Способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова



Способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова
Способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова
Способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова
Способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова
G01N1/04 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2704432:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Область использования изобретения - исследования физических свойств снежного покрова. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют закладку снежного шурфа прямоугольного сечения, затем с помощью жесткой прямоугольной темной пластины-экрана, высотой выше исследуемого снежного покрова, на расстоянии не более 5 см от края фронтальной стенки шурфа, вертикально отделяют снежный блок in situ. Если в снежном покрове присутствуют прослои оледенелого снега, то толщину полученного снежного блока уменьшают до прозрачности, при которой на темном фоне пластины-экрана визуально различимы снежные слои по плотности и цветовым оттенкам. По профилю сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой с делением в 1 мм визуально определяют структурно-стратиграфические особенности строения профиля снежного блока. Затем профиль сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой фотографируют. В камеральных условиях сопоставляют визуальную оценку структурно-стратиграфических особенностей профиля снежного блока с полученным в результате цифровой обработки в графическом редакторе фотоснимком и вносят корректировку в описание структурно-стратиграфических особенностей строения снежной блока, по которому определяют границу зон перекристаллизации снежных зерен и образования глубинного инея в нижней части снежного профиля, выявляют текстурные неоднородности, образовавшиеся в результате уплотнения и сублимационных преобразований выпавшего снега и инея, на основании которых судят о структурно-стратиграфических особенностях строения снежного покрова в исследуемом районе. Технический результат - повышение достоверности определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области исследования физических свойств снежного покрова и может быть использовано в метеорологии для определения загрязнения атмосферного воздуха.

Известен способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова [Наблюдения за снежным покровом // Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3, ч. 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - С. 99-113], включающий закладку снежного шурфа, установку снегоизмерительной рейки с делением в 1 см и визуальное выявление структурных преобразований снежного покрова при ее нарастании путем определения плотности слоя, наличия в нем включений.

Однако, визуально определение структурных слоев не исключает субъективности. Проверить и сравнить их в камеральных условиях с результатами полученными ранее сложно. Поэтому результаты, полученные данным способом даже на одной площадке, но несколькими специалистами, не всегда и не в полной мере согласуются.

Так как активность сублимационного метаморфизма проявляется в динамике изменчивости структурных преобразований снежных слоев (изменение зернистости снега, формирование в снежном профиле зон уплотнения/разрыхления), то в натурных условиях из-за диффузного рассеивания света, визуальное определение на фронтальной стенке снежного профиля границ слоев, отличающихся по плотности, затруднительно. Это обусловлено тем, что множество одиночных прозрачных ледяных кристаллов, агрегированных в снежные зерна, образуют матово-белую массу, которая выглядит непрозрачной из-за внутреннего рассеяния и отражения света.

Техническим результатом изобретения является создание способа, позволяющего достоверно определить структурно-стратиграфические особенности строения снежного покрова.

Предложенный способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова, также как в прототипе, включает закладку снежного шурфа, установку снегоизмерительной рейки, визуальное определение структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова.

Согласно изобретению после закладки снежного шурфа прямоугольного сечения, с помощью жесткой прямоугольной темной пластины-экрана, высотой выше исследуемого снежного покрова, на расстоянии не более 5 см от края фронтальной стенки шурфа, вертикально отделяют снежный блок in situ. Если в снежном покрове присутствуют прослои оледенелого снега, то толщину полученного снежного блока уменьшают до прозрачности, при которой на темном фоне пластины-экрана визуально различимы снежные слои по плотности и цветовым оттенкам. По профилю сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой с делением в 1 мм визуально определяют структурно-стратиграфические особенности строения профиля снежного блока. Затем профиль сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой фотографируют. Далее в камеральных условиях сопоставляют визуальную оценку структурно-стратиграфических особенностей профиля снежного блока с полученным в результате цифровой обработки в графическом редакторе фотоснимком и вносят корректировку в описание структурно-стратиграфических особенностей строения снежной блока, по которому определяют границу зон перекристаллизации снежных зерен и образования глубинного инея в нижней части снежного профиля, выявляют текстурные неоднородности, образовавшиеся в результате уплотнения и сублимационных преобразований выпавшего снега и инея, на основании которых судят о структурно-стратиграфических особенностях строения снежного покрова в исследуемом районе.

