Глубина зоны теплового влияния поверхности в снежном покрове

Предметом исследования является снежный покров, который определяет формирование теплового режима грунтов в зимний период года. Целью работы является определение глубины зоны теплового влияния поверхности в снежном покрове. То есть, определение зоны колебаний температуры (суточных, декадных) в снежном покрове при изменении температуры атмосферного воздуха. Определение глубины этой зоны важно как для учета формирования свойств самого снежного покрова, так и для выбора метода моделирования процесса теплового взаимодействия атмосферы с грунтом при наличии снежного покрова. В частности, возможности учета снежного покрова в качестве термического сопротивления при моделировании тепловых процессов. Для оценки глубины теплового влияния использовалась известная формула Гудмена, полученная при решении соответствующей задачи теплопроводности интегральным методом и представляющая собой зависимость глубины зоны изменения температуры в твердом теле при скачкообразном изменении температуры на поверхности от времени и температуропроводности материала (в данном случае снега определенной плотности). Для определения температуропроводности использовались формулы Абельса и Осокина для определения коэффициента теплопроводности снега в зависимости от плотности. При этом учитывалось, что плотность снежного покрова является переменной по глубине величиной, определяемой по линеаризованной формуле Абэ. Как вариант, рассмотрен снежный покров с плотностью, равной средней интегральной плотности по глубине. Получены зависимости для определения длительности периода затухания колебаний температуры поверхности на определенной глубине снежного покрова. Предложен показатель изменения глубины затухания колебаний (глубины теплового влияния). Для оценки влияния снежной мелиорации предложена формула, позволяющая определить степень изменения длительности периода полного затухания температуры по глубине при уплотнении снежного покрова в зависимости от коэффициента уплотнения. Получена зависимость, связывающая глубину зоны теплового влияния с длительностью периода суточных колебаний температуры на поверхности снежного покрова и его плотностью. Сравнение расчетных данных по полученным формулам с данными, по глубине затухания суточных колебаний температуры в снежном покрове с различной плотностью снега, приведенными в литературных источниках, показали хорошую сходимость. Это позволяет рекомендовать полученные формулы для практического использования при оценках процесса формирования теплового режима снежного покрова.

снег, свойства, плотность, теплопроводность, диффузия, теплоемкость, температура, амплитуда, глубина, поверхность