Мониторинг снежного покрова

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Основные свойства снежного покрова

1.1 Образование снежного покрова

1.2 Физическая характеристика снега

1.3 Стратиграфия снежной толщи

1.4 Снегомерная съемка

Глава 2. Снежный покров как индикатор загрязнения природной среды

Глава 3. Мониторинг снежного покрова

Заключение

Список литературы

Введение

В жизни Земли сезонный снежный покров имеет большое значение. Он покрывает поверхность Земли на площади от 115 до 126 млн. км2. Этот своеобразный теплоизоляционный слой отделяет поверхность суши от тропосферы, резко увеличивает альбедо, отражая до 80% поступающей солнечной радиации, и тем самым способствует охлаждению земной поверхности.

Формирование снежного покрова земного шара предопределяется общей циркуляцией атмосферы. С океанов прогретые воздушные массы поступают на охлажденные зимой материки. Это вызывает конденсацию влаги и превращение ее в снег. Особенно возрастает количество твердых осадков, если на пути воздушных течений располагаются хребты (Кордильеры, Скандинавские горы и т. д.).

Целью написания курсовой является изучение мониторинга снежного покрова.

Глава 1.Основные свойства снега и снежного покрова

Снежный покров -- одно из самых крупных сезонных явлений -- ежегодно покрывает почти всю территорию нашей страны. Формирование снежного покрова обуславливается географической зональностью, рельефом поверхности и общей циркуляцией атмосферы. Источником снежного покрова служат твердые осадки (в основном -- снег), сохраняющиеся на земной поверхности при отрицательных температурах (Котляков, 1968).

Снежный покров на склонах гор характеризуется значительной пространственной неоднородностью и изменчивостью. Неоднородность высоты, плотности и строения снежного покрова образуется с самого начала выпадения снега на поверхность склонов, увеличиваясь за счет процессов перекристаллизации, уплотнения и течения снега, и формирования новых слоев снежного покрова.

Снежный покров обладает особыми физическими свойствами и подчиняется особым законам формирования и взаимодействия с окружающей средой. Вследствие малой теплопроводности и газопроницаемости снежный покров предохраняет почву от глубокого промерзания, а зимующих под снегом животных и растений от резких колебаний температур. Почвенные и геоморфологические процессы под снегом протекают совершенно иначе, чем на бесснежных пространствах. Накопленные в виде снега атмосферные осадки питают поверхностные и грунтовые воды, режим которых в значительной мере зависит от распределения снежного покрова, его физических свойств и характера снеготаяния.

Являясь продуктом климата, снежный покров сам становится мощным климатообразующим фактором. Он оказывает влияние и на летний температурный режим почв, режим влажности почво-грунтов, распределение животных и растительных организмов и даже некоторых форм рельефа.

Снежный покров является зеркалом сезонного состояния природы: он накапливает и передает сезонную информацию ландшафта, получая ее как от биогенных, так и от абиогенных компонентов ландшафта (Рихтер, 1945).

1.1 Образование и форма снега

Снег -- мельчайшие матово-белые кристаллики льда являются самыми обычными видами твердых осадков, возникающих в свободной атмосфере в результате сублимации водянного пара внутри переохлажденного воздуха.

Образованию кристаллов способствуют и ядра кристаллизации, среди которых лучшими являются вещества, кристаллическая решетка которых геометрически подобна решетке льда. При исследовании снежинок под электронным микроскопом, в их центрах были обнаружены включения, состоящие преимущественно из частиц каолина, глины, угля, а также микроорганизмов.

Кристаллы льда имеют тригональную форму. Они всегда развиваются попарно и создают шестиугольный кристалл. Кристаллографических осей 4: из них 3 лежат в одной плоскости, образуя друг с другом углы в 1200 , четвертая (главная) ось направлена перпендикулярно к этой плоскости и является осью симметрии (Коломыц, 1970).

