Наука

Первые измерения температуры деятельного слоя ледника Альдегонда

25 мая 2021Наука

Ледник Альдегонда по праву считается тестовым объектом экспедиции ААНИИ на арх. Шпицберген. Первое посещение ледника нашими специалистами произошло в августе 2001 г. С тех пор, каждый год его посещают гляциологи, гидрологи, геофизики и метеорологи.

В августе 2003 г. на леднике были организованы первые градиентные наблюдения в приледном слое воздуха, позволившие определить составляющие теплового и радиационного баланса поверхности, а также выполнить измерения температуры льда в его деятельном слое с помощью термокосы конструкции ГГО.

С 2016 г. на леднике стали выполняться регулярные теплобалансовые и градиентные наблюдения для изучения теплового баланса поверхности ледника в весенний и летний сезоны года. Однако для корректного описания термодинамических процессов, происходящих в радиационно-активном (деятельном) слое ледника необходимо организовать и провести круглодичные измерения температуры в этом слое.

Это стало возможным с помощью термокос, которые уже использовались на леднике ранее для проведения кратковременных измерений. Основная проблема подобных измерений заключается в том, что поверхность ледника и собственно его деятельный слой являются чрезвычайно динамическими структурами. Поверхностные процессы абляции и внутрислойное радиационное таяние в летний период приводят, как показал прошлый опыт, к вытаиванию температурных датчиков термокосы и нарушению непрерывного процесса измерений.

Весной 2021 г. специалисты сезонного отряда ААНИИ в Баренцбурге [А. Новиков и А. Борисик] реализовали оригинальный метод измерений, предложенный сотрудниками ОВОиА А. Безгрешновым, П. Священниковым, У. Прохоровой и Б. Ивановым.

На леднике была подготовлена 7 м скважина, в которую в специальных пластиковых трубах была помещена термокоса. Высоты снежного покрова в этой точке составила 90 см. Собственно датчики термокосы удалось разместить до глубины 4,5 м под поверхностью льда.

Более глубокие участки скважины оказались заполнены ледовой крошкой, которая неизбежно образовывалась в процессе бурения. В пластиковую трубу был также помещен специальный греющий кабель, который будет использован при дальнейшем извлечении термокосы из скважины. Часть датчиков термокосы оказались в толще снежного покрова. Они будут фиксировать изменения температуры в толще снега в период его прогревания весной и промерзания вновь выпавшего снега осенью и зимой. Часть датчиков были закреплены на деревянном штативе над поверхностью снега. Основание штатива было заглублено в толщу льда.

Таким образом, была организована система непрерывных наблюдений за температурой льда, снега и приледного слоя воздуха. Для регистрации данных используется программируемый автономный data-logger. Некоторые этапы работ на леднике представлены на фото.

Здесь вы можете видеть подготовку скважины [бурение], сборка конструкции, программирование комплекса и успешное завершение работы.

Планируется регулярный мониторинг установки [не реже 1-го раза в неделю, особенно летом] для контроля измерений, состояния скважины, штатива и считывания данных.

В случае успешного завершения годового цикла измерений будет впервые получена непрерывная серия измерений температуры в деятельном слое ледника, что, безусловно, позволит усовершенствовать и скорректировать математическую модель абляции ледника Альдегонда, разработанную в ОВОиА и ОГПС ААНИИ.

Первые уникальные данные представлены на графике. Хорошо видно, что деятельный слой в апреле [таяние снега еще не началось] не опускается ниже границы раздела ледснег [синяя линия]. При этом размах суточных колебаний температуры воздуха вблизи поверхности снега может превышать 20 градусов. Температура же собственно поверхностного слоя ледника [нижний горизонт измерений – 4.5 м] остается практически неизменной, оставаясь в пределах -7-8 оС.

Иванов Борис, ОВОиА, b_ivanov@aari.ru