Определение кислотности снежного покрова (на примере города Пушкин)

курсовая работа

1.1 Зима как природный фактор

Зима - наиболее холодное время года, продолжительностью в несколько месяцев. При разделении года на четыре сезона в умеренных широтах за зиму условно принимается промежуток времени с декабря по февраль, но характерные климатические признаки зимы могут наблюдаться с ноября по март включительно. Зима характеризуется определенными фенологическими признаками и наступает с момента перехода среднесуточной температуры в период её падения через 0°С.

Один из основных факторов, определяющих состояние зимы, - температура воздуха. В условиях отрицательных температур, наблюдаемых на большей части нашей страны, происходит резкое снижение биологической активности всего живого, интенсивности биохимических и химических процессов. Изменение агрегатного состояния воды на огромных площадях земной поверхности вызывает проявление новых качеств в природной среде, которые, в свою очередь, могут влиять как на живую природу, так и на отдельные компоненты неживой природы.

Весьма характерное сезонное явление представляет снежный покров. Сезонный снежный покров ложится на поверхность суши на площади от 115 до 126 млн. км2. В нашей стране устойчивый снежный покров в конце лета встречается на островах арктических архипелагов и в высокогорных районах. Начиная с осени площадь, занятая снежным покровом, увеличивается, и в сентябре он распространяется на полуострова Таймыр и Чукотку, в октябре - на северную часть Восточно-Европейской равнины, Западную Сибирь, Восточную Сибирь (до оз. Байкал) и Дальний Восток; в ноябре - центральные районы Восточно-Европейской равнины и всю Сибирь; в декабре, январе и феврале вся территория России, кроме Закавказья, занята устойчивым снежным покровом. В марте от снега освобождается южная часть Восточно-Европейской равнины, в апреле - центральные районы европейской части. В мае снежный покров располагается только вдоль побережья Северного Ледовитого океана, на Чукотке и Камчатке.

Снежный покров оказывает большое влияние на все природные процессы и хозяйственную деятельность человека. Сплошной снежный покров предохраняет зимой поверхность от эрозии, дефляции, солифлюкции, а весной при таянии является источником интенсивного проявления склоновых и эрозионных процессов. Снег оказывает влияние на давление, осадки, влажность, температурный режим, запыленность атмосферы.

С другой стороны, физико-механические свойства снега, его строение и особенности распространения находятся в тесной зависимости от ландшафтных условий территории. Снежный покров является зеркалом сезонного состояния природы и несет большую информацию о погодных явлениях.

Образование снежного покрова происходит в результате выпадения из атмосферы твердых осадков, представленных снежинками, которые состоят из множества мелких ледяных кристаллов. Процессы образования в облаке зародышевых капель и кристаллов сложны и не полностью еще изучены. Полагают, что зарождение снежинок происходит возле ядер конденсации, какими являются частицы пыли, сажи, пыльцы растений и спор. Увеличение видимых кристалликов происходит за счет сублимации (перехода из газообразного в твердое состояние, минуя жидкую фазу) на них водяного пара или слипания друг с другом. В условиях сильного перенасыщения воздуха водяным паром возникают лучистые снежинки, если же перенасыщение уменьшается, промежутки между лучами заполняются льдом и создаются пластинки. По мере увеличения веса кристаллики падают на землю и на своем пути подвергаются механическому и температурному воздействию. На поверхности земли снежинки накапливаются и формируют снежный покров. Снег подвержен воздействию ветра и температуры воздуха не только в момент выпадения, но и после снегопада. Перенос снега носит название снеговой адвекции. Распределение снега зависит от особенностей выпадения осадков, силы ветра, характера поверхности и других факторов. Перемещается снег по физическим законам переноса песка. На затишных участках происходит накопление снега и образуются сугробы. Места, подверженные продолжительному ветровому воздействию, как правило, лишены снега. Изучение перемещения снега имеет большое практическое значение при снежных мелиорациях.

Ветровые формы снежного покрова можно разделить на аккумулятивные и дефляционные (Тушинский и др., 1972, Рябцева, 1972). К аккумулятивным формам рельефа относятся снежная рябь, валы, дюны и барханы. Снежные валы -- свободные аккумулятивные формы, образование которых связано с пульсациями ветро-снегового потока. При полном насыщении ветро-снеговой поток теряет частично свою транспортирующую способность и откладывает излишки снега, образуя при этом валы высотой 0,5 - 1,0 м, вытянутые перпендикулярно направлению ветра, в длину до нескольких десятков метров. Снежная рябь формируется в результате сортировки снега ветровым потоком и воздействия вихрей. Крупные частички снега выпадают из ветро-снегового потока и образуют валики высотой до 3 - 4 см, длиной до 10 - 15 м.

