок 7. Ход температуры на глубине 10 см, на поверхности земли и на высоте 10 см, 30 см и 50 см от поверхности земли в марте 2018 г

Для изучения суточного изменения температуры в толще снежного покрова были построены графики распределения температуры на 6 и 15 часов (рис. 8). Для этого были взяты данные за 1 марта, когда наблюдалась безоблачная погода, и солнце хорошо влияло на прогрев поверхности снега.

В этот день в 6 утра температура воздуха на высоте 2 метра от поверхности земли составляла -19,4°С. На поверхности снега температура была ниже и составляла -21,6°С, это связано с ночным выхолаживанием в приземном слое, в нашем случае — «приснежном». Далее с погружением в снег температура повышалась, примерно на 3-5 градусов на каждые 10 см. На поверхности почвы температура составила -1,0°С, а на глубине 10 см под землей +0,6°С.

Рисунок 8. Распределение температуры по состоянию на 1 марта 2018 г в 6 ч утра и 15 ч дня

К 15 часам температура верхнего слоя сильно изменилась по сравнению с утренними показаниями. Поверхность снега прогрелась до -7,8°С (почти на 14 градусов теплее утренних значений), при этом температура воздуха в данный момент составляла -9,0°С. Как видно на графике, днем прогрелся верхний слой снега в интервале от 30 до 52 см. А датчики на высоте 0 см, 10 см и 20 см от поверхности земли и вовсе показали температуру ниже, чем было утром (на 0,1-0,4 градуса), в этой толще снега сохранялось похолодание от прошедшей морозной ночи. На глубине 10 см под землей температура осталось неизменной и составляла +0,6°С (здесь такая температура оставалась одинаковой весь март).

Еще один график температур был построен по данным за 5 апреля по срокам за 4, 9 и 15 часов. В этот день (как и в прошедшие несколько дней) наблюдалась весенняя солнечная погода, когда днем воздух прогревался до +6…+12°С, а ночью температура на высоте 2 м от поверхности земли составляла -1…+1°С. Казалось бы, имеются все условия для быстрого схода снега – солнечная погода, ночные заморозки слабые или их совсем нет, днем тепло, но, не смотря на это, снег тает очень медленно. Одна из причин хорошо отображается на графиках, отображенных на рисунках 9 и 10.

Рисунок 9. Распределение температуры по состоянию на 5 апреля 2018 г в 6 ч, 9 ч утра и 15 ч дня

Высота снега в этот день (5 апреля) составляла 44 см. Ночью температура воздуха на высоте 2 м опустилась всего до -0,4°С, днем воздух прогревался до +11,3°С.

Ночью при ясном небе происходило интенсивное выхолаживание приземного слоя (верхнего слоя снега). По данным на 4 утра, над самой поверхностью снега (4-5 см) воздух остыл до -6,4° в то время как на высоте 2 м температура была на 6 градусов теплее и составляла всего -0,4°. На глубине снега 5-15 см от его поверхности температура опустилась до -2…-4°С. В эту ночь верхний слой снега промерз до глубины 22 см, ниже температура была в слабых положительных значениях +0,2…+0,3°С.

На 9 утра, когда воздух прогрелся до +2,2 градусов, в верхнем слое снежного покрова сохранялись отрицательные значения температуры в пределах -1,5…-1,7°С. Таким образом, верхний слой снега еще не начинал таять. Ниже глубины 20 см в снегу круглосуточно сохраняется стабильная температура в пределах +0,2…+0,3°С.

Рисунок 10. Суточный ход температур по данным на 5 апреля 2018 г

На рисунке 8 хорошо видно, что почти в течение всех суток (5 апреля) температура воздуха на высоте 2 м была выше нуля градусов, лишь с 2 до 5 часов ночи температура ушла в слабый минус (-0,1…-0,4°С). В те же ночные часы на глубине 5-15 см от поверхности снежного покрова температура составила -2…-4°С. Днем, когда взошло солнце, и воздух прогрелся до +8…+10°С, верхний слой снега также прогрелся до +3…+6°С. В вечерние часы с заходом солнца температура воздуха опустилась до +3…+4°С, верхний слой снега из-за радиационного выхолаживания стал резко остывать, к 22-23 ч он охладился до -4…-6°С, что холоднее воздуха на 7-9 градусов.