Используют пластину-экран из темноокрашенного материала, например, металла, стеклотекстолита, гитенакса, фанеры, обеспечивающий жесткость при установке в слой снега.

В условиях глубокого снега используют пластину-экран, собранную из модульных пластин, скрепленных между собой «в стык».

Снегоизмерительную рейку закрепляют в снежном шурфе рядом со снежным блоком in situ с помощью кронштейна.

Выбор толщины отделяемого снежного блока не менее 5 см обусловлен тем, что от 30 до 88% всей радиации, проникающей в снежную толщу поглощается уже в первом 5-сантиметровом слое снега [Кузьмин П.П. Физические свойства снега. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. - С. 136-141], то есть сквозь 5-сантиметровый слой снега на фоне темноокрашенной пластины-экрана возвращается от 30 до 88% светового потока. Отсюда следует, что при постепенном уменьшении степени прозрачности снежного блока in situ, появляется возможность визуального выделения слоев, различающихся своей плотностью на фоне темноокрашенной пластины-экрана. Такую толщину слоя «прозрачности» выдерживают по всей высоте фронтальной стенки снежного шурфа.

Таким образом, предложенный способ позволяет визуализировать стратиграфически значимые снежные слои (прослои оледенелого снега, образовавшихся при оттепели; ветровые уплотнения - ветровые доски; радиационные ледяные корки), сформировавшиеся в определенных синоптических условиях с конкретной временной привязкой, что позволяет выполнить сопряженный анализ соотношения дисперсных фаз аэрозолей в приземном слое воздуха, поскольку при выпадении снегопадов они сохраняются в снежном слое. Результаты такого анализа могут быть использованы для выявления источников техногенных эмиссий, с которыми связаны и региональный/трансграничный перенос аэрозольного вещества, и последующее, связанное с ним, загрязнение приземного слоя воздуха и снежного покрова.

На фиг. 1 показана фотография трехмодульной пластины-экрана 1, рядом с которой вертикально установлена снегоизмерительная рейка 2, зафиксированная в снежном шурфе с помощью кронштейна 3, погруженного в снег.

На фиг. 2 показана фотография, демонстрирующая прозрачность снежного блока in situ, отделенного пластиной-экраном 1.

На фиг. 3 показана фотография, демонстрирующая результат обработки цифровой фотографии в графическом редакторе.

На фиг. 4 представлен фоторяд, демонстрирующий особенности сублимационного преобразования стратиграфически значимых снегопадов.

На ключевом участке закладывали снежный шурф (фиг. 1) прямоугольного сечения. Использовали тонкую жесткую прямоугольную пластину-экран 1 из темноокрашенного листа трехслойной фанеры, которая состояла из трех модулей, соединенных «в стык» с помощью металлических соединительных накладок-направляющих. В полном сборе линейный размер одной из сторон полученной таким образом прямоугольной пластины-экрана выше исследуемого снежного покрова на ключевом участке.

Чтобы отделить снежный блок in situ, отступали от края фронтальной стенки снежного шурфа на 5 см и вертикально погружали в снег пластину-экран 1 (фиг. 2).

Лопаткой уменьшали толщину выделенного снежного блока in situ, срезая лишний снег до величины, при которой начинали различаться снежные слои разной плотности и цветовых оттенков.

Затем для определения мощности снежных слоев в снежном шурфе перед снежным блоком in situ установили снегомерную рейку 2 с ценой деления 1 мм. Рейку зафиксировали с помощью кронштейна 3, одним концом погруженного в снег и визуально определили структурно-стратиграфические особенности профиля снежного блока.

Сформированный в снежном шурфе снежный блок с установленной рядом снегомерной рейкой с делением в 1 мм сфотографировали.

Для усиления контрастности слоев, различающихся по плотности, в камеральных условиях полученный фотоснимок редактировали в графическом редакторе на компьютере с помощью программного обеспечения (фиг. 3).

Затем проводили сопоставительную визуальную оценку структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова с результатом обработанного фотоснимка и внесли корректировку в описание структурно-стратиграфических особенностей строения снежного профиля на ключевом участке. Анализ откорректированного снимка позволил установить границу зоны перекристаллизации снежных зерен и образования глубинного инея в нижней части снежного профиля 4, а также выявить чередование светлых 5 и темных 6 прослоев в его верхней части, образовавшиеся в результате уплотнения и сублимационных преобразований выпавшего снега и инея.

Особенности сублимационного преобразования стратиграфически значимых снегопадов и формирования горизонта глубинного инея демонстрируют фотоснимки на фиг. 4. Фоторяд охватывает период с 09.01-17.01.2013 года Строение снежного профиля перед сильным снегопадом демонстрирует фиг. 4 а, где показаны слои 7, 8, 9, различающиеся по плотности. Однако в результате двух обильных снегопадов с 09.01 по 11.01.2013 выпал 10-ти сантиметровый слой очень рыхлого снега 12, в котором различается более плотный прослой из очень мелких снежных зерен инея (фиг. 4б). При этом предыдущий слой 9 (фиг. 4а) прослеженный в снежном разрезе в виде слоя 11 (фиг. 4б), сильно уплотнился. Причем слои 7 и 8 (фиг. 4а) сублимировались, образовав один слой 10 из крупнозернистых снежных кристаллов (фиг. 4б). Общая высота снега составила 560 мм. Но затем установился длительный период (11.01-17.01.2013), когда снегопады отсутствовали. За это время снег уплотнился, и высота снежного покрова составила 510 мм. Текстурные неоднородности в верхней части снежного профиля, вызванные снегопадами, почти полностью сублимировались, образовав однородный снежный горизонт 14, который подстилается менее плотным снежным горизонтом 13, образованным крупными кристаллами глубинного инея (фиг. 4в).

1. Способ определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова, включающий закладку снежного шурфа, установку снегоизмерительной рейки, визуальное определение структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова, отличающийся тем, что после закладки снежного шурфа прямоугольного сечения, с помощью жесткой прямоугольной темной пластины-экрана, высотой выше исследуемого снежного покрова, на расстоянии не более 5 см от края фронтальной стенки шурфа, вертикально отделяют снежный блок in situ, если в снежном покрове присутствуют прослои оледенелого снега, то толщину полученного снежного блока уменьшают до прозрачности, при которой на темном фоне пластины-экрана визуально различимы снежные слои по плотности и цветовым оттенкам, по профилю сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой с делением в 1 мм визуально определяют структурно-стратиграфические особенности строения профиля снежного блока, затем профиль сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой фотографируют, далее в камеральных условиях сопоставляют визуальную оценку структурно-стратиграфических особенностей профиля снежного блока с полученным в результате цифровой обработки в графическом редакторе фотоснимком и вносят корректировку в описание структурно-стратиграфических особенностей строения снежной блока, по которому определяют границу зон перекристаллизации снежных зерен и образования глубинного инея в нижней части снежного профиля, выявляют текстурные неоднородности, образовавшиеся в результате уплотнения и сублимационных преобразований выпавшего снега и инея, на основании которых судят о структурно-стратиграфических особенностях строения снежного покрова в исследуемом районе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в условиях глубокого снега используют пластину-экран, собранную из модульных пластин, скрепленных между собой «в стык».

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что снегоизмерительную рейку закрепляют в снежном шурфе рядом со снежным блоком in situ с помощью кронштейна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам экологического мониторинга. Сущность: обрабатывают материалы аэрокосмической съемки.

Изобретение относится к мониторингу на искусственных сооружениях высокоскоростных магистралей. Технический результат - повышение достоверности оценки состояния искусственных сооружений высокоскоростной магистрали.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для экологического мониторинга и прогнозирования загрязнения атмосферы промышленного региона.