Множество факторов влияет на образование и рост снежинок, поэтому так велико разнообразие их форм. Обобщая это разнообразие форм снежинок, можно говорить о двух основных типах. 1 -- пластинчатые кристаллы, образующиеся при температурах -20...-250С (пластинки, звездчатые кристаллы, пушинки); 2 -- столбчатые кристаллы, образующиеся при более низких температурах (столбики, иглы, ежи) (Котляков, 1994).

Кроме осадков, выпадающих из атмосферы, зимой наблюдаются и нарастающие осадки, образующиеся на поверхности Земли, снежного покрова или различных предметов. Это -- иней, изморозь и гололед.

Помимо этих первичных форм осадков в снежном покрове в соответствии со структурой и физическими свойствами выделяют 3 типа (Тушинский, 1968):

1. Свежий снег -- свежевыпавший или свежеотложенный снег;

2. Старый снег -- уплотненный или фирнизированный снег с разновидностями зернистости, а также снег-плывун или глубинная изморозь;

3. Фирн -- переходная форма от снега ко льду.

1.2 Физические характеристики снега

Вес снега. Вес снега чрезвычайно мал: средний вес снежной звездочки 0,1 мг, пластинки 0,007 мг.

Цвет снега. Цвет снега обуславливается счтроением кристалла снега, а также большим количеством воздуха, содержащигося в снеге. Свежевыпавший рыхлый снег слегка голубоватого цвета; уплотненный ветром снег -- белого цвета с серебристым блеском; снег в глубоких слоях -- зеленовато-серого цвета.

Пластичность снега. Интересное свойство снега -- способность к сцеплению и растяжению. Пластичность снега различна в зависимости от структуры снега и влажности.

Мощность снега. Толщина снежного покрова, измеренная рейкой-линейкой перпендикулярно земной поверхности.

Плотность снега. Плотность снега одно из важнейших свойств снега. Это есть отношение объема воды, полученного от растаявшего данного объема снега, к объему этого снега до таяния (Рихтер, 1965).

1.3 Стратиграфия снежной толщи

Снежная толща обладает «памятью» и может рассказать о характере погодных условий данной зимы. Такие свойства имеют форма и строение снежных кристаллов, слоистость толщи, различные типы корок.

Если вырыть в снегу шурф, то откроется сложное слоистое строение снежной толщи. Верхний генетический горизонт представляет собой свежевыпавший снег; средние генетические горизонты -- слои подвергшиеся процессам кристаллизации; нижний генетический горизонт - слой глубинной изморози; слои часто разделяются корками .

Кроме основных слоев в разрезе снежной толщи почти всегда можно увидеть целый ряд прослоек льда или уплотненных тонких горизонтов -- корок. Зарождение их происходит как на поверхности снежного покрова (радиационные, гололедные, оттепельные, ветровые корки), так и внутри самой толщи (сублимационные).

Радиационные или солнечные корки образуются при замерзании поверхности снега, которая оплавилась или таялавследствие поглощения тепла солнечной радиации. Это наиболее прочные корки, так как замерзание происходит при безоблачном небе и сильно охлажденной поверхности.

Гололедные корки образуются при выпадении мороси; поверхность этих корок обычно неровная. Из-за малой прочности эти корки быстро испаряются.

Оттепельные корки образуются при замерзании поверхности снега, растаявшего вследствие прихода теплого воздуха или его местного прогревания при безоблачном небе.

Ветровые корки образуются под воздействием сублимационного уплотнения, ветровой упаковки и механического давления ветра.

Сублимационные корки образуются как внутри снежной толщи, так и на ее поверхности при низкиз температурах «сухим» путем. Механизм образования связан как с влиянием сильного влажного ветра, так и с «подсасыванием» водяных паров из нижних более теплых слоев (Рябцева, 1958).

1.4 Снегомерная съемка

Для составления комплексного снегомерного профиля проводим снегомерную съёмку: измерение мощности, плотности снежного покрова и стратиграфии снежной толщи по определённому маршруту для изучения распределения снежного покрова на данной территории и определения запасов содержащейся в нём воды(данные занесены в журналы измерений). Положение профиля выбрано таким образом, чтобы он пересекал основные характерные природно-территориальные комплексы, например, долину реки. Для изучения стратиграфии снежного покрова закладывается шурф. В каждой точке комплексного профиля проводились измерения по следующему плану (рис. 1) Рабочая площадка представляла собой квадрат размером 3на 3 м.

