Visualization of structural and textural changes in the newly formed snow layer during prolonged snowfall
Observations were made on the dynamics of structural and textural transformations in the newly fallen snow layer during its transition to a stratigraphically significant snow accumulation layer. To visualize the structural and textural transformations during a prolonged snowfall and post-sedimentati...
Published in: | Ice and Snow |
---|---|
Main Authors: | , |
Other Authors: | , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | Russian |
Published: |
IGRAS
2021
|
Subjects: | |
Online Access: | https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/890 https://doi.org/10.31857/S2076673421020083 |
id |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/890 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Ice and Snow (E-Journal) |
op_collection_id |
ftjias |
language |
Russian |
topic |
snow structure;snow texture;snow micromorphology;snow stratigraphy;optical anisotropy;diffuse light reflection структура снега;текстура снега;микроморфология снега;стратиграфия снега;оптическая анизотропия;диффузное отражение света |
spellingShingle |
snow structure;snow texture;snow micromorphology;snow stratigraphy;optical anisotropy;diffuse light reflection структура снега;текстура снега;микроморфология снега;стратиграфия снега;оптическая анизотропия;диффузное отражение света M. Tentyukov P. М. Тентюков П. Visualization of structural and textural changes in the newly formed snow layer during prolonged snowfall |
topic_facet |
snow structure;snow texture;snow micromorphology;snow stratigraphy;optical anisotropy;diffuse light reflection структура снега;текстура снега;микроморфология снега;стратиграфия снега;оптическая анизотропия;диффузное отражение света |
description |
Observations were made on the dynamics of structural and textural transformations in the newly fallen snow layer during its transition to a stratigraphically significant snow accumulation layer. To visualize the structural and textural transformations during a prolonged snowfall and post-sedimentation changes in it after the snowfall stopped, a reflective screen was used in combination with photomicrography of solid precipitation and snow grains. Observations were made for seven days. Already on the third day, with the thickness of the newly formed snow layer of 12 cm, the primary texture in the form of internal layering, due to the microstructure of freshly fallen snow, began to differ in it. In the process of post-sedimentation transformations, the primary stratification in the newly formed stratigraphically significant snow layer was preserved, but became less noticeable. Micrographs showed that the deposited snowflakes were transformed by sublimation metamorphism to form small rounded RGsr particles, which differed little from the snow grains in the underlying layer. It is assumed that the structural and textural post-sedimentation transformations of solid precipitation in the upper part of the snow thickness are more controlled by the depth of penetration of the air temperature gradient. Lower boundary of this upper part is well distinguished in the snow profile owing to the optical anisotropy of the snow horizons composed of RGsr snow grains and FCso and DHla facet crystals. The performed studies demonstrated that the light-reflecting screen can be used in snow science as a simple tool for optical monitoring of structural heterogeneities of seasonal snow cover and visualization of post-sedimentation processes that occur during its growth. На примере наблюдений нарастания снежной толщи во время длительного снегопада охарактеризованы особенности проявления структурно-текстурных неоднородностей в новообразующемся снежном слое по диффузному отражению света в оптическом диапазоне спектра. Показана область ... |
author2 |
The work was carried out under the state assignment of the V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS in the framework of project II.10.3.2, registration № АААА-А17- 117021310142-5. Работа выполнена по Государственному заданию Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН в рамках проекта II.10.3.2, регистрационный № АААА-А17117021310142-5. |
format |
Article in Journal/Newspaper |
author |
M. Tentyukov P. М. Тентюков П. |
author_facet |
M. Tentyukov P. М. Тентюков П. |
author_sort |
M. Tentyukov P. |
title |
Visualization of structural and textural changes in the newly formed snow layer during prolonged snowfall |
title_short |
Visualization of structural and textural changes in the newly formed snow layer during prolonged snowfall |
title_full |
Visualization of structural and textural changes in the newly formed snow layer during prolonged snowfall |
title_fullStr |
Visualization of structural and textural changes in the newly formed snow layer during prolonged snowfall |
title_full_unstemmed |
Visualization of structural and textural changes in the newly formed snow layer during prolonged snowfall |
title_sort |
visualization of structural and textural changes in the newly formed snow layer during prolonged snowfall |
publisher |
IGRAS |
publishDate |
2021 |
url |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/890 https://doi.org/10.31857/S2076673421020083 |
genre |
Annals of Glaciology Polar Research The Cryosphere |
genre_facet |
Annals of Glaciology Polar Research The Cryosphere |
op_source |
Ice and Snow; Том 61, № 2 (2021); 222-231 Лёд и Снег; Том 61, № 2 (2021); 222-231 2412-3765 2076-6734 |
op_relation |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/890/563 Сосновский А.В., Осокин Н.И. Влияние мохового и снежного покровов на устойчивость многолетней мерзлоты на Западном Шпицбергене при климатических изменениях // Вестн. КНЦ РАН. 2018. № 3 (10). С. 178–184. Степаненко В.М., Репина И.А., Федосов В.Э., Зилитинкевич С.С., Лыкосов В.Н. Обзор методов параметризации теплообмена в моховом покрове для моделей Земной системы // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2020. Т. 56. № 2. С. 127–138. doi:10.31857/S0002351520020133. Colbeck S.C. Air movement in snow due to wind-pumping // Journ. of Glaciology. 1989. V. 35. № 120. P. 209–213. Trabant D., Benson C. Field experiments on the development of depth hoar // Mem. Geol. Soc. Am. 1972. № 135. P. 309–322. Powers D.J, Colbeck S.C., O’Neill K. Experiments on thermal convection in snow // Annals of Glaciology. 1985. V. 6. P. 43–47. Palm E., Tveitreid M. On heat and mass flux through dry snow// Journ. of Geophys. Research. 1979. V. 84 (C2). P. 745–749. Powers D., O’Neill K., Colbeck S.C. Theory of natural convection in snow // Journ. оf Geophys. Research. 1985. V. 90. № D6. P. 10641–10649. Богородский П.В., Бородкин В.А., Кустов В.Ю., Сумкина А.А. Конвекция воздуха в снежном покрове морского льда // Лёд и Снег. 2020. Т. 60. № 4. С. 557–566. doi:10.31857/S2076673420040060. Bartlett S.J., Lehning M. A theoretical assessment of heat transfer by ventilation in homogeneous snow-packs // Water Resources Res. 2011. V. 47. W04503. doi:10.1029/2010WR010008. Гаврильев Р.И. Теплофизические свойства компонентов природной среды в криолитозоне. Новосибирск: изд. СО РАН, 2004. 145 с. Тишков А.А., Осокин Н.И., Сосновский А.В. Влияние синузий мохообразных на деятельный слой арктических почв // Изв. РАН. Серия географическая. 2013. № 3. С. 39–46. Понятовская М.Н. Учет обилия и особенности размещения видов в естественных растительных сообществах // Полевая геоботаника. Т. 1. Ред. Е.М. Лавренко и А.А. Корчагина. Л.: Наука, 1964. С. 209–299. Демешкин А.С. Геоэкологическая оценка состояния природной среды в районе расположения российского угледобывающего рудника Баренцбург на архипелаге Шпицберген: Дис. на соиск. уч. степ. канд. геогр. наук. СПб.: РГГМУ, 2015. 181 с. Humlum O., Instanes A., Sollid J. Permafrost in Svalbard: review and research history, climatic background and engineering challengers // Polar Research. 2003. V. 22 (2). P. 191–215. Жекамухов М. К., Жекамухова И. М. Конвективная устойчивость воздуха в двухслойном снежном покрове. I. Линеаризованная система уравнений термической конвекции воздуха // Инж.-физ. журнал. 2007. Т. 80. № 1. С. 107–112. Дементьев О.Н., Любимов Д.В. Возникновение конвекции в горизонтальном плоском слое пористой среды // Вестн. Челябинского гос. ун-та. 2008. № 6. С. 130–135. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. О неустойчивости равновесия системы горизонтальных слоев несмешивающихся жидкостей при нагреве сверху // Изв. АН СССР. Мех. жидкости и газа. 1986. № 2. С. 22–28. Павлов А.В. Мониторинг криолитозоны. Новосибирск: «Гео», 2008. 229 с. Sommerfeld R.A., Rocchio J.E. Permeability measurements on new and equitemperature snow // Water Resources Res. 1993. V. 29. № 8. P. 2485–2490. Domine F., Morin S., Brun E., Lafaysse M., Carmagnola C.M. Seasonal evolution of snow permeability under equi-temperature and temperature-gradient conditions // The Cryosphere. 2013. № 7. Р. 1915–1929. https://doi.org/10.5194/tc-7-1915-2013. Calonne N., Geindreau C., Flin F., Morin S., Lesaffre B., Rolland du Roscoat S., Charrier P. 3D image-based numerical computations of snow permeability: links to specific surface area, density, and microstructural anisotropy // The Cryosphere. 2012. № 6. P. 939–951. https://doi.org/10.5194/tc-6-939-2012. Кузьмин П.П. Физические свойства снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. 178 с. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/890 doi:10.31857/S2076673421020083 |
op_rights |
Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
op_rightsnorm |
CC-BY |
op_doi |
https://doi.org/10.31857/S2076673421020083 https://doi.org/10.31857/S0002351520020133 https://doi.org/10.31857/S2076673420040060 https://doi.org/10.1029/2010WR010008 https://doi.org/10.5194/tc-7-1915-2013 https://doi.org/10.5194/tc-6-939-2012 |
container_title |
Ice and Snow |
container_volume |
61 |
container_issue |
2 |
container_start_page |
222 |
op_container_end_page |
231 |
_version_ |
1766003667397246976 |
spelling |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/890 2023-05-15T13:29:50+02:00 Visualization of structural and textural changes in the newly formed snow layer during prolonged snowfall Визуализация структурно-текстурных изменений в новообразующемся снежном слое при длительном снегопаде M. Tentyukov P. М. Тентюков П. The work was carried out under the state assignment of the V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS in the framework of project II.10.3.2, registration № АААА-А17- 117021310142-5. Работа выполнена по Государственному заданию Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН в рамках проекта II.10.3.2, регистрационный № АААА-А17117021310142-5. 2021-05-22 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/890 https://doi.org/10.31857/S2076673421020083 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/890/563 Сосновский А.В., Осокин Н.И. Влияние мохового и снежного покровов на устойчивость многолетней мерзлоты на Западном Шпицбергене при климатических изменениях // Вестн. КНЦ РАН. 2018. № 3 (10). С. 178–184. Степаненко В.М., Репина И.А., Федосов В.Э., Зилитинкевич С.С., Лыкосов В.Н. Обзор методов параметризации теплообмена в моховом покрове для моделей Земной системы // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2020. Т. 56. № 2. С. 127–138. doi:10.31857/S0002351520020133. Colbeck S.C. Air movement in snow due to wind-pumping // Journ. of Glaciology. 1989. V. 35. № 120. P. 209–213. Trabant D., Benson C. Field experiments on the development of depth hoar // Mem. Geol. Soc. Am. 1972. № 135. P. 309–322. Powers D.J, Colbeck S.C., O’Neill K. Experiments on thermal convection in snow // Annals of Glaciology. 1985. V. 6. P. 43–47. Palm E., Tveitreid M. On heat and mass flux through dry snow// Journ. of Geophys. Research. 1979. V. 84 (C2). P. 745–749. Powers D., O’Neill K., Colbeck S.C. Theory of natural convection in snow // Journ. оf Geophys. Research. 1985. V. 90. № D6. P. 10641–10649. Богородский П.В., Бородкин В.А., Кустов В.Ю., Сумкина А.А. Конвекция воздуха в снежном покрове морского льда // Лёд и Снег. 2020. Т. 60. № 4. С. 557–566. doi:10.31857/S2076673420040060. Bartlett S.J., Lehning M. A theoretical assessment of heat transfer by ventilation in homogeneous snow-packs // Water Resources Res. 2011. V. 47. W04503. doi:10.1029/2010WR010008. Гаврильев Р.И. Теплофизические свойства компонентов природной среды в криолитозоне. Новосибирск: изд. СО РАН, 2004. 145 с. Тишков А.А., Осокин Н.И., Сосновский А.В. Влияние синузий мохообразных на деятельный слой арктических почв // Изв. РАН. Серия географическая. 2013. № 3. С. 39–46. Понятовская М.Н. Учет обилия и особенности размещения видов в естественных растительных сообществах // Полевая геоботаника. Т. 1. Ред. Е.М. Лавренко и А.А. Корчагина. Л.: Наука, 1964. С. 209–299. Демешкин А.С. Геоэкологическая оценка состояния природной среды в районе расположения российского угледобывающего рудника Баренцбург на архипелаге Шпицберген: Дис. на соиск. уч. степ. канд. геогр. наук. СПб.: РГГМУ, 2015. 181 с. Humlum O., Instanes A., Sollid J. Permafrost in Svalbard: review and research history, climatic background and engineering challengers // Polar Research. 2003. V. 22 (2). P. 191–215. Жекамухов М. К., Жекамухова И. М. Конвективная устойчивость воздуха в двухслойном снежном покрове. I. Линеаризованная система уравнений термической конвекции воздуха // Инж.-физ. журнал. 2007. Т. 80. № 1. С. 107–112. Дементьев О.Н., Любимов Д.В. Возникновение конвекции в горизонтальном плоском слое пористой среды // Вестн. Челябинского гос. ун-та. 2008. № 6. С. 130–135. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. О неустойчивости равновесия системы горизонтальных слоев несмешивающихся жидкостей при нагреве сверху // Изв. АН СССР. Мех. жидкости и газа. 1986. № 2. С. 22–28. Павлов А.В. Мониторинг криолитозоны. Новосибирск: «Гео», 2008. 229 с. Sommerfeld R.A., Rocchio J.E. Permeability measurements on new and equitemperature snow // Water Resources Res. 1993. V. 29. № 8. P. 2485–2490. Domine F., Morin S., Brun E., Lafaysse M., Carmagnola C.M. Seasonal evolution of snow permeability under equi-temperature and temperature-gradient conditions // The Cryosphere. 2013. № 7. Р. 1915–1929. https://doi.org/10.5194/tc-7-1915-2013. Calonne N., Geindreau C., Flin F., Morin S., Lesaffre B., Rolland du Roscoat S., Charrier P. 3D image-based numerical computations of snow permeability: links to specific surface area, density, and microstructural anisotropy // The Cryosphere. 2012. № 6. P. 939–951. https://doi.org/10.5194/tc-6-939-2012. Кузьмин П.П. Физические свойства снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. 178 с. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/890 doi:10.31857/S2076673421020083 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Ice and Snow; Том 61, № 2 (2021); 222-231 Лёд и Снег; Том 61, № 2 (2021); 222-231 2412-3765 2076-6734 snow structure;snow texture;snow micromorphology;snow stratigraphy;optical anisotropy;diffuse light reflection структура снега;текстура снега;микроморфология снега;стратиграфия снега;оптическая анизотропия;диффузное отражение света info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2021 ftjias https://doi.org/10.31857/S2076673421020083 https://doi.org/10.31857/S0002351520020133 https://doi.org/10.31857/S2076673420040060 https://doi.org/10.1029/2010WR010008 https://doi.org/10.5194/tc-7-1915-2013 https://doi.org/10.5194/tc-6-939-2012 2022-12-20T13:30:01Z Observations were made on the dynamics of structural and textural transformations in the newly fallen snow layer during its transition to a stratigraphically significant snow accumulation layer. To visualize the structural and textural transformations during a prolonged snowfall and post-sedimentation changes in it after the snowfall stopped, a reflective screen was used in combination with photomicrography of solid precipitation and snow grains. Observations were made for seven days. Already on the third day, with the thickness of the newly formed snow layer of 12 cm, the primary texture in the form of internal layering, due to the microstructure of freshly fallen snow, began to differ in it. In the process of post-sedimentation transformations, the primary stratification in the newly formed stratigraphically significant snow layer was preserved, but became less noticeable. Micrographs showed that the deposited snowflakes were transformed by sublimation metamorphism to form small rounded RGsr particles, which differed little from the snow grains in the underlying layer. It is assumed that the structural and textural post-sedimentation transformations of solid precipitation in the upper part of the snow thickness are more controlled by the depth of penetration of the air temperature gradient. Lower boundary of this upper part is well distinguished in the snow profile owing to the optical anisotropy of the snow horizons composed of RGsr snow grains and FCso and DHla facet crystals. The performed studies demonstrated that the light-reflecting screen can be used in snow science as a simple tool for optical monitoring of structural heterogeneities of seasonal snow cover and visualization of post-sedimentation processes that occur during its growth. На примере наблюдений нарастания снежной толщи во время длительного снегопада охарактеризованы особенности проявления структурно-текстурных неоднородностей в новообразующемся снежном слое по диффузному отражению света в оптическом диапазоне спектра. Показана область ... Article in Journal/Newspaper Annals of Glaciology Polar Research The Cryosphere Ice and Snow (E-Journal) Ice and Snow 61 2 222 231 |