тде ё— основание натуральных логарифмов; Ь — длина волны; Ао— амплитуда колебаний температуры на поверхности. Длина волны зависит от периода колебаний т и от свойств породы, т. е. › =2утта, здесь а— температуропроводность или отношение теплопро- водности & к объемной теплоемкости: я сё. а (с — теплоемкость единицы массы, & — плотность). Для чистого льда длина волны суточных колебаний составляет около 1,1 м, для более длительных апериодических колебаний, обусловленных адвекцией, — соответственно несколько больше, а для годовых колебаний она равна 21—22 м. В фирне плотно- стью & = 0,4 длина годовой волны Ь = 14,8 м. На глубине полу- тодовой волны, где фаза колебаний прямо противоположна на- чальной (с отставанием в 6 мес.), амплитуда колебаний уменьт шается до 1/23 поверхностной амплитуды, а на глубине одной волны — до М/;ав, Т. © практически на этой глубине температура уже постоянна. Величину в 20 м можно считать пределом мощ- ности активного слоя. Если же в фирне в течение теплого се- зона распространение тепла происходит ускоренно путем инфиль- трации, то мощность активного слоя может уменьшаться до 10 м и менее, главным образом в результате того, что на распростра- нение холодной волны идет меньше времени: не год, а всего 10—8 мес., после чего инфильтрационное прогревание настигает и гасит ее Таким образом, активный слой, режим которого определяет собой тип процессов льдообразования, в среднем имеет мощность около 15 м с колебаниями примерно от 10 до 20 м. Тепловой баланс активного слоя (или изменение запаса тепла в нем — А!\) может быть определен как алгебраическая сумма тепловых потоков, проходящих через ограничивающие его поверх- ности за данный промежуток времени. Внутренними источни- ками тепла, выделяющегося путем превращения механической энергии, как и затратами теплоты на большинство внутренних физико-химических процессов (исключая фазовые превращения), можно пренебречь ввиду ничтожно малой их величины для слоя. такой мощности. $ Если принимать во внимание только потоки, распространяю- щиеся в виде лучистой энергии, путем кондуктивной теплопе- редачи и диффузионно-сублимационным (или дистилляционным) 408 и конвективным переносом, то формула теплового баланса актив- ного слоя будет иметь такой вид: ° АУ = No, + к -- Иаа - он» (2) где — No,— радиационный баланс поверхности; — , — конвективный теплообмен с атмосферой; No ‚„ — теплообмен с атмосферой путем процессов воз- тонки — сублимации и испарения — конденсации; а Ь%’ — ток тепла через нижнюю границу активного слоя, 2 @ обусловленный температурным градиентом о, Где 2'—ГЛУ6ИНЭ под поверхностью и, следовательно, температурный градиент положителен при повыше- нии температуры с глубиной (& — коэффициент теплопроводности породы). Вообще каждое приобретение тепла активным слоем обозна- чается знаком плюс, а потеря — знаком минус. Все статьи теплового баланса могут быть получены опытным путем. Здесь можно не детализировать способ расчета каждой из них, — для теплового баланса поверхности снега это сделано в работах Г. Свердрупа (буегагир, 1936), П. П. Кузьмина (1947, 1948), В. Г. Попова (1948) и др. % Однако рассчитанный таким образом тепловой баланс был бы неполным вследствие того, что значительные количества тепла, кроме того, переносятся сквозь границы активного слоя вещест- вом в процессе выпадения осадков и стока. Для учета их следует определять теплосодержание выпадающих осадков и стекающей ВвОдЫ, д0. Эккель и Х. Тамс (ЕсКе! и. ТВатъ, 1939) для расчета теп- лового баланса снежного покрова предложили принять за нуль количество тепла в единице массы воды, имеющей температуру 0°С. Тогда 1 г льда при температуре 0°С будет иметь запас холода 280 кал., а при температуре — —|-сё (с — удельная теплоемкость льда). Введенное таким образом понятие о запасе холода снежного покрова, уже употреблявшееся прежде в мерзлотоведении, будет иметь большое значение и в ледоведении. Тем не менее при рас- чете теплового баланса нельзя принимать за нуль ни количест- во тепла в воде, ни количество тепла во льду при 0°С, так как в первом случае ускользает от учета такая важная статья баланса, как тепловой сток с талой водой, а во втором — привнос тепла твердыми осадками, имеющими температуру 0°С. Единственным решением вопроса является счет от абсолютного нуля темпера- туры, где тепловая энергия действительно равна нулю, т. е. учет 409