Снегомерная съемка отражена в следующем журнале:

Журнал измерений мощности снежного покрова на площадке №1-9 (3х3м)

№ точки	Измерения
	текущие	среднее
А1	52 см	56 см
А2	59 см
А3	65 см
А4	55 см
А5	50 см
Б1	94 см	72 см
Б2	59 см
Б3	60 см
Б4	65 см
Б5	84 см
В1	63 см	58 см
В2	71 см
В3	50 см
В4	53 см
В5	53 см
Г1	63 см	64 см
Г2	59 см
Г3	71 см
Г4	65 см
Г5	60 см
Д1	50 см	53 см
Д2	62 см
Д3	51 см
Д4	51 см
Д5	51 см
Е1	66 см	60 см
Е2	64 см
Е3	55 см
Е4	60 см
Е5	56 см
Ж1	21 см	20 см
Ж2	20 см
Ж3	20 см
Ж4	20 см
Ж5	17 см
З1	55 см	57 см
З2	57 см
З3	60 см
З4	60 см
З5	56 см
И1	32 см	35 см
И2	40 см
И3	35 см
И4	32 см
И5	35 см

Журнал измерений плотности снежного покрова на пощадке №1-9 (3х3м)

№ точки	Измерения
	текущие	среднее
А5	0,2	0,2
Б5	0,21	0,21
В5	0,2	0,2
Г5	0,21	0,21
Д5	0,2	0,2
Е5	0,21	0,21
Ж5	0,23	0,23
З5	0,22	0,22
И5	0,3	0,3

Из данных полевых измерений плотности снежного покрова видно, что плотность снега практически остается неизменной, за исключением нижней части долины (низкая пойма). Это обусловлено в первую очередь сменой погодных условий (смена ясной погоды на пасмурную).

Журнал расчета запасов воды в снежном покрове на полощадке №1-9 (3х3м)

№ точки	Плотность, г/см3	Мощность,см	Запас воды, мм
А5	0,2	50 см	100
Б5	0,21	84 см	176,4
В5	0,2	53 см	106
Г5	0,21	65 см	136,5
Д5	0,2	51 см	102
Е5	0,21	56 см	117,6
Ж5	0,23	17 см	3,91
З5	0,22	56 см	123,2
И5	0,3	35 см	105

Полученные данные по запасу воды говорят о том, что наибольший запас воды сосредоточен в снежной толще правого наветренного коренного склона реки, а наименьший - в ее русле. По данным наших полевых измерений сильного весеннего половодья в долине р. Кага не ожидается.

Все выше перечисленные параметры позволяют нам составить комплексный снегомерный профиль, с указанием стратиграфии снежной толщи на исследуемых природно-территориальных комплексах (рис.2).

+++ - свежевыпавший снег; I,II,III,IV - слои кристаллизации; ??? -- слой глубинной изморози.

Комплексное описание исследуемой территории

А -- коренной правый берег реки Кага, высотой до 300 метров. Туристическая база «Тенгри». Шурф снежной толщи мощностью 56 см.

0-2 см -- свежевыпавший снег;

2-12 см -- 1-й слой кристаллизации, в нижней части сублимационная корка -- 1-3 см;

12-25 см -- 2-й слой кристаллизации;

25-35 см -- 3-й слой кристаллизации, в нижней части ветровая корка -- 2-3,5 см;

35-50 см -- 4-й слой кристаллизации;

50-56 см - слой глубинной изморози.

Б -- склон коренного правого берега реки Кага, ступенчатый, крутизной 150. Шурф снежной толщи мощностью 72 см.

0-3 см -- свежевыпавший снег;

3-11 см -- 1-й слой кристаллизации, в нижней части сублимационная корка -- 1,5-2 см;

11-25 см -- 2-й слой кристаллизации;

25-40 см -- 3-й слой кристаллизации, в нижней части ветровая корка -- 3 см;

40-62 см -- 4-й слой кристаллизации;

62-72 см -- слой глубинной изморози.

В -- склон коренного правого берега реки Кага, ступеньчатый, крутизной 35-400. Шурф снежной толщи мощностью 58 см.

0-3 см -- свежевыпавший снег;

3-13 см -- 1-й слой кристаллизации, в нижней части сублимационная корка -- 1,5-3 см;

13-27 см -- 2-й слой кристаллизации;

27-39 см -- 3-й слой кристаллизации, в нижней части ветровая корка -- 2,5-3,5 см;

39-52 см -- 4-й слой кристаллизации;

52-58 см -- слой глубинной изморози.

Г -- тыловой шов ступенчатого склона правого коренного берега реки Кага. Шурф снежной толщи мощностью 64 см.

0-3 см -- свежевыпавший снег;

3-15 см -- 1-й слой кристаллизации, в нижней части сублимационная корка -- 2 см;

15-30 см -- 2-й слой кристаллизации;

30-45 см -- 3-й слой кристаллизации, в нижней части ветровая корка -- 3 см;

45-57 см -- 4-й слой кристаллизации;

57-64 см -- слой глубинной изморози.

Д -- высокая пойма реки Кага. Шурф снежной толщи мощностью 53 см.

0-2 см -- свежевыпавший снег;

2-16 см -- 1-й слой кристаллизации;

16-30 см -- 2-й слой кристаллизации, в нижней части оттепельная корка -- 1,5 см;

30-46 см -- 3-й слой кристаллизации;

46-53 см -- слой глубинной изморози.

Е -- тыловой шов склона высокой поймы реки Кага. Шурф снежной толщи мощностью 60 см.

0-3 см -- свежевыпавший снег;

3-14 см -- 1-й слой кристаллизации, в нижней части ветровая корка -- 2 см;

14-29 см -- 2-й слой кристаллизации, в нижней части оттепельная корка -- 2,5 см;

29-51 см -- 3-й слой кристаллизации;

51-60 см -- слой глубинной изморози.

Ж -- русло реки Кага. Шурф снежной толщи мощностью 20 см.

0-15 см -- свежевыпавший снег;

15-20 см -- слой глубинной изморози.

З -- левобережняя высокая пойма под скалистым левым склоном. Шурф снежной толщи мощностью 53 см.

0-2 см -- свежевыпавший снег;

2-18 см -- 1-й слой кристаллизации;

18-30 см -- 2-й слой кристаллизации, в нижней части оттепельная корка -- 1,5 см;

30-47 см -- 3-й слой кристаллизации;

47-53 см -- слой глубинной изморози.

И -- крутой левый берег реки Кага, с выходом коренных скальных пород, с сосновым лесом. Шурф снежной толщи мощностью 35 см.

0-2 см -- свежевыпавший снег;

2-13 см -- 1-й слой кристаллизации;

13-27 см -- 2-й слой кристаллизации;

27-35 см -- слой глубинной изморози.

Таким образом, нами выявлено то, что наибольшей мощности в долине р. Кага снежный покров достигает на относительно выровненной поверхности ступенчатого правого склона реки (72 см) и в тыловом его шве (64см). Это обусловлено сползанием снежной толщи в нижние и покатые части склона. Наибольшей простотой отличается стратиграфический шурф в русле р. Кага (свежевыпавший снег, глубинная изморось). Наиболее сложная дифференциация снежной толщи наблюдается на правом коренном склоне р. Кага. Именно здесь глубинная изморось находится на наибольшей глубине. Он, по сравнению с левым склоном реки не залесен, поэтому наиболее подвержен ветровым и инсоляционным процессам. Границы между слоями кристализации определяли различные по происхождению корки. Наибольшее количество таких корок также характерно для правого коренного склона реки.

Глава 2.Снежный покров как индикатор загрязнения природной среды

Снежный покров является эффективным накопителем аэрозольных загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха. При снеготаянии эти вещества поступают в природные среды, главньм образом в воду, загрязняя их.

При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на 2-3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому измерения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности.

Послойный отбор проб снежного покрова позволяет получить динамику загрязнения за зимний сезон, а всего лишь одна проба по всей толще снежного покрова дает представительные данные о загрязнении в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы.

Снежный покров позволяет решить проблему количественного определения суммарных параметров загрязнения (сухих и влажных выпадений).

Снежный покров как естественный планшет-накопитель дает действительную величину сухих и влажных выпадений в холодный сезон и количественную величину параметров загрязнения. В горах и полярных областях земного шара снежный покров, постепенно превращаясь в лед, как бы консервирует находящиеся в нем загрязняющие вещества и сохраняет их при благоприятных условиях в массе ледников многие сотни и тысячи лет, становясь своеобразной летописью состава атмосферного воздуха и его загрязнения.

Снежный покров является эффективным индикатором процессов закисления природных сред.

Загрязнение снежного покрова происходит в 2 этапа. Во-первых это загрязнение снежинок во время их образования в облаке и вьшадения на местность - влажное выпадение загрязняющих веществ со снегом. Во-вторых, это загрязнение уже выпавшего снега в результате сухого вьшадения загрязняющих веществ из атмосферы, а также их поступления из подстилающих почв и горных пород.

Взаимоотношение между сухими и влажными выпадениями зависит от многих факторов, главными из которых являются: длительность холодного периода, частота снегопадов и их интенсивность, физико-химические свойства загрязняющих веществ, размер аэрозолей.

В связи с большой интенсивностью процессов влажного вымывания для регионального и глобального загрязнения доля сухих выпадений обычно составляет 10-30%. Однако вблизи локальных источников при больших выбросах грубодисперсных аэрозолей картина меняется на обратную, т.е. на долю сухих выпадений может приходиться от 70 до 90% .

Среднее время пребывания в атмосфере антропогенных и природных веществ тесно связано с высотой выброса и физико-химическими свойствами. Время пребывания, как правило, растет с высотой выброса и увеличением дисперсности аэрозольных частиц и составляет от нескольких минут до года и более.

Характерная высота поступления загрязняющих веществ от крупных промышленных предприятий и тепловых электростанций составляет 150 м. Эта оценка учитывает высоту труб, начальный подъем газопьыевого факела, распределение мощности выброса по отдельным типам источника. Реальная высота выброса может колебаться в широких пределах, от десятков до сотен метров.

Выброс загрязняющих веществ автотранспортом происходит практически на уровне земли.

Поступление в атмосферу природных веществ (продуктов ветровой эрозии, летучих соединений, морских брызг) происходит непосредственно с поверхности Земли.

Измерение загрязняющих веществ в снежном покрове позволяет оценить загрязнение атмосферного воздуха, воды и почв.

Снежный покров является одним из источников загрязнения поверхностных вод. Установлено, что доля сульфатов, выносимых в половодье в речную систему бассейна средней реки в фоновых условиях формирования сульфатного стока, составляет 15-25 %.

Содержание микроэлементов в снеге и их выпадения колеблются в очень широком диапазоне главным образом в зависимости от степени антропогенного влияния.

Для территории Мурманской области большой интерес вызывает изучение поведения и распространения тяжелых металлов во всех средах, включая мониторинг снежного покрова.

Основными промышленными источниками загрязнения природной среды тяжелыми металлами на территории Кольского полуострова являются предприятия черной и цветной металлургии, топливные электростанции и котельные, завод по переработке твердых бытовых отходов, автотранспорт.

Методами математической статистики изучено поведение нескольких десятков металлов. Было установлено, что примерно для 70 % всех изученных металлов, в т. ч., кальция, магния, калия, железа, никеля, кобальта, свинца и марганца концентрация в снеге изменяется согласованно (коэффициент корреляции 0.9). Это объясняется единообразием природы источников и характеристик переноса. Изменчивость остальных элементов, в том числе, цинка и меди существенно отлична от рассмотренных выше. Внутри этой группы элементов значение парных коэффициентов корреляции существенно ниже (около 0.7). Обособленная изменчивость элементов второй группы объясняется влиянием выбросов от специфических локальных источников (открытое сжигание мусора, черная и цветная металлургия).

