Моделирование температурного режима в верхних слоев оз. Байкал по данным наблюдений 2000– 2001гг.


The Presentation inside:

Slide 0

Портянская Инна Иркутский государственный университет, Иркутск п. Большие Коты, Байкал, Россия 25 – 29 июня 2007 года Моделирование температурного режима в верхних слоев оз. Байкал по данным наблюдений 2000– 2001гг. Юнит 7


Slide 1

Описание эксперимента Начиная с 90х годов на базе Байкальского нейтринного телескопа НТ-2000, ведутся гидрофизические наблюдения водной среды озера Байкал. 2 3 – х мерный долговременный температурный мониторинг (совместно с EAWAG, Switzerland) Акустическое зондирование 3 –х мерный мониторинг свечения водной среды Долговременные измерения оптических свойств среды Долговременные измерения геоэлектрического поля Исследование процесса формирования донных отложений (совместно с EAWAG, Switzerland) п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года


Slide 2

3 Схематическое представление Байкальского нейтринного телескопа п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года 10-Нейтринный Телескоп NT-2000 Буйковые станции с оборудованием: 7 - гидрофизическим 5 - седиментологическим 12 – геофизическим . 13-18 – акустические маяки. 1-4 кабельные линии.


Slide 3

4 Мониторинг осуществляется при помощи температурных датчиков TR -1000, VEMCO, SBE-39. Разрешение составляет TR-100 0.002 ? С VEMCO 0,01 ? С SBE-39 0.0001? С Точность TR-100 ± 0.05 ? С SBE-39 ± 0.002? С п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года Начиная с 1999 года в рамках проекта исследований на нейтринном телескопе НТ-2000, производится непрерывный пространственный мониторинг температурного режима водной среды озера Байкал.


Slide 4

В результате получены данные, отражающие поведение температуры на различных глубинах в течение года. Следует отметить, что по данным наблюдений 1999 – 2006г.г. поведение температур на горизонтах в среднем повторяется из года в год 5 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года


Slide 5

6 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года Описание модели Описывает поглощение солнечного тепла водой в зависимости от глубины При ? < 0 , статически устойчивое состояние воды При ? > 0, неустойчивое состояние воды Где параметр ? характеризует устойчивость или неустойчивость элемента воды на заданной глубине. Основным элементом модели является одномерное уравнение теплопроводности Зависимость коэффициента температуропроводности от глубины


Slide 6

Результат моделирования Исходя из предложенного поведения температуропроводности, а также ее зависимости от времени и глубины и, зная значение температуру на поверхности, мы с хорошей точностью воспроизводим наличие выравнивания температур приповерхностной области в весенний и осенний периоды 7 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года


Slide 7

8 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года С его учетом уравнение теплопроводности примет вид: Для уточнения модель была дополнена слагаемым, учитывающим вертикальный массоперенос. Для нахождения значений коэффициентов была решена обратная задача. на поверхности T( z0 ,t ) = T0 ( t ), на условной нижней границе деятельного слоя T ( z1 , t ) = T1 ( t ). В качестве T0 ( t ) и T1 ( t ) были взяты временные ряды температуры на соответствующих границам горизонтах. Граничные условия:


Slide 8

9 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года Результаты реконструкции параметров по среднему температурному ходу Годовая эволюция температуропроводности Диапазон значений от молекулярного ~ 8•10-6 м2/с до 0.084 м2/с


Slide 9

10 Годовая эволюция коэффициента вертикального массопереноса то есть коэффициент массопереноса, играет роль только при восстановлении тонкой структуры профиля и в случае аномальной вариации температуры, когда нарушается естественный ход установления профиля температуры. Результаты реконструкции параметров по среднему температурному ходу Порядок значений не превышает 10-2 см/с п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года


Slide 10

11 Годовая эволюция коэффициента вертикального массопереноса 1 2 3 1 3 2 3 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года


Slide 11

Результаты реконструкции параметров по суточным вариациям температурного режима Годовой ход коэффициента температуропроводности п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года 12 Диапазон от молекулярного ~ 8•10-6 м2/с до 252 •10-6 м2/с


Slide 12

Результаты реконструкции параметров по суточным вариациям температурного режима Годовой ход коэффициента вертикального массопереноса Диапазон значений от -0.045 см/с до 0.028 см/с 12 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года 13


Slide 13

Годовой ход коэффициента вертикального массопереноса 14 1 2 3 4 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года


Slide 14

Результаты моделирования эволюции температурного профиля, с учетом полученных значений коэффициентов температуропроводности и вертикального массопереноса 15 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года экспериментальные данные данные, полученные при моделировании


Slide 15

п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года Выводы 16 ? Для реконструкции эволюции усредненного профиля в большинстве случаев достаточно варьировать только коэффициент температуропроводности. ? Коэффициент вертикального массопереноса, играет существенную роль только при восстановлении тонкой структуры профиля и в случаях вынужденной глубинной конвекции ? Своих максимальных значений вертикальный перенос достигает в периоды, предшествующие гомотермии ? Максимальные значения температуропроводности соответствуют периодам, предшествующим гомотермии ? Результаты моделирования не противоречат общим представлениям о динамических процессах в оз. Байкал, а полученные в рамках модели значения коэффициентов согласуются с результатами других исследований


Slide 16

проекта РНП.2.2.1.1.7334 НОЦ "Байкал" Министерства образования и науки Российского фонда фундаментальных исследований гранты 05-05-97262, 05-02-16593, 06-02-31005, 07-05-00948 Работа выполнена при поддержке 15 п. Большие Коты, Байкал, 25 – 29 июня 2007 года


×

HTML:





Ссылка: