Snegologjia si shkencë shkencore: studimi i dritës së shpinjës në sistemin e Tokës

Snegologjia (ose shkencë e dritës) është një fushë e dijes interdysiplinare që studion origjinën, strukturën, pronjet e dritës së shpinjës dhe interaksionin e saj me mjedisin e rrethueshëm. Kjo nuk është vetëm «studimi i shpinjave të dritës», por edhe një shkencë geofizike komplekse, e cila gjendet në kryq të meteorologjisë, glaciologjisë, hidrologjisë, klimatologjisë, materialshkencës dhe ekologjisë. Objekti i saj - dritës së shpinjës - shihet si një sistem dinamik, i hapur, që ka një ndikim kërkësësh në klimën e planetit, rregullimin e ujit dhe jetën e ekosistemit.

1. Rritja historike dhe fusha e objektit

Rritja e shkencës së snegologjisë lidhet me punimet e fizikut japonez Ukichiro Nakai në vitet 1930. Në laboratorin e tij në universitetin e Hokkaido ai ishte i paraqitës që sistematikisht studioi dhe klasifikoi formët e krishteve së dritës, lidhur me morfologjinë e tyre me temperaturën dhe humrat e ajrit. Kjo ka dhënë bazën për krishtografinë e dritës.

Objektet e shkencës së snegologjisë së sotme janë:

Fizika dhe metamorfizmi i dritës: Studimi i proceseve të transformimit të krishteve së dritës pas rënies (përmbytje, sублиmacion, rekristalizim, formimi i izmorozës së thellë).

Properitetet mekanike dhe reologjike: Forca, gjerësia, shtresa, forca mbajtëse e dritës së shpinjës. Këto të dhëna janë kritike për prognozimin e lavinave, ndërtimin në rajonet veriore dhe projektimin e rrugëve të dimrit.

Termofizika dhe transferimi i energjisë: Studimi i albedo (përshtypshmërisë së reflektimit), konduktivitetit termik, pranimit dhe emetimit të rrezatimit. Dritës së shpinjës është një faktor klimatik i fuqishëm.

Kompoziti kimik dhe izotopik i dritës: Dritës së shpinjës është arkiv i natyror i rënies atmosferike. Sipas kompozitit kimik të saj mund të jehojësh polutimin e atmosferës, ndërsa sipas kompozitit izotopik (deuterium, oksid i 18) mund të rikonstruksion shpirtërit e temperaturave të pasëm.

2. Pjesët kryesore dhe metodat e kërkimit

Shikimi i fushës: Basis tradicionale e disciplinës. Përfshin vendosjen e stacioneve së dritës së shpinjës dhe rruazave, ku merren mjedhësia, gjerësia, stratigrafia (struktura e shpinjës) e dritës, temperatura në thellësi e saj, rëndësia (penetroimetria). Instrumenti klasik është rreka e dritës së shpinjës dhe dritës së shpinjës me peshë.

Analiza e laboratorit: Studimi i mikrostrukturës së dritës së shpinjës në mikroskop, tomografi me rrezata X për ndërtimin e modellev 3D të hapësirës porose, probimet mekanike për shtresëmarrje dhe shkëmbim.

Shikimi i largut (DZ): Përdorimi i të dhënave me satelit (p.sh., me satelitët e serisë Landsat, Sentinel) për mjedhësin e dritës së shpinjës (SNO - Snow Water Equivalent) në bazen e lartë, kartografi të kufijve të dritës së shpinjës, vlerësimin e albedo. Përdoren metodat e radarizimit dhe skanimit me lidar.

Modelimi matematik: Kriimi i modellev fiziko-matematikës së evolucionit të dritës së shpinjës (p.sh., modeli SNOWPACK, zhvilluar në Institutin Federal të Shkencave të Shpinjës dhe Lavinave - SLF). Këto modellev integrojnë të dhënat e ajrit dhe lejojnë prognozimin e rrezikuara lavinoresh dhe të dhënave të vjetër.

3. Vlerësia praktike: nga siguria lavinoresh deri në hidroenergji

Snegologjia ka një vlerë praktike të madhe:

Prognozimi lavinoresh: Kjo është një nga detyrat kryesore. Snegologjistët analizojnë stratigrafinë e gjerësisë së dritës së shpinjës, identifikojnë horizontet e dobishme (p.sh., lëshat e izmorozës së thellë - «plivujt»), të cilët mund të jenë plakët e rënies lavinoresh. Përshembull: në Shwajcari instituti SLF publikon gjithë ditën raporte detajuar lavinoresh për Alpe, që shpëtojnë mirëqeniet e mijëve.

Hidrologjia dhe menaxhimi i resurseve ujore: Në rajonet e lartë dhe veriore deri në 80% i shtrajtimit vjetor i lumenjve formohet për shkak të shpinjës së dimrit. Prognozimi i shtresës së dritës së shpinjës është i rëndësishëm për optimizimin e punës së hidrocentralitëve (HID), planifikimin e sulimeve në bujqësi dhe parandalimin e shkëlqyrjeve. Përshembull: në Kaliforni (SHBA) rrjeti i stacioneve automatike së dritës së shpinjës SNOTEL furnizon të dhëna për menaxhimin e sistemit ujor të shtetit.

Klimatologjia: Dritës së shpinjës është komponenti më i rëndësishëm i sistemit klimatik. Sipas sipërfaqes së saj dhe kohës së mbetur në vend - indikatorët e rritjes së klimës globale. Kërcënimja e albedo-s për shkak të shkurtësimit të dritës së shpinjës është një nga arsye të rritjes së shpërndarjes së Arktikut (efekti i rritjes së Arktikut).

Transporti dhe ndërtimi: Të dhënat e snegologjisë përdoren në projektimin e rrugëve automobilistike dhe hekurudhore, aerodromëve në gjatësinë veriore, për llogaritjen e ngarkesave së dritës së shpinjës në strukturat.

4. Fakte interesante dhe kërkime unike

Flori e dritës: Snegologjia studiojnë edhe fenomene biologjike. Ekziston një drejtim - kriobiotomia e dritës së shpinjës. «Dritë e kuqe» ose «dritë e arbutës», e cila shkaktohet nga fitoresa Chlamydomonas nivalis, shpejon shpinjen, redukton albedo-n, që është objekt i interesit të veçantë në kontekstin e ndryshimit klimatik.

Dritë e shpinjës në Mars: Planetarja e shkencës së dritës së shpinjës studiojnë dritën e shpinjës në trupat e tjera natyrore. Në Mars ekzistojnë dy lloje dritës: ujore dhe prej guri i ftohtë (CO₂). Të dhënat e aparateve orbital dhe marsoresh do të lejojnë studimin e shpërndarjes dhe metamorfizmit të saj.

Zëri i dritës: Si që u thotë më parë, snegologjia studiojnë edhe pronjet akustike të dritës. Skrapja karakteristike në temperaturat e caktuara është rezultat i rritjes së hollësisë së krishteve të dritës dhe është indikator i gjendjes së tyre.

Dyuna e dritës: Si që u thotë më parë, snegologjia studiojnë edhe pronjet akustike të dritës. Skrapja karakteristike në temperaturat e caktuara është rezultat i rritjes së hollësisë së krishteve të dritës dhe është indikator i gjendjes së tyre.

Dyuna e dritës: Si që u thotë më parë, snegologjia studiojnë edhe pronjet akustike të dritës. Skrapja karakteristike në temperaturat e caktuara është rezultat i rritjes së hollësisë së krishteve të dritës dhe është indikator i gjendjes së tyre.

5. Të sfidat e tanishme dhe futja e shkencës

Ndryshimi klimatik e ka vendosur para shkencës së snegologjisë sfida të reja:

Modelimi i kushteve nistacionare: Është e nevojshme të adaptojmë modellevat në kushte që ndryshojnë (më shumë shi sesa ulje) dhe temperaturën.

Studimi i interaksionit «dritë-vijë e ftohtë përjetërisht»: Rënja e dritës dhe rritja e temperaturës ndikojnë në degradimin e vijës së ftohtë, që çon në lëshimin e gazrave të paveshtrueshëm dhe rritjen e infrastrukturës.

Integrimi i Big Data: Procesimi i masave të mëdha të të dhënave me shikim të largut dhe rrjetit automatik me përdorimin e mësonjësit për rritjen e saktësisë së prognozave.

Përfundim

Snegologjia është një shembull i rëndësishëm se si objekti, që duket i thjeshtë dhe i përditshëm, u shfaq si një sistem kompleks, i shumëfunksional dhe kritik për jetën në Tokë. Nga parashikimi i katastrofave natyrore deri në sigurimin e ujit dhe energjisë për njerëzët, nga rikonstruimi i klimës së pasëm deri në parashikimin e futur - fusha e ndikimit të saj është shumë e gjerë. Kjo është shkencë fundamentale me hyrje të drejtpërdrejtë në praktikë, vlerësia e së cilës do të rritet me rritjen e ndryshimit klimatik dhe përmirësimin e njerëzve në rajonet polare dhe lartë. Dritës së shpinjës, studuar nga snegologjia, është jo vetëm një shumë e dimrit, por edhe një burim i rëndësishëm i resurseve natyrore dhe një mekanizë natyror i fuqishëm.

Permanent link to this publication: