|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Параметризация модели динамики снежного покрова для бассейнов рек европейской территории Россиидипломная работа (Бакалавр)
- Научные руководители: Фролова Н.Л., Симонов Ю.А.
- Автор: Ликарь Элина-Лидия Дмитриевна
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2017
- Аннотация: Снежный покров – неотъемлемая компонента геоценозов умеренных и высоких широт, один из сильнейших регулирующих механизмов в системе «атмосфера – подстилающая поверхность». В Северном полушарии в зимний период осадки выпадают преимущественно в виде снега, образуя на поверхности земли снежный покров. В Арктике снежный покров лежит круглый год, в умеренных широтах – до шести - восьми месяцев, на широте 45о – около месяца. Широкая распространённость снежного покрова определила его значительную климаторегулирующую и стокоформирующую роль. При этом снежный покров представляет собой неоднородное физическое тело, характеристики которого обладают очень высокой изменчивостью. От состояния снежного покрова, продолжительности его залегания и интенсивности таяния в значительно мере зависит хозяйственная деятельность человека. С одной стороны, снег – мощный изолятор и потому - необходимое условие ведения сельского хозяйства в регионах с отрицательными зимними температурами, с другой стороны, в процессе трансформации в период снеготаяния снежный покров может представлять собой значительную опасность. Изучение снежного покрова – глобальная проблема. Можно выделить 3 основных способа его исследования: • Контактные наблюдения. • Дистанционное зондирование Земли. • Моделирование снежного покрова. Регулярные контактные наблюдения за снежным покровом были организованы по инициативе А.И.Воейкова. Сегодня измерения характеристик снежного покрова проводятся на обширной сети станций и постов Росгидромета. Метод контактных наблюдений - самый точный и привлекательный из выше перечисленных, т.к. позволяет получить наиболее полную и достоверную информацию о снежном покрове. Однако контактные наблюдения за снежным покровом, в особенности, снегомерные маршруты, очень трудозатратны и недоступны во многих важных с точки зрения изучения снежного покрова регионах. Эту проблему удалось решить методами дистанционного зондирования Земли: современные спутниковые системы позволяют получать информацию о снежном покрове в любой точке Земли. Но точность измерений у различных спутниковых систем значительно варьируется и определяется их задачами и стоимостью. Данные, находящиеся в открытом доступе, как правило, не отвечают требованиям точности. С этой точки зрения наиболее привлекательным и доступным представляется метод моделирования снежного покрова. При достаточно точных исходных метеорологических данных результаты, полученные методом моделирования, позволяют получать полное представление о свойствах снежного покрова. Разработано большое количество моделей снежного покрова с различной степенью детальности описания физических процессов, наблюдаемых в снежном покрове. В данной работе рассмотрена модель динамики снежного покрова SNOW-17, разработанная Национальной Службы Погоды США. Как и для большинства моделей снежного покрова, в ее основе лежит величина коэффициента таяния, который определяет темпы аккумуляции и разрушения снежного покрова. Как правило, ввиду слабой изученности пространственной и временной изменчивости коэффициента таяния он принимается постоянной величиной для лесной и для полевой части водосбора. Целью данной работы являлась параметризация модели динамики снежного покрова SNOW-17. В качестве рассматриваемых параметров модели были выбраны имеющие наибольшие вес в модели SNOW-17, то есть коэффициент таяния и температура воздуха, при которой начинается таяние снежного покрова. Существует два подхода к параметризации любой модели: • параметризация путем оптимизации (калибровки), то есть моделирование с использованием параметров, полученных перебором их значений в заданном диапазоне с определенным шагом, и дальнейший выбор значений параметров с помощью различных критериев качества • параметризация путем расчета «априорных» параметров на основе экспедиционных данных или эмпирических зависимостей. В данной работе был задействован второй подход, то есть расчет параметров по эмпирическим зависимостям. Нахождение «априорных» параметров определяет актуальность работы: в отличие от стандартных методик моделирования снежного покрова с использованием постоянного коэффициента таяния, значения которого были получены на основе экспедиционных исследований, в данной работе будет рассмотрена методика расчета коэффициента таяния как функции от времени и характеристик водосбора. В ходе работы были решены следующие задачи: • создание базы данных: выбор точек; оценка репрезентативности рядов метеорологических данных; подготовка исходных данных для расчета параметров и моделирования; • расчет параметров; • моделирование характеристик снежного покрова с распределенным и постоянным коэффициентом таяния; • сравнение результатов моделирования с данными снегомерных съемок.
- Добавил в систему: Фролова Наталья Леонидовна