Numerical Simulation of the Thermal State of Cryolithozone in a Changing Climate
Abstract
A methodology to improve the reliability of numerical modeling of frozen soils thermal state is considered. The accuracy of the simulation consists of three types of errors: a model error due to incomplete accounting factors; error due to statistical heterogeneity affecting input factors; instruments error due to inaccurate measurement of the influencing factors and computational algorithm. The accuracy of the numerical simulation of thermal regime of cryolithozone can be increased using a mathematical model of middle complication, making more accurate input parameters. The main input factors are heat exchange with the atmosphere, weather conditions, snow and vegetation covers, moisture and lithological composition of the sediments. Using field measurements the input data was adjusted. Numerical calculation taking into account the monthly dynamics of snow cover, average daily air temperature and heterogeneity of soils mass was carried out. Satisfactory comparability of obtained numerical results with the experimental data on three key sites of Central Yakutia was shown. The proposed method of numerical modeling should be used to calculate a thermal regime of perennial frozen grounds in conditions of a changing climate.
About the Authors
Petr Petrovich Permyakov
Melnikov Permafrost Institute SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Stepan Prokopievich Varlamov
Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Pavel Nikolaevich Skryabin
Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Yuriy Borisovich Skachkov
Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Об использовании резервов оптимизации вычислений в компьютерных технологиях решения задач прикладной и вычислительной математики с требуемыми значениями характеристик качества / М.Д. Бабич, В.К. Завдирака, В.А. Людвиченко, И.В. Сергиенко // Журн. вычис лит. математики и мат. физики. – 2010. – Т. 50, № 12. – С. 2285–2295.
2. Гречищев С.Е. Оптимальные модели природных процессов погрешности и надежность // Анализ и оценка природных рисков в строительстве: материалы конференции. – М. – 1997. – С. 14–16.
3. Алифанов О.М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов. – М. : Машиностроение, 1979. – 216 с.
4. Пермяков П.П. Идентификация параметров математической модели тепловлагопереноса в мерзлых грунтах. – Новосибирск : Наука, 1989. – 86 с.
5. Самарский А.А. Устойчивость разностных схем / А.А. Самарский, А.В. Гулин. – М. : Едиториал УРСС, 2005. – 384 с.
6. Павлов А.В. Актуальные аспекты моделирования и прогноза термического состояния криолитозоны в условиях меняющегося климата
7. / А.В. Павлов, Г.З. Перльштейн, Г.С. Типенко // Криосфера Земли. – 2010. – Т. 14, № 1. – С. 3–12.
8. Пособие по прогнозу температурного режима грунтов Якутии / Г.М. Фельдман, А.С. Тетельбаум, Н.И. Шендер, Р.И. Гаврильев. – Якутск : Изд-во ИМЗ СО РАН, 1988. – 240 с.
9. Варламов С.П. Температурный режим грунтов мерзлотных ландшафтов Центральной Якутии
10. / С.П. Варламов, Ю.Б. Скачков, П.Н. Скрябин. – Якутск : Изд-во ИМЗ СО РАН, 2002. – 218 с.
11. Павлов А.В. Теплофизика ландшафта. – Новосибирск : Наука, 1979. – 284 с.
12. Скрябин П.Н. Межгодовая изменчивость теплового режима грунтов района Якутска
Review
For citations:
Permyakov P.P., Varlamov S.P., Skryabin P.N., Skachkov Yu.B. Numerical Simulation of the Thermal State of Cryolithozone in a Changing Climate. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2016;21(2):43-47. (In Russ.)
Views:
11
Email this article 