снеготаяние

СНЕГОТАЯНИЕ

Процесс превращения льда, из которого состоит снежный покров, в воду. Чистый лед при давлении в 10³ гПа тает при температуре 0°С. На таяние льда расходуется удельная теплота плавления, равная 334 Дж. С. является результатом теплообмена снежного покрова с окружающей средой. Оно происходит тогда, когда приток тепла в снежный покров превышает его отток в более холодные слои снега, в почву и атмосферу. Поэтому С. возможно даже при отрицательной температуре воздуха, по крайней мере до —5 °С. При большой сухости воздуха тепло может затрачиваться только на возгонку льда, и тогда С. не наблюдается даже при температуре воздуха до +15 °С [312]. В последнем случае образуются поля кающихся снегов. Появление жидкой фазы в снежном покрове при отрицательной температуре возможно также в результате концентрации солей или повышения давления, уменьшающих температуру плавления льда. Однако в обычном снежном покрове роль этих причин ничтожна.

Таяние снежного покрова начинается с поверхности, если тепло поступает от атмосферного воздуха или от конденсирующегося на поверхности снега водяного пара — это адвективный тип С. Солнечная радиация, проникающая в толщу снежного покрова, может вызывать в некоторых его слоях таяние, которое называют радиационным или объемным и относят к радиационному типу С. Оно всегда имеет избирательный характер из-за неравномерного распределения примесей, сильно поглощающих лучистую энергию. Радиационное таяние охватывает верхние слои снега толщиной 20—40 см. С. может быть также обусловлено теплом, поступающим с дождевыми осадками, выпадающими на поверхность снежного покрова. Дополнительное таяние может быть связано с потоками воды, текущей в подснежных каналах или открытых снежных руслах. Однако роль такого С. незначительна. Вскоре после начала С. в результате просачивания воды в толщу снежного покрова в слоях, имеющих еще отрицательную температуру и обладающих некоторым запасом холода, может происходить замерзание талой воды.

Талая вода движется вниз под действием капиллярных и гравитационных сил. В верхней части вертикального профиля снежного покрова при этом образуется горизонт вытаивания — вымывания, где вода имеет некоторый избыток тепла и продолжает плавить лед. Температура тающего слоя снега в таком горизонте нередко выше 0,2—0,3 °С. В нижней части профиля существует горизонт вмывания — намерзания, где запас холода расходуется на замерзание проникающей талой воды. Между этими горизонтами расположен горизонт равновесия с нейтральным балансом. В горизонте вытаивания происходит сглаживание структурных различий, размывание корок и т. п., а в горизонте намерзания процесс С. становится обратимым, проявляется первичная тонкая слоистость, образуются корки, происходит структурная дифференциация. При повторном таянии и промерзании происходят только структурные изменения — режеляционная перекристаллизация или фирнизация. Такие процессы обычны во время оттепелей в зимнее время и в начале весеннего периода при частых возвратах холодов. Перекристаллизация всей толщи завершается по мере того, как стаивает около 15—25 % снегозапасов, накопленных к началу таяния. Только при полном протаивании толщи снежного покрова вся она превращается в горизонт вытаивания, начинается водоотдача снежного покрова.

За начало С. принимается момент установления в снежной толще нулевой температуры, после чего затраты поступающего тепла идут уже не на нагревание, а на таяние снега. Момент начала С. может быть также определен по уравнению теплового баланса снежного покрова из условия равенства между суммой накопленного тепла и количеством тепла, необходимого для прогревания толщи снега до 0°С [122]. Период от начала таяния до полного схода снежного покрова считается продолжительностью С. При этом выделяется основной период С. — период от начала таяния до схода снега на 50 % площади, в течение которого сходит в среднем около 80 % зимних снего запасов. Скорость процесса С. оценивается его интенсивностью — количеством образованной талой воды на единицу площади в единицу времени. На равнинах средних широт интенсивность C., равная 5—6 мм/сут, считается низкой, 8—12 мм/сут — средней и 15—18 мм/сут — высокой. Интенсивность С. под пологом леса всегда ниже интенсивности С. на открытой местности.

_{К. С. Лосев}