Вестник Кольского научного центра РАН. 2018, № 3.

К оценке термического сопротивления снежного покрова на Западном Шпицбергене. где t — температура снега, К; x — время; a = Ас^р-1 — коэффициент температуропроводности (А — коэффициент теплопроводности снега; с — удельная теплоемкость; р — плотность снега); z — координата по глубине снежной толщи. Для оценки коэффициента температуропроводности a для каждого типа снега необходимо измерить динамику температуры снега в трех горизонтах снежной толщи. При этом характер теплового процесса в период наблюдений в этих трех точках должен отвечать условиям охлаждения или нагревания. В результате измерений и расчетов нами были получены более 500 значений коэффициента температуро- и теплопроводности снега в режимах охлаждения и нагревания поверхности снежного покрова. Рассмотрим результаты определения коэффициента теплопроводности мелкозернистого рыхлого снега плотностью 0,292 г/см3. На рисунке (часть а) приведена температура снега в стенке шурфа в течение 60 ч. Результаты расчетов коэффициента теплопроводности мелкозернистого рыхлого снега на глубине 30 см от дневной поверхности приведены на рисунке (части б-д). На участках монотонного хода температур — этапах охлаждения (интервал времени от начала измерений 11-14 ч на рисунке (часть а) и нагрева (интервал 2-6, 22-27 и 45-53 ч) — было использовано уравнение (1) для определения коэффициента температуропроводности a и по известной плотности р = 0,292 г/см3 рассчитан коэффициент теплопроводности снега А= срa (см. рис., части б-д). Средняя теплопроводность на этапе охлаждения составила 0,16 Вт/(м К) (рис., часть в) и на этапе нагрева (рис., части б, г и д) равна 0,14, 0,17 и 0,16 Вт/(мК). Аналогичные исследования по измерению температурного режима и определению коэффициента теплопроводности были проведены для снега разной структуры и плотности. Температура снежного покрова и коэффициент теплопроводности мелкозернистого рыхлого снега: а —температура боковой поверхности шурфа на глубине: 1 — 5; 2 — 10; 3 — 15 см; б-д —коэффициент теплопроводности снега плотностью 292 кг/м3; б —на этапе нагрева (интервал 2-6 ч на рис., часть а); в —на этапе охлаждения (11-14 ч); г и д —на этапе нагрева (22-27 и 45-53 ч соответственно) Snow temperature and coefficient of heat conductivity of fine-grained loose snow: а —temperature at depth in the pit wall: 1 —5 cm; 2 — 10 cm; 3 — 15 cm; б-д — coefficient of heat conductivity of fine-grained loose snowwith density of 292 kg/m3; б — in heating step (time interval is 2-6 hours in Figure, part a); в — in cooling step (same as 11-14 hours); г and д — in heating step (same as 22-27 and 45-53 hours accordingly) Для проверки достоверности рассмотренного подхода к определению теплопроводности снега были выполнены численные эксперименты. Распределение температуры в снежном покрове в рамках одномерной математической модели определялось по уравнению Фурье с учетом диффузии и сублимации-конденсации пара водяного пара [9]. Отличие средних значений коэффициента теплопроводности снега, определенных по математической модели и по уравнению (1), с использованием рассчитанной температуры снега не превышало 2 %. ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2018 (10) 187