Вы здесь
Как долго будет таять полярная шапка оказавшись на средних широтах? Гляциология Датировка Климат Оледенения Сдвиг полюсов 

Как долго будет таять полярная шапка оказавшись на средних широтах?

Обсерватория

Часть 1. 

Полюс переехал на новое место, и ледовая  шапка оказалась на широте Крыма. Шапке придадим скромные размеры: тысяча километров в радиусе и пара километров по высоте.

Из опыта житейского:

Однажды для забав детских я накидал со всей округи кучу снега и утоптал её. Вышло метра два высотой и 7*7 по площади (дети там базы рыли и воевали за них)).  Куча оказалась в тени до 6 вечера. Последний снег стаял в середине июня.

Хэпгуд называет и подтверждает радиоуглеродными датами приличный срок. Время таяния шапки можно посчитать (и посчитаем), но интересно, кому какие сроки покажутся приемлемыми?

Часть 2. 

Были озвучены мнения:

1. 100 метров в год сможет таять, если постоянные +15-20 обеспечить. То есть 1 км за 10 лет.

2. Лет от 10 до 30.

3. 278 лет.

4. 20 лет для стаивания первых 100 метров.

5. 100-150 лет.

Также было озвучено к цифрам и без; доводы и возражения (тезисно):

А. Шапка (2000 км) ОЧЕНЬ серьёзно изменит климат в этом районе. Летом 15-20 градусов никогда не будет.

Б. Можно сравнить с горными ледниками, ознакомившись со средними летними температурами.

В. Архипелаг Кергелен, — 49°15′, высота ледника на горе 1800 м, всё никак не растает.

Г. Широта Кергеллена, 49° ю.ш., соответствует 60° с.ш.

Д. С краёв шапки будет стекать холодный воздух. С округи тёплые воздушные массы пойдут в сторону центра ледника. Образуются регулярные ветра, ускоряющие процесс таяния.

Е. Фактор засорения поверхности снежного покрова тёмными примесями. Отражающая способность один из важнейших факторов.

Ж. Одно — тонкий слой, в пару сантиметров, и другое — несколько десятков сантиметров: первые слои пыли, лёсса, сажи резко ускорят таяние льда, дальнейшее же нарастание этого слоя законсервирует ледник — толстый слой будет играть роль теплоизолятора.

З. Таяние зависит от целостности куска, поверхности.

И. Вода, образовавшаяся в результате таяния льда размоет лёд на фрагменты и ускорит процесс.

К. Таять будет медленнее, чем нарастать. Энергоемкость плавления/замерзания сильно различаются.

Л. 330 Мдж на тонну и 20 Мдж на нагрев льда с -10° до 0°. Дальше уже водопады.

М. Снизу поначалу будет таять очень медленно.

Н. Когда вода потечёт, она пойдёт не только верхом. Это бешеная картина — таяние шапки.

О. Нижняя граница ледников на Кавказе с 3-го километра: 2100 — 2300 метров над у.м.

В обсуждении вспомнилось одно очень интересное место и явление. Которое косвенно позволяет оценить масштабы таяния нашей шапки. Это Батагайская котловина.

Материалы по ней можно посмотреть по тегу «Батагайка».

Находится за Полярным кругом, на 67,3° с.ш.

Глубина котловины 100 метров. Площадь 3,5 квадратных километра. Выросла с нуля с начала 60-х (данные на 2019 год)

Тает 4 месяца. В тени тает при температуре воздуха выше +15°- держит мерзлота, её температура ниже минус 10°.

Климат Батагая можно сравнительно оценить по климатической таблице Жиганска, расположенного южнее на 120 км. Т.е. в Батагае немного суровее.

100 метров толщиной, практически льда, вытаяло, размыло и вынесено вон за 50 лет. Отсюда примерно вывожу, что наша шапка здесь растаяла бы (2км/100м=20) за 50*20=1000 лет.

Но наша шапка находится на 45°, южнее на (67°-45°)*111=2422 км. Это во-​первых.

Во-​вторых, нет вечной мерзлоты. В третьих, температура льда, спрессованного снега, имела положительный градиент в сторону земной поверхности. Попросту лёд изначально теплее Батагайского. Под шапкой вечная мерзлота несколько метров, а не сотни.

Пример Батагайской котловины наглядно демонстрирует скорость таяния полярной шапки по её переезду в тёплые края.

Если не на порядок, т.е. в 10-20 раз быстрее и за 50-100 лет, то уж за 150-200 лет шапка исчезнет, слёзно пробуровив земную поверхность глубокими каньонами.

Никакой тысячи, двух тысяч лет на её таяние не потребуется. 

Часть 3.  Расчёты   

Модель ледяной шапки представим в виде конуса радиусом 1000 км, высотой 2 км в центре и высотой 0 метров на краях.

1. Посчитаем количество джоулей 330 кДж/кг = 330 000 кДж/тонну = 3,3*10″8 Дж/куб.м → множим на 1000 кубиков = 3,3*10″11 Дж = 330 ГДж/м2 — потребно на растопление столбика льда с основанием в 1 кв.м. и высотой 1000 метров.

2. Для Сочи 4.91 ГДж/м2 — усреднённые данные по энергии солнечного излучения.

3. Разделив позицию 1 на Сочинскую: 330 ГДж/м2 / 4.91 ГДж/м2 получим 67 лет.

4. Учтем нагрев льда, скажем с -20°С до 0°С.

2100Дж/(кг·°C) = 2.100.000 Дж/м3·°C * 1000м = 2,1*10″9 Дж — нагрев на 1 градус нашего километрового столбика с основанием в 1 кв.м.. Нагрев на 20°С даст цифру в 4,2*10″10 Дж.

Добавим её к первой позиции: 330 ГДж/м2 + 42 ГДж/м2 = 372 ГДж/м2 — увеличение на 13% увеличит полученный выше срок с 67 до 75 лет. Как говорится, — ни о чём..

5. Но, с другой стороны, не учтено и тепло с прилегающих территорий, дожди, вынос нерастаявшего льда потоками с разнесением на доп.площадь.

6. Также надо учесть работу силы тяжести. Е= m*g*h

Возьмем 1 куб.м. растаявшего льда из нашего столбика на высоте в 2 км и сольем его на 1 км ниже. Также поступим с каждым последующим кубиком — сольем его ниже на 1 км. Таких кубиков будет 1000.

Е=1000кг*9,8*1000 м*1000 кубиков = 10″10 Дж, что в 2 раза больше нежели дает Сочинское солнце ( 4.91 ГДж / м2).

Т.е. процесс ускоряется в 3 раза, и таяние шапки происходит уже за 75/3 = 25 лет.

25 лет — этот срок можно увеличить в 2, 3, 4 раза, и всё равно мы получим время, сравнимое с длительностью человеческой жизни.

Похожие записи

Оставить комментарий