Изобретение относится к области ионосферных исследований и может быть использовано для определения параметров ионосферных слоев. Сущность: выполняют подгонку ионограммы-шаблона, определяемой искомыми параметрами, под экспериментально полученную ионограмму путем поиска максимума перекрытия этих двух ионограмм.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения влагозапаса снежного покрова. Сущность: проводят три измерения мощности дозы гамма-излучения в приземной атмосфере.

Изобретение относится к способам определения ледовой обстановки. Сущность: получают спутниковые радиолокационные снимки, а также текущую и прогнозную информацию о ледовой обстановке, включающую основные характеристики ледового покрытия с учетом гидрометеорологической ситуации в регионе.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения влагозапаса снежного покрова. Сущность: измеряют плотность потока бета-излучения над снежным покровом в период перед началом таяния снега в дневное время суток не менее чем через 3,5 часа после выпадения снега.

Предлагаемое изобретение относится к технологии мониторинга и прогнозирования повреждений электрической сети при воздействии опасных природных явлений. Способ проведения метеомониторинга и прогнозирования повреждаемости электросетевого оборудования включает прием оперативных метеорологических данных, определение характера опасных для электросетевого хозяйства явлений, мониторинг состояния воздушных высоковольтных линий электропередач, консолидацию и заблаговременную передачу информации о месте возможного возникновения аварийной ситуации и предполагаемого состава и объемов повреждаемого оборудования, определение географического места возникновения неблагоприятных для электросетевого хозяйства явлений, взаимный обмен текущими и прогнозными метеорологическими данными.

Изобретение относится к области метеорологии, а более конкретно к способам определения оптических характеристик атмосферы, и может использоваться, например, для определения оптических параметров аэрозольных частиц в атмосфере.

Изобретение относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для мониторинга состояния морского ледяного покрова. Сущность: система включает центр (1) мониторинга, программно-вычислительные средства (6) прогноза сценариев состояния гидросферы и атмосферы, программно-вычислительные средства (7) гидрологического и метеорологического наукастинга, подсистему (8) доступа пользователей и сбора данных, средства (9) коммуникаций.

Изобретение относится к области контроля загрязнений окружающей среды и представляет собой способ определения соединений антихолинэстеразного действия в воде и водных экстрактах, включающий измерение скорости ферментативного гидролиза бутирилтиохолина, согласно изобретению при приготовлении проб используют ферментный препарат, на основе совместно иммобилизованных бутирилхолинэстеразы и индикатора на тиоловую группу 5,5'-дитио-бис(2-нитробензойную кислоту), в качестве растворителя – дистиллированную воду, выдерживают обе пробы в течение 30-300 секунд в присутствии 18-20 единиц активности α-амилазы, запускают реакцию раствором S-бутирилтиохолина-I (S-BuCh-I), причем соотношение объемов раствора S-BuCh-I в концентрации 2 мМ и контрольного или анализируемого раствора составляет 1:10, измеряют скорость ферментативного гидролиза субстрата, при этом критерием наличия ингибиторов бутирилхолинэстеразы в анализируемой пробе является снижение на 20% и более величины скорости ферментативного гидролиза бутирилтиохолина по сравнению с данным параметром в контрольной пробе.

Группа изобретений относится к ускоренному и высокочувствительному способу обнаружения бактериальных патогенов. Раскрыт способ обнаружения бактерий, включающий обеспечение одной или более чем одной суспензии, причем каждая содержит по меньшей мере один вид меченых тестируемых бактериофагов, которые специфично связываются с видом бактерий, подлежащим обнаружению; добавление образца, подлежащего проверке на наличие по меньшей мере одного вида бактерий; фильтрацию полученной реакционной смеси; обнаружение комплексов бактерии-бактериофаги в концентрате; обнаружение несвязанных бактериофагов в фильтрате; обработку полученных сигналов, сгенерированных в результате обнаружения, и вывод результатов обнаружения пользователю.