Перенос загрязняющих веществ на большие расстояния осуществляется главным образом за счет общей циркуляции атмосферы. Поступающие в атмосферу примеси, подхваченные воздушными потоками, могут распространяться на расстояние от нескольких сотен до нескольких тысяч километров. Так, например, тяжелые металлы в виде аэрозолей при среднем времени их пребывания в нижней тропосфере, равном 5 суткам, могут быть перенесены на расстояние до 3000 км, а в верхней тропосфере и на значительно большее расстояние.

По результатам исследований загрязнения металлами снежного покрова вокруг крупного металлургического комбината был сделан вывод о том, что около 70% выбросов металлов уносится из труб металлургических комбинатов на расстояния свыше 30 км, создавая региональное и глобальное загрязнение.

Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим он обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором атмосферного воздуха, атмосферных осадков, а также последующего загрязнения почвы. При образовании снежного покрова из-за процессов сухого и влажного выпадения примесей концентрации загрязняющих веществ в снегу оказывается на 2--3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому изменения их содержания могут производиться более простыми методами с высокой степенью надежности. Средняя продолжительность снежного покрова в нашей местности составляет 5 месяцев (с ноября по апрель).

В зависимости от источника загрязнения изменяется состав снежного покрова, чем ближе источник загрязнения, тем больше в пробе снега будет содержаться тяжелых металлов, пыли и т. д.

Снежный покров отражает различные временные характеристики загрязнения. Содержание металлов в снежном покрове является результатом загрязнения атмосферного воздуха, суммируя колебания уровней загрязнения, связанные с воздействием технологического процесса, эффективностью пылегазоулавливания, влиянием метеорологических и других факторов. В снежном покрове отражается существующее загрязнение е атмосферного воздуха [2, 3, 4, 5].

Пробы снежного покрова отбираются на всю мощность из шурфов или снегоотборниками, при этом обязательно фиксируется площадь шурфа и время снегостава. Размеры шурфа замеряются по длине и ширине для расчета площади, на которую проектируется выпадения из атмосферы. При этом вес пробы должен быть не менее 6 кг., чтобы получить массу выпадений, достаточную для проведения анализа на содержание металлов. Дата отбора проб четко фиксируется, что позволяет определить время, за которые накопились в снегу атмосферные выпадения. Оно рассчитывается от даты установления устойчивого снежного покрова (по данным гидрометеослужбы).

Отобранные пробы снега растапливаются и центрифугируются для выделения твердой фракции выпадений. После высушивания, осадок взвешивается. Вес осадка определяет общее количество пыли, выпадающей за единицу площади в единицу времени. Расчет ведется по формуле:

где -- вес пыли, осажденной снегом,

 -- проективная площадь осаждения

 -- временной интервал в сутках между моментом опробования и датой установления устойчивого снежного покрова.

Основные требования к химико-аналитическим исследованиям при проведении геохимического картирования снежного покрова связаны с необходимостью экспрессного получения данных по максимальному широкому комплексу химических элементов, формирующих зоны загрязнения. С этой целью используется спектральные методы анализа. При исследовании металлов в снежном покрове обязательно определение свинца, ртути, цинка, меди, хрома, никеля, ванадия, олова. При наличии источников выбросов кадмия, мышьяка, фтора определение этих элементов в природных средах проводят атомно-абсорбционной спектрофотометрией и йонселективными методами.

Характеристика снежного покрова проводится по геохимическим показателям. Они учитывают распределение как отдельных металлов, участвующих в загрязнении, так и ассоциации, обусловленные полиэлементностью химического состава техногенных потоков, формирующих загрязнение. К таким показателям относятся коэффициент концентрации химических элементов Kc и суммарный показатель загрязнения Zc. Коэффициент концентрации - это показатель кратности повышения содержаний химических элементов в точке опробования над его средним содержанием в аналогичной природной среде на фоновом участке. Фоновые участки выбираются на территориях, не подвергающихся загрязнению или испытывающих его в минимальной степени [1].

Кроме того, интенсивность накопления свинца, меди и ртути в депонирующих средах сравнивается с их расчетными допустимыми уровнями.

Данные по загрязнению снежного покрова представляется, кроме уже указанных, следующими показателями:

· показателями концентрации химических элементов в пыли, уловленной снежным покровом ( в мг/кг пыли);

· показателя выпадения общей пыли, рассчитываемого на единицу площади за единицу времени (г/км2 сутки);

· показатели массы химических элементов с выпадение пыли на снежный покров (мг/км2 сутки).

Для этих величин рассчитываются также коэффициенты концентрации по сравнению с фоновыми уровнями и суммарный показатель нагрузки, аналогичный суммарному показателю загрязнения.

На основе указанных геохимических показателей строятся карты распределения отдельных химических элементов или их ассоциаций. На моноэлементных картах в виде изолиний абсолютных содержаний или превышений над фоном показывается распределение отдельных металлов. Интервалы градации между изолиниями принимаются в арифметической пропорции [3, 4, 6,]. Но при построении карт выделяют четыре уровня загрязнения.

Таким образом, можно наглядно увидеть районы (места) интенсивного загрязнения и принять необходимые меры.

Глава 3.Мониторинг снежного покрова

Снежный покров играет важную роль в функционировании экосистем. Он оказывает влияние на климат, рельеф, гидрологические и почвообразовательные процессы, жизнь растений и животных. Особенно велика роль снежного покрова в круговороте воды в природе.

Снеговое питание занимает значительное место в речном стоке территорий, на которых формируется снежный покров. Он определяет величину годового стока, уровень весеннего половодья, ледовый режим рек, интенсивность наледных и лавинных процессов, годовой баланс ледников.

Многообразна роль снежного покрова и в жизни растений. Он изменяет термический и водный режим среды обитания растений, оказывает на них непосредственное механическое воздействие. Снежный покров предохраняет их от вымерзания и ветрового иссушения в зимний период. Вместе с тем, он может способствовать выпреванию растений. Даты разрушения устойчивого снежного покрова определяют продолжительность вегетационного периода и даты наступления фенофаз. От запаса воды в снежном покрове зависит весеннее увлажнение почв и, следовательно, продуктивность растений.

Снежный покров способствует развитию жизненных форм растений, влияет на видовое разнообразие и соотношение экологических типов растений на той или иной территории.

Снежный покров является важным экологическим фактором для животных. Его теплоизолирующие свойства позволяют многим видам избегать низких температур воздуха. Благодаря снежному покрову в зимний период ведут активный образ жизни (вплоть до размножения) многие виды мелких грызунов. Ряд птиц зарывается в снег на ночевку. Многим животным снежный покров мешает добывать корм. Увеличение толщины снежного покрова вызывает у ряда видов затруднения в передвижении, что меняет отношения в системе «жертва-хищник». В связи с этим снежный покров является одним из факторов миграции животных и плотности их размещения.

В связи с этим, наблюдения за динамикой снежного покрова являются важным компонентом комплексного мониторинга климата и экосистем. В Катунском заповеднике эти наблюдения были начаты в 2006 году, но полностью система наблюдений за снежным покровом была реализована в 2010 году. В соответствии с методикой, разработанной для ООПТ Алае-Саянского экорегиона (Быков, Попов, 2011), для осуществления мониторинга на территории заповедника заложено 3 линейных маршрута со снегопунктами (всего 10 снегопунктов) и 3 индивидуальных снегопункта. Снегомерные маршруты заложены в долинах рек Кураган, Казиниха, Мульта. В числе прочих, заложены снегопункты на двух профилях по мониторингу экотона верхней границы леса в окрестностях Тайменьего озера.

Наблюдения за снежным покровом включают в себя:

1. фиксацию основных режимных характеристики снежного покрова (даты установления и схода снежного покрова, даты образования и разрушения устойчивого снежного покрова, число дней со снежным покровом; число дней с устойчивым снежным покровом),

2. измерение параметров снежного покрова, измеряемые в процессе инструментальных наблюдений: толщина снежного покрова; плотность снежного покрова; снегозапас.