Вынужденные аккумулятивные формы, дюны и барханы встречаются на открытых пространствах и представляют собой снежные холмики, возникающие возле небольших препятствий (камней, пучков травы, отвалов почвы на поднятой целине, стожков сена и т. п.). Соединяясь, они образуют цепи холмов, способные передвигаться. После того как стихает ветер, снег постепенно уплотняется и снежные формы закрепляются на местности.

Дефляционные формы образуются из аккумулятивных под воздействием сильных ветров. В условиях сильных низовых метелей ветер разрушает наветренные склоны аккумулятивных форм и переносит ледяные кристаллы на подветренную сторону. В результате этого исходные аккумулятивные формы снежного рельефа искажаются - ранее пологие (наветренные) склоны делаются крутыми, крутые - уполаживаются. Дефляционные формы вытянуты, как правило, по направлению господствующих ветров.

Мощность снежного покрова зависит от режима погоды в течение зимнего сезона, рельефа, растительного покрова и других физико-географических условий. Средняя мощность снега в центральном районе Русской равнины составляет 60 см, на северо-западе - 50 см. Распространение мощности снежного покрова на той или иной территории в целом зависит от местных условий, На открытых приподнятых участках, особенно в наветренных склонах, мощность снега обычно меньше, чем в понижениях и на подветренных склонах. В лесу за счет метелей снега больше, чем на открытых участках.

Одним из важных свойств снега является его плотность. Под плотностью понимается отношение объема воды, содержащегося в снеге (кубических сантиметрах). Численно она равна весу снега (в граммах) в 1 см3 снежного покрова. От плотности и мощности снега зависят запасы воды в снежном покрове: чем больше мощность и плотность снежного покрова, тем больше воды содержится в нем.

Среди физических свойств снега прежде всего обращают внимание теплоизолирующие свойства, которые обусловлены его плохой теплопроводностью. В средних значениях теплопроводность снега примерно на порядок больше теплопроводности воздуха и на порядок меньше теплопроводности минеральной почвы. Поэтому почва, покрытая снегом, промерзает медленнее и на меньшую глубину по сравнению с оголенной. Теплопроводность свежевыпавшего рыхлого снега наименьшая. Такой снег гарантирует наилучшую защиту почвы и зимующих под ним растений от охлаждения и промерзания.

Благодаря снежному покрову биологические процессы и явления полностью не прекращаются в верхних слоях метосферы даже в высоких широтах, хотя их интенсивность в холодный период существенно убывает.

Для комплексной характеристики биоклиматических условий зимнего периода А. М. Шульгиным предложен показатель суровости зимы К = Тм/С, где Тм - средняя из абсолютных минимумов температур воздуха за месяц и в среднем за зимние месяцы, С - средняя высота снежного покрова. Малосуровые зимы характеризуются показателем менее 1, весьма суровые -- более 3. Теплоизолирующая роль снежного покрова особенно важна для перезимовки растений и животных. Если температура почвы на глубине узла кущения (до 5 - 8 см) опускается ниже критической, то растения вымерзают.

В снежном покрове наблюдается четко выраженная слоистость, обусловленная как неоднородными условиями накопления снега, так и его последующими изменениями. В стратиграфическом разрезе снежной толщи отражены типы прошедших погод. Выделяют обычно две фации снега: фацию безветренного отложения, когда накапливается пушистый снег, и фацию ветреного отложения, характеризующуюся большой твердостью и плотностью снега. Снег ветровой фации состоит из окатанных и подобранных по размерам (фракциям) ледовых зерен. В снежной толще особенно четко выражены следы несогласного залегания одного слоя на другом. Несогласные контакты образуются в перерыве между снегопадами в результате коррозионной деятельности ветра. В контактах между снежными толщами отражаются следы глубоких оттепелей. Наряду с основными слоями в снежной толще наблюдаются различные корки, представляющие собой прослои льда и сильно уплотненного снега. Они имеют мощность от 0,5 мм до 2 - 3 см. Гололедные корки образуются при выпадении мороси, радиационные (солнечные) - при замерзании поверхности снега, оттаявшей под влиянием прямой солнечной реакции, оттепелые - при замерзании поверхности снега, частично растаявшего под воздействием теплового воздуха. Ветровые корки возникают вследствие ветрового уплотнения и механического давления с участием сублимации.

Делись добром ;)