Таким образом, при схожих погодных условиях, что наблюдались 5 апреля при проведении замеров — ясной погоде, постоянной положительной температуре в течение суток, верхний слой снега (до глубины 15-20 см) ночью сильно выхолаживается. В положительных температурах он находился лишь в период с 10 до 18 часов. Около 8 часов в сутки он мог таять, несмотря на то, что почти в течение всех суток температура воздуха была положительной.

Проведя замеры температуры в разных точках снежного покрова, поверхности земли и под землей в течение всего зимнего периода 2017/2018 г, можно сделать следующие обобщенные выводы, приведенные в табл. 1.

Датчик, находящийся на глубине 10 см под землей, за зиму ни разу не отметил минусовых значений. Теплее всего в этой точке было в ноябре, когда земля оставалась еще теплой после летнего сезона, в это время температура здесь держалась на уровне +2,5…+3,5°С. К началу декабря температура под землей опустилась до +1,5 градуса, но с увеличением снежного покрова повысилась почти до 2 градусов. Затем снова пошла на спад и всю зиму медленно опускалась без особых колебаний. К марту температура опустилась до +0,6°С и продержалась на этой отметке до полного схода снега.

На поверхности земли до наступления сильных морозов температура держалась в пределах -1…+1°С. Перед наступлением морозной погоды выпал снег (16-20 см), он помог сохраниться температуре около нулевой отметки. В интервале -1…+1 градусов температура продержалась всю зиму. Холоднее всего на поверхности почвы было в конце февраля, когда температура воздуха опускалась до -25°, под 50 см толщей снега температура было около -1 градуса.

Рисунок 11. Среднедекадные температуры в исследуемых точках

На высоте 10 см от земной поверхности температура в течение зимы составляла

0…-3°С, а на высоте 20 см от земли средняя температура держалась на уровне -2…-6°С.

Более высоко установленные датчики, которые находились в верхнем слое снежного покрова, сильно зависели от температуры воздуха, поэтому в течение зимы были большие перепады вслед за изменением окружающего воздуха. Но на этих высотах, находясь в снежной толще, датчики фиксировали в среднем температуру выше, чем была температура воздуха. Но, в отдельных случаях (к примеру, который рассматривался ранее), при ночном выхолаживании верхние слои снега остывали сильнее воздуха.

Описание массива данных

Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014621201

Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Александрова Т.М.

ОПИСАНИЕ МАССИВА ДАННЫХ

«Характеристики снежного покрова

НА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ РОССИИ

И БЫВШЕГО СССР»

1. Введение

Массив создан по данным регулярных ежедневных наблюдений за снежным покровом. Перечень станций России составлен на основании Списка станций Росгидромета, включенных в Глобальную сеть наблюдений за климатом (утвержденного Руководителем Росгидромета 25 марта 2004 г.) и Списка реперных метеорологических станций Росгидромета, подготовленного в Главной Геофизической Обсерватории им. А.И. Воейкова (исп. Зав. ОМРЭИ ГГО В.И.Кондратюк). Список станции и информация по ним содержится в наборе «Каталог станций». Массив ежегодно пополняется информацией за прошедший год. Для некоторых станций информация заканчивается более ранними годами, так как:

  • Станции закрыты (как на территории России, так на территории независимых государств, бывших республик СССР);
  • Данные по станциям не представлены для подготовки “Метеорологического ежемесячника станций стран содружества независимых государств, часть 1 “Ежедневные данные””