3. характеристику снежного покрова, получаемую в ходе визуальных наблюдений: степень покрытия поверхности снежным покровом; характер залегания снежного покрова; характер разрушенности снежного покрова; структура снежного покрова (стратиграфия); состояние поверхности почвы под снегом.

Снежный покров является удобным индикатором за грязнения атмосферных осадков, атмосферного воздуха, а также загрязнения воды и почв в результате таяния снега, так как:

-- при образовании и выпадении снега в результате процессов его сухого и влажного вымывания концентра ция загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на два-три порядка выше, чем в атмосферном воздухе;

-- отбор проб очень прост и не требует специального сложного оборудования; послойный отбор дает возмож ность отследить динамику загрязнения за зимний период; одна проба, взятая по всей толщине снежного покрова, дает представительные данные о загрязнении в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы;

-- снежный покров позволяет решить проблему коли чественного определения суммарных параметров загряз нения (сухих и влажных выпадений снега);

-- снежный покров является эффективным индикато ром процессов закисления природных сред.

Мониторинг загрязнения снежного покрова позволяет отслеживать загрязнение окружающей среды сульфатами, нитратами, ионами аммония, основаниями, тяжелыми металлами, полициклическими ароматическими нефтя ными углеводородами, хлорорганическими пестицидами и другими веществами.

Снежный покров также может быть использован для определения вещественного состава и мощности выбро сов предприятий, доли вещества, увлекаемого в дальний и локальный перенос, дистанционных измерений пара метров загрязнения местности, в том числе и из космоса (измерение альбедо).

Мониторинг загрязнения снежного покрова осуществ ляют на базе снегомерной сети, используемой для опре деления физических параметров снежного покрова (высо ты, плотности, влагозапаса).

Отбирают пробы снега для определения параметров его загрязнения весовым снегомером во время проведе ния плановых снегосъемок в период максимального вла-госодержания (влагозапаса) в снеге один раз за зиму. В месте отбора снегомер врезают на всю толщину снежно го покрова до поверхности земли, после чего трубу с кер ном снега вытаскивают, поддерживая внизу полиэтилено вой лопаткой. Время пребывания снега в металлическом снегомере должно быть минимальным. Нижняя (режу щая) часть снегомера и основание столбика снежного керна должны быть тщательно очищены от частиц грунта. Определение параметров загрязнения проводят путем анализа одной сборной пробы, которая с заданной точно стью должна характеризовать среднюю концентрацию за грязняющего вещества на маршруте. Этого достигают от бором нескольких частных проб в пунктах определения плотности снега. Наиболее часто сборная проба имеет объем 2--4 л и состоит из 4--6 частных проб, равномерно размещенных на снегомерном маршруте. Часто для отбо ра проб снега используют метод конверта.

снег загрязнение стратиграфия

Заключение

Развитие человечества - это постоянное движение вперед, оно подразумевает разработку новых технологий, совершенствование условий жизни и труда людей. В последнее время негативное воздействие деятельности человека, в том числе и автомобильного транспорта, на окружающую среду, стали весьма заметны.

Эффективным накопителем аэрозольных загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха, является снежный покров. Таким образом, целью нашего исследования стало изучение состояния снежного покрова .

Список литературы

1. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 №7-ФЗ

2. Антоненков А. Г. Мониторинг снежного покрова: Метод. указания.- СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2003.- 16 с.

3. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве (утв. Главным государственным санитарным врачом СССР От 15.05.1990 n 5174-90) По состоянию на ноябрь 2007 года

4. Ревич Б.А., Сает Ю.Е., Смирнова Р.С., Е.П. Сорокина. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982.

5. http://www.kop.nnov.ru/public/ecoYear/2003/part5/17.html

6. Снежный покров как индикатор загрязнения природной среды http://www.murman.ru/ecology/krep/snow2.html

Размещено на Allbest.ru