Stan i współczesne zmiany systemów lodowcowych południowego Spitsbergenu. W świetle badań metodami radarowymi Mariusz Grabiec

Spis treści książki

Spis treści

 

Podziękowania / 9

Zestawienie symboli / 13

Wstęp. Koncepcja dynamicznego systemu glacjalnego i jego funkcjonowanie w warunkach zmian klimatu / 19

 

1. Sondowania radarowe w studiach systemu glacjalnego / 29

1.1. Geofizyczne podstawy technik radarowych / 30

1.1.1. Równania Maxwella i parametry definiujące właściwości elektryczne ośrodka / 32

1.1.2. Prędkość propagacji fal elektromagnetycznych (v) / 34

1.1.3. Straty energii w różnych utworach geologicznych / 34

1.2. Właściwości ośrodków występujących w systemie glacjalnym wpływające na propagację fal radarowych / 38

1.3. Techniki radarowych sondowań systemów lodowcowych / 44

1.3.1. Typy radarów stosowane w badaniach lodowców / 45

1.3.2. Schemat budowy zestawu radarowego / 46

1.4. Metodyka wykonywania naziemnych sondowań radarowych / 50

1.4.1. Sondowania refleksyjne / 51

1.4.2. Sondowanie w celu określenia prędkości propagacji fal radarowych (sondowanie prędkościowe) / 70

1.5. Przetwarzanie i interpretacja danych radarowych / 74

1.5.1. Przetwarzanie wstępne / 76

1.5.2. Przetwarzanie zasadnicze / 79

1.5.3. Interpretacja danych radarowych / 93

1.6. Przegląd zastosowań metod radarowych w badaniach systemu glacjalnego / 99

1.6.1. Początki badań radarowych. Sondowania miąższości i szacowania objętości lodowców / 99

1.6.2. Badania struktury wewnętrznej lodowców na podstawie sondowań radarowych / 101

1.6.3. Badania stanu hydrotermalnego lodowców na podstawie sondowań radarowych / 104

1.6.4. Inne zastosowania metody radarowej / 106

2. Czynniki warunkujące przestrzenne zróżnicowanie depozycji śniegu na obszarach zlodowaconych (na przykładzie Lodowca Hansa) / 107

2.1. Znaczenie pokrywy śnieżnej w świetle obserwowanych zmian środowiskowych / 107

2.2. Warunki meteorologiczne determinujące akumulację śniegu w obszarze badań / 109

2.3. Metodyka badań zmienności przestrzennej pokrywy śnieżnej oraz dane wejściowe / 113

2.3.1. Wskaźniki topograficzne / 114

2.3.2. Numeryczny model terenu / 116

2.3.3. Waga kierunkowa wskaźników topograficznych / 117

2.3.4. Dane anemologiczne i ekstrapolacja przestrzenna kierunku wiatru / 119

2.3.5. Dane miąższości pokrywy śnieżnej / 121

2.3.6. Znormalizowane wartości miąższości śniegu / 127

2.4. Dystrybucja śniegu na Lodowcu Hansa na podstawie sondowań radarowych / 128

2.5. Przestrzenna klasyfikacja predyspozycji akumulacji śniegu na podstawie wskaźników topograficznych / 131

2.6. Analiza przestrzennej zmienności miąższości śniegu w sezonach 2011—2014 a modele warunków akumulacji / 138

2.7. Porównanie warunków depozycji na podstawie wskaźników topograficznych / 144

2.8. Analiza przydatności wskaźników topograficznych dla prognozowania / rekonstrukcji warunków akumulacji śniegu / 148

2.9. Prawidłowości dystrybucji śniegu na Lodowcu Hansa / 150

2.10. Czasoprzestrzenna zmienność akumulacji śniegu w relacji do warunków meteorologicznych / 152

2.11. Stabilność oraz zmienność stanu pokrywy śnieżnej / 152

2.12. Dysproporcje w przestrzennej dystrybucji śniegu a zmiany geometrii powierzchni lodowca / 154

2.13. Prawidłowości depozycji śniegu na Lodowcu Hansa — podsumowanie / 156

3. Firn i jego rola we współczesnym systemie glacjalnym na przykładzie Lodowca Hansa / 159

3.1. Definicja firnu i procesy kształtujące jego właściwości / 159

3.2. Rola firnu w funkcjonowaniu systemu glacjalnego / 160

3.2.1. Retencja wody / 160

3.2.2. Wtórne zamarzanie wody / 162

3.3. Aktualne problemy badań firnu / 163

3.4. Metody badań firnu na Lodowcu Hansa / 166

3.4.1. Płytkie wiercenia lodowe w strefie akumulacji lodowca / 166

3.4.2. Naziemne sondowania radarowe (GPR) / 167

3.4.3. Identyfikacja stref glacjalnych na obrazie radarowym SAR oraz walidacja na podstawie sondowania GPR / 170

3.4.4. Pomiary i modelowanie temperatury wierzchniej warstwy lodowca / 178

3.4.5. Kalkulacja zasilania wewnętrznego lodowca / 183

3.5. Zasięg firnu w przestrzennej dystrybucji stref glacjalnych na Lodowcu Hansa / 188

3.5.1. Wydzielenie stref glacjalnych na podstawie obrazów SAR / 188

3.5.2. Określenie facji lodowcowych na podstawie analizy i interpretacji naziemnych sondowań radarowych / 191

3.5.3. Porównanie wyników SAR i GPR / 196

3.6. Struktura i właściwości firnu na podstawie analizy rdzenia z odwiertu / 198

3.7. Miąższość firnu aktywnego / 199

3.8. Temperatura firnu / 201

3.9. Wtórne zasilanie lodowca / 202

3.10. Właściwości firnu na Lodowcu Hansa — podsumowanie / 211

4. Ewolucja hydrotermalna lodowców południowego Spitsbergenu / 213

4.1. Cechy struktury termalnej lodowców Spitsbergenu / 214

4.2. Potencjalne kierunki zmian struktury hydrotermalnej w warunkach ocieplenia klimatu / 216

4.3. Metody i obszar badań struktury hydrotermalnej lodowców / 218

4.4. Struktura hydrotermalna lodowców południowego Spitsbergenu w świetle sondowań radarowych / 223

4.5. Lodowce na różnych etapach ewolucji hydrotermalnej / 228

4.6. Symulacja adaptacji struktury hydrotermalnej do współczesnych warunków klimatycznych na przykładzie Lodowca Hansa / 234

4.7. Projekcja zmian struktury hydrotermalnej lodowca wskutek ocieplenia / 238

4.8. Wrażliwość symulacji ewolucji struktury hydrotermalnej na zmianę parametrów / 240

4.9. Uwarunkowania i skutki środowiskowe zmian struktury hydrotermalnej lodowców / 243

4.10. Stan i ewolucja reżimu termalnego — podsumowanie / 248

5. Wpływ zmian geometrii lodowców południowego Spitsbergenu na system drenażu subglacjalnego / 251

5.1. Drenaż podlodowcowy — zagadnienia badawcze / 251

5.2. Zmiany geometrii lodowców na południowym Spitsbergenie od małej epoki lodowej (MEL) oraz charakterystyka obiektów badawczych / 254

5.3. Metody aproksymacji dróg spływu podlodowcowego / 258

5.4. Wrażliwość modeli drenażu podlodowcowego oraz potencjalne skutki zmian geometrii i współczynnika ciśnienia subglacjalnego / 261

5.5. Wyniki modelowania sieci drenażu podlodowcowego / 263

5.6. Miejsca wypływów wód subglacjalnych — porównanie obserwacji i modeli / 266

5.7. Pozostałe przesłanki świadczące o funkcjonowaniu systemu drenażu subglacjalnego / 275

5.8. Krążenie wód subglacjalnych w przegłębionych fragmentach dolin lodowcowych / 279

5.9. Uzyskane wyniki a rezultaty wcześniejszych badań drenażu subglacjalnego / 281

5.10. Wpływ zmian geometrii lodowców na sieć spływu podlodowcowego / 282

5.11. Funkcjonowanie drenażu subglacjalnego w warunkach recesji lodowców — podsumowanie / 286

6. Reakcja lodowców południowego Spitsbergenu na zmieniające się warunki środowiskowe, kierunki ewolucji systemu glacjalnego — wnioski / 289

 

Bibliografia / 303

Summary / 326

Zusammenfassung / 327

pokaż cały spis treści

ukryj recenzje