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способу определения антагонистической активности штаммов бактерий в отношении Pseudomonas aeruginosa, включающему культивирование Pseudomonas aeruginosa и тестируемых штаммов на питательных средах, отличающемуся тем, что выявление антагонистической активности тестируемых штаммов осуществляют путем оценки продукции оксифеназинов P.
Изобретение относится к области медицины, в частности к дерматовенерологии, и предназначено для прогнозирования риска развития атопического дерматита у детей. В сыворотке крови определяют уровень эндотелина-1 и при его содержании более 0,62 фмоль/мл прогнозируют высокий риск развития атопического дерматита.

Изобретение может быть использовано при контроле включений и выделений, присутствующих в металлических материалах. Для извлечения частиц соединения металла из металлического материала путем травления металлического материала в электролитическом растворе используют электролитический раствор на основе неводного растворителя, содержащий реактив, который образует содержащий металл M' комплекс.

Изобретение относится к космической технике, в частности к инструментам и приспособлениям, используемым космонавтом в процессе внекорабельной деятельности, а также в наземных условиях оператором в обычной одежде для широкого спектра объектов.
Изобретение относится к медицине, в частности стоматологии, морфологии, гистологии, и может применяться для морфологических исследований эмали зубов в пределах поверхностного слоя в атомно-силовом и инвертированном микроскопах.

Изобретение относится к области иммунологии, биотехнологии и клинической лабораторной диагностики и может найти применение для определения индивидуальных рисков возникновения заболеваний, связанных с воздействием химических канцерогенов окружающей среды.

Изобретение относится к области техники изготовления стальной продукции. Заявлен способ изготовления стальной продукции, включающий стадию получения характеристик слоя оксидов (22), присутствующего на движущейся стальной подложке (21).

Группа изобретений относится к добыче алмазов. Способ идентификации присутствия частично высвобожденных алмазов в потоке материала включает следующие операции: освещают материал пучком многоволнового излучения, включающим в себя по меньшей мере один пучок монохроматического коротковолнового ИК (КВИК) излучения лазера и по меньшей мере один ИК лазерный пучок, частично рассеиваемый материалом.

Группа изобретений относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытаний изделий на воздействие линейных ускорений. Установка центробежная содержит фундаментную опору, вертикальный двухопорный вал с верхней и нижней опорами, привод вала, установленный на раме, шарнирно закрепленную на вертикальном валу с возможностью изменения местоположения ее оси качания несущую балку, представляющую собой коробчатый корпус с жестко закрепленными на его противоположных сторонах цапфами с надетыми на них подшипниками.

Область использования изобретения - исследования физических свойств снежного покрова. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют закладку снежного шурфа прямоугольного сечения, затем с помощью жесткой прямоугольной темной пластины-экрана, высотой выше исследуемого снежного покрова, на расстоянии не более 5 см от края фронтальной стенки шурфа, вертикально отделяют снежный блок in situ. Если в снежном покрове присутствуют прослои оледенелого снега, то толщину полученного снежного блока уменьшают до прозрачности, при которой на темном фоне пластины-экрана визуально различимы снежные слои по плотности и цветовым оттенкам. По профилю сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой с делением в 1 мм визуально определяют структурно-стратиграфические особенности строения профиля снежного блока. Затем профиль сформированного снежного блока с установленной рядом снегомерной рейкой фотографируют. В камеральных условиях сопоставляют визуальную оценку структурно-стратиграфических особенностей профиля снежного блока с полученным в результате цифровой обработки в графическом редакторе фотоснимком и вносят корректировку в описание структурно-стратиграфических особенностей строения снежной блока, по которому определяют границу зон перекристаллизации снежных зерен и образования глубинного инея в нижней части снежного профиля, выявляют текстурные неоднородности, образовавшиеся в результате уплотнения и сублимационных преобразований выпавшего снега и инея, на основании которых судят о структурно-стратиграфических особенностях строения снежного покрова в исследуемом районе. Технический результат - повышение достоверности определения структурно-стратиграфических особенностей строения снежного покрова. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх