Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wieloletnia zmarzlina południowej Syberii i Mongolii - formy rzeźby terenu, zjawiska sezonowe i wynikające z nich zagrożenia dla budownictwa

Machowiak K., Flieger-Szymańska M.

Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej

|

2013

|

Nr 15

71--80

PL

Wieloletnia zmarzlina jest pozostałością po zlodowaceniu kontynentów północnych w plejstocenie. Warstwa przemarzniętego gruntu o średniej miąższości 200-300 m (na Syberii ekstremalnie do 1500 m) w niektórych obszarach przetrwała w postaci ciągłej marzłoci o dużym zasięgu obszarowym, w innych natomiast ma charakter sporadyczny (np. w centralnej i południowej Mongolii). W artykule przedstawiono formy rzeźby terenu charakterystyczne dla zimnego, suchego klimatu - związane z obecnością zmarzliny, opisano zjawiska sezonowe spowodowane okresowym rozmarzaniem przypowierzchniowej warstwy lodu (m.in. spływy soliflukcyjne), a także zaprezentowano problemy budownictwa wynikające z obecności i aktywności tzw. warstwy czynnej.

EN

Permafrost is the residue of northern continents glaciation in Pleistocene. An ice layer of the average thickness of about 200 - 300 m (and extremely in Siberia up to 1500 m) has remained in some areas as the large scale continuous permafrost, and in other, it has a relict character (eg. in central and southern Mongolia). This article presents landforms characteristic of cold, dry climate connected with the presence of permafrost, seasonal phenomena caused by the periodic thawing of the surface ice layer (among others solifluction flows) and construction problems resulting from the presence of the so-called “active layer”.

2

Zmienność maksymalnej miąższości czynnej warstwy zmarzliny w rejonie Bellsundu (W Spitsbergen) w okresie 1986-2009

Marsz A. A, Pękala K., Repelewska-Pękalowa J., Styszyńska A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2011

|

nr 21

133-154

PL

W pracy przebadano wpływ temperatury powietrza, cyrkulacji atmosferycznej i temperatury powierzchni morza na Prądzie Zachodniospitsbergeńskim na zmiany maksymalnej miąższości czynnej warstwy zmarzliny na Calypsostrandzie (Bellsund) w latach 1986-2009. Stwierdzono, że podstawowym czynnikiem klimatycznym, regulującym tą zmienność jest temperatura powietrza w Svalbard-Lufthavn, co pozwala na rekonstrukcję przebiegu zmian miąższości czynnej warstwy zmarzliny na Calypsostrandzie w okresie 1911-2009. W badanym okresie nie zachodzą istotne związki między miąższości czynnej warstwy zmarzliny a zmiennością wskaźników cyrkulacji hemisferycznej (AO) i regionalnej (NAO). Bardzo silny wpływ na miąższość czynnej warstwy zmarzliny na Calypsostrandzie wywierają zmiany temperatury powierzchni Morza Grenlandzkiego w rejonie przepływu ciepłego Prądu Zachodniosptsbergeńskiego.

EN

The measurements of thickness of the sling part of permafrost thawing in summer i.e. permafrost active layer were made on Spitsbergen in the Bellsund region in 1986-2009 within the polar expedition programs accomplished by Maria Curie Skłodowska University, Lublin. The investigations included the seaside plain Calypsostranda situated on the western side of Recherche Fiord in the forefield of the glaciers Scott and Renard (Fig. 1) constituting a complex of raised marine terraces formed during the glacioisostatic movements. Maximal thickness of active permafrost (CWCmax) was determined using the sounding method in 10 chosen points localized within the geocomplexes typical of tundra (Fig. 2). The average many years' maximal values of active layer thickness are presented in Table 1. The paper presents the results of studies on the effect of air temperature, atmospheric circulation and sea surface temperature on Western Spitsbergen Current on the variation of maximal thickness of active permafrost layer. As follows from the studies the interyear changes of maximal thickness of the active layer on Calypsostranda are relatively susceptible to the changes of air temperature which indicates prompt susceptibility to changes. The tendency towards the increase of ground thawing depth on Calypsostranda in 23 years under consideration is not stable and can change significantly depending on temperature. Though there is no doubt that during the last 4-5 years there have appeared signs of quickened increase of active layer thickness on Calypsostranda (Fig. 4), the conclusion about permanent degradation of permafrost seems to be risky at present. Of the climatic factors the essential one affecting the interannual changeability of maximal thickness of the active layer on Calypsostranda is air temperature in Svalbard-Lufthaven. The regression analysis showed (Equation 1) that the variance CWmax is explained best by the merged May and June temperatures (SVsumT_V-VI) and the average March temperature (SVT_III) (Fig. 5). Changeability of these both variables accounts for 83% variance CWCmax. Equation [1] allows to reconstruct the course of changes of maximal thickness of the active layer on Calypsostranda in 1911-2009 (Fig. 6). In the studied period distinct and essential connections between CWCmax on Calypsostranda and changeability of hemispheric circulation indices (AO) or regional (NAO) were not found. However, temperature changes of Greenlandic Sea surface in the region of warm Western Spitsbergen Current flow (Table 3) affect significantly on air temperature on Spitsbergen and as a result on active layer thickness on Calypsostranda. As the hitherto course of maritime processes indicates a gradual decrease in