Вестник Кольского научного центра РАН. 2018, № 3.

А. В. Сосновский, Н. И. Осокин пропорционален термическому сопротивлению снежного покрова [3]. Поэтому влияние температуры воздуха и термического сопротивления снежного покрова на термическое состояние верхних горизонтов многолетнемерзлых пород соизмеримо [4]. Теплозащитные свойства снежного покрова определяются его термическим сопротивлением, равным отношению толщины снежного покрова к коэффициенту эффективной теплопроводности снега [5]. Определению коэффициента теплопроводности снега посвящено много работ, наиболее полный их обзор представлен в статье [6]. Известные зависимости коэффициента теплопроводности снега дают большой разброс значений при одинаковой плотности снега [7]. Одной из причин этого являются структурные особенности снежного покрова. Так, коэффициент теплопроводности глубинной изморози в несколько раз меньше, чем коэффициент зернистого снега при равной плотности. Поэтому слоистость снежного покрова, обусловленная как метеорологическими условиями, так и процессами метаморфизма, влияет на его термическое сопротивление и температурный режим подстилающих оснований. Для определения коэффициента теплопроводности снега требуется проведение трудоемких экспериментальных исследований. Теплопроводность снега состоит в основном от двух составляющих — конвективной и кондуктивной теплопроводности. Кондуктивная теплопроводность снега зависит от контактов между кристаллами льда: чем больше площадь контактов, тем лучше происходит передача тепла от одного слоя к другому. Но от связей между кристаллами льда зависят и прочностные характеристики снега, в частности, его твердость. Поэтому теплопроводность и твердость снега зависят от плотности и структуры снега. При этом измерения твердости снега менее трудоемки, чем измерения его теплопроводности. Цель исследования — определить влияние твердости снега на коэффициент теплопроводности снега, разработать методику оценки коэффициента теплопроводности снега по его плотности и твердости и оценить влияние структуры снега на термическое сопротивление снежного покрова. Экспериментальные исследования коэффициента теплопроводности снега Экспериментальные исследования проводились весной 2013-2015 гг. Первые результаты полевых исследований коэффициента теплопроводности снега разной структуры и плотности, выполненные весной 2013 г. в районе метеостанции Баренцбург, приведены в работе [8]. В период полевых работ толщина снежного покрова составляла 0,8—1,2 м. Снежный покров был представлен слоями разной структуры и плотности. Температура воздуха во время исследований колебалась от -14 до -4 °С. Температура снега измерялась при помощи температурных логгеров — термохрон iButtons DS1922L/DS1922T, точность измерения температуры составляла 0,0625 °С. Центры трех термохрон находились на расстоянии 5 см друг от друга. Интервал записи температур составлял 20 мин. Измерения проводили как с горизонтальной дневной поверхности снежного покрова, так и в вертикальной стенке шурфа. Температура снежного слоя измерялась в стенке шурфа на глубине 5, 10 и 15 см. При измерении температурного режима в глубине вертикальной стенки шурфа датчики помещали в слой снега выбранной структуры. Изменение температуры снега в стенке шурфа соответствовало суточному ходу температуры воздуха. Наибольший перепад температур между крайними термохронами составлял 6 °С при средних значениях 2-4 °С, что соответствовало градиенту температуры 20-40 °С/м. Вертикальный поток тепла на глубине 10 см от стенки шурфа был более чем на порядок меньше горизонтального. Коэффициент температуропроводности рассчитывался на основании решения обратной задачи для уравнения теплопроводности Фурье: dt d2t /-1Ч --- =а --- 7, (1) O x a z 2 186 http://www. naukaprint.ru/zhurnaly/vestnik/