Данные по станциям, находящимся на территории независимых государств – бывших республик СССР, публикуются в соответствии с решениями Исполкома межгосударственного совета по метеорологии стран СНГ об утверждении списка станций для международного обмена (Алма-Аты, 1993 год)

Любые замечания и рекомендации по данному массиву данных можно направлять во ВНИИГМИ-МЦД:

— заведующему отделом климатологии Разуваеву Вячеславу Николаевичу:

  • Email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

— ведущему программисту отдела климатологии Давлетшину Сергею Геннадьевичу:

  • Email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. «> Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

2. Описание формата данных

Массив состоит из 620 файлов данных в формате ASCII с именами вида:

IIIII.dat, где:

IIIII – синоптическийиндекс станции (индекс ВМО).

Записи в файлах данных упорядочены по возрастанию ключевых элементов:

— год;

— месяц;

— день.

Описание формата записи приведено ниже в таблице 1.

Таблица 1

Формат записи в файлах данных

Номер поля

Позиция

Длина

Поля

Наименование поля

Примечание

1

1-5

5

Индекс ВМО станции

Фиксировано для файла

6

1

Пробел

2

7-10

4

Год

11

1

Пробел

3

12-13

2

Месяц

14

1

Пробел

4

15-16

2

День

17

1

Пробел

5

18-21

4

H– высота снега

В сантиметрах

22

1

Пробел

6

23-24

2

S-степень покрытия окрестности станции снегом

В баллах по 10-бальной шкале,

См. Таблицу 2

25

1

Пробел

7

26

1

Q1- дополнительная информация о высоте снежного покрова

См. Таблицу 3

27

1

Пробел

8

28

1

Q2 – признак качества по высоте снежного покрова

См. Таблицу 4

29

1

Пробел

9

30

1

Q3 – дополнительная информация с учетом температуры воздуха

См. Таблицу 5

‘9999’ — Значение высоты снега забраковано или наблюдения не проводились.

‘99’ — Значение степени покрытия окрестности станции снегом забраковано или наблюдения не проводились

Таблица 2

Степень покрытия окрестности станции снегом

Период наблюдений

Степень покрытия окрестности станции снегом

Значение Q

До июля 1959 г.

50% и менее 50% окрестности станции

0

Более 50% окрестности станции

1

С августа 1959 г. по настоящее время

Степень покрытия окрестности станции снегом оценивается по 10-бальной шкале. Например, отсутствие снега – 0 баллов, 20% окрестности станции покрыто снегом -2 балла, 50% окрестности станции покрыто снегом -5 баллов и т.д.

От 0 до 10

Таблица 3

Дополнительная информация о высоте снежного покрова

Ситуация

Значение Q1

Данные о высоте снежного покрова верные

0

Отсутствие снега

1

Снежный покров отсутствует на станции, однако в окрестностях станции снег есть.

2

Высота снега меньше 0.5 cm

3

Наблюдения не проводились или значение высота снега забраковано

9

Таблица 4

Признак качества по высоте снежного покрова*

Ситуация

Значение Q2

Значение сомнительное по условию: Abs(D)>30 & abs(∆H1)>10 & abs(∆H2)>10

Пояснение: D=∆H2-∆H1,

∆H – разница между соседними значениями высоты снежного покрова;

1

Во всех остальных случаях

0

*- Осуществлено сравнение последовательных значений высоты снежного покрова.

Q2 присваивается значение 1, если разница перепадов последовательных значений высоты снега составляет 30см или более, причем высота снега соседних наблюдений различается на 10 и более см..

Таблица 5

Дополнительная информация с учетом температуры воздуха **

Ситуация

Значение Q3

H^=0 & Tсредняя>5 & Tмин>0

1

Во всех остальных случаях

0

**- Осуществлен анализ значений высоты снежного покрова при различных значениях среднесуточной и минимальной за сутки температуры воздуха. Q3 присваивается значение 1, если при положительной минимальной температуре и средней за сутки температуре воздуха более 5 оС высота снежного покрова больше 0.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *