МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОБМЕНА ПРИ СОЛНЕЧНОМ НАГРЕВЕ ОЗЕРНОГО ИЛИ МОРСКОГО ЛЬДА

Аннотация

Моделирование солнечного нагрева и таяния льда на высокогорных озерах, а также морского льда в Северном Ледовитом океане – важная и не вполне решенная геофизическая задача, которая актуальна в связи с изменениями климата (не только в сторону потепления). Решение задачи для льда обычно связано с изучением солнечного нагрева и таяния снежного покрова.

Вычислительная модель, помимо расчета спектральных оптических свойств снега и льда с пузырьками воздуха, включает решение уравнения переноса излучения в рассеивающей среде, а также нестационарного уравнения энергии с учетом объемного поглощения излучения. Тепловое граничное условие учитывает конвективный теплообмен, поток солнечного излучения в области непрозрачности снега и льда, а также радиационное охлаждение поверхности в инфракрасном окне прозрачности атмосферы. Движение Солнца по небосводу и изменение погодных условий учитываются в расчетах.

В докладе обсуждаются физические предположения, положенные в основу расчета переноса излучения, и физические эффекты, получившие объяснение в процессе работы: максимальное поглощение излучения на некоторой глубине от освещаемой поверхности снега или льда, аномальное весеннее таяние льда на горных озерах, а также образование множества водоемов с талой водой на поверхности арктического льда, приводящее к ускоренному таянию льда в течение полярного лета. Методическая основа работы довольно общая и применима для решения ряда иных физических задач.

Возврат к списку