Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Модель влияния растительности и ландшафта на деградацию мерзлоты"

Работа на тему: Модель влияния растительности и ландшафта на деградацию мерзлоты
Оценка: отлично.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра моделирования физических процессов и систем

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
МОДЕЛЬ ВЛИЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ЛАНДШАФТА НА ДЕГРАДАЦИЮ МЕРЗЛОТЫ

03.03.02 Физика Профиль «Фундаментальная физика"

Тюмень 2023

С О Д Е Р Ж А Н И Е
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЕГРАДАЦИИ МЕРЗЛОТЫ 7
1.1 Исследование современных тенденций деградации мерзлоты 7
1.2 Методы моделирования и прогнозирования геокриологических условий 13
1.3. Место измерений 17
1.4. Измерения состояния приземного воздуха 18
1.5. Радиационные данные 23
2. СОЗДАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 27
2.1. Проблемы термодинамического описания реальных природных объектов 27
2.2. Характерные масштабы моделирования 27
2.3. Модель по осредненным профилям температур 28
2.4. Нелинейная модель по профилям температур 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 37

ВВЕДЕНИЕ
Проблема изменения глобального климата остается в центре внимания правительств и научного сообщества. При всей неопределенности темпов, причин и прогнозов глобального потепления, этот процесс очевидно имеет место и влияет на природные и техногенные ландшафты, ареалы распространения видов растений и животных, устойчивость инженерных сооружений, виды человеческой деятельности и темпы освоения полярных регионов. Причины наблюдаемого потепления очевидно комплексные. Существующая «климатическая машина Земли» – набор гигантского количества механизмов как естественного, так и антропогенного характера, определяющих обратные связи как отрицательные (стабилизирующие ситуацию и парирующие исходное воздействие), так и положительные (ускоряющие процессы и ведущие к новому устойчивому состоянию системы, отличному от имеющегося).
Ключевым механизмом изменения климата является полярная амплификация, заключающаяся в убыстренном (до трех раз) изменении температур в полярных и высоких широтах. Амплификация вызвана широтными потоками тепла (от более теплых экваториальных регионов к полярным и умеренным широтам) и наличием вечной мерзлоты – своеобразного глобального холодильника, поглощающего глобальное тепло и формирующего устойчивое состояние атмосферы Земли – наблюдаемый глобальный климат. Вечная мерзлота создает как положительные (эмиссия парниковых газов в результате разрушения криогенных ловушек, накапливающих метан), так и отрицательные ("аккумулятор холода") обратные связи процесса глобального потепления. Так же для России деградация вечной мерзлоты может стать и уже становится национальной эколого-экономической проблемой.
В этих условиях моделирование климата становится первоочередной задачей и требует усилий климатологов, геофизиков и физиков. Построенные модели разного уровня описывают тепловые потоки, изменяющийся климат, в разной степени учитывают факторы, и влияющие на них явления.
Наиболее сложными и, как следствие часто не затронутыми исследователями, явлениями, влияющими на температурный режим атмосферы в указанных географических зонах, являются фазовые переходы вещества и, в первую очередь, воды, и роль биосферы. Вода обладает двумя ключевыми особенностями, влияющими на состояние климата:
- широким распространением в атмосфере,
- аномальными термодинамическими свойствами: теплоемкостью и удельной теплотой фазовых переходов.
Биосфера порождает интенсивный вертикальный транспорт влаги и, изменяя альбедо поверхности, влияет на тепловой баланс.
Моделирование климата в традиционно в основном осуществляется на
мега- и мезомасштабах. Физические подходы эффективны на мезо и микроуровнях, тогда они могут быть физически обоснованными. Глобальные
модели климатических процессов должны содержать в своей основе хорошо обоснованные базирующиеся на физике модели атмосферных явлений на микроуровне – модели микро- и даже наноклимата. Механизмы осреднения должны включать такие модели в основу физически обоснованных реалистичных моделей регионального и глобального климата.
Рис. 2
Таким образом, создание физических моделей поведения элементов атмосферы, учитывающих изначально энергетические обмены, связанные с образованием новой фазы, и роль биосферы, являются актуальными и дополнят существующие модели, описывающие атмосферные явления.
Проблема заключается недостаточном учете в современной климатологии существенно нелинейных свойств фазовых переходов и растительности.
Актуальность вопросов моделирования мерзлоты предопределяет выбор целей и задач работы.
Цель работы – определить влияние растительности и фазовых переходов воды на деградацию мерзлоты
Для выполнения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
1. Сформулировать допущения относительно физических свойств атмосферы, роли растительности и фазовых переходов воды для построения продуктивной и адекватной модели теплового баланса.
2. Составить нелинейные модели теплового баланса атмосферы.
3. Рассчитать нелинейные модели теплового баланса атмосферы.
Выполнение практической части работы было основано на данных полученных возле Газ-Сале – села в Тазовском районе Ямало-Ненецкого Автономного округа.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы. Первая глава работы рассматривает теоретические и методологических аспектов процесса моделирования климата и мерзлоты. В ней содержится описание экспериментальных данных, лежащих в основе работы и макет
экспериментального исследования.
Во второй главе составляются нелинейные модели деградации мерзлоты.
В заключении рассматриваются основные выводы, полученные в ходе выполнения работы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ершов Э. Д. Общая Геокриология. - Москва, 2002. - 684 с
2. Осокин Н. И. Оценка влияния толщины снежного покрова на деградацию мерзлоты при потеплении климата / Н. И. Осокин, Р. С. Самойлов, А. В. Сосновский // Известия РАН. Серия географическая. 2006. №4. С 40-46
3. Kukkonen, I., Suhonen, E., Ezhova, E., Lappalainen, H. K., Gennadinik, V., Ponomareva, O., Gravis, A., Miles, V., Kulmala, M., Melnikov, V., & Drozdov,
D. (2020). Observations and modelling of ground temperature evolution in the discontinuous permafrost zone in Nadym, North-West Siberia. Permafrost and Periglacial Processes, 31(2), 264-280.
4. Романовский Н. Н. Основы Криогенеза Литосферы. - Москва, 1993. -335 с
5. Пармузин С. Ю. Рациональное природопользование в криолитозоне. - Москва, 2006. -191 с
6. Smith, S., O’Neill, H., Isaksen, K., Noetzli, J., Romanovsky, V.(2022). The changing thermal state of permafrost. Nature Reviews | Earth & Environment, volume 3, 10-23.
7. Williams, M., Zhang. Y., Estop-Aragones, C., Fisher, J., Xenakis, G., Charman, D., Hartley, L., Murton, J., & Phoenix, G. (2020). Boreal permafrost thaw amplified by fire disturbance and precipitation increases. Environmental Research Letters 15 114050
8. Smith, M., Riseborough, D. (2002). Climate and the Limits of Permafrost: A Zonal Analysis. Permafrost and Periglacial Processes, 13, 1-15.
9. Windirsch, T., Grosse, G., Ulrich, M., Forbes, B., Gockede, M., Wolter, J., Macias-Fauria, M., Olofsson, J., Zimov, N., & Strass, J. (2022). Large herbivores on permafrost— a pilot study of grazing impacts on permafrost soil carbon storage in northeastern Siberia. Frontiers in Environmental Science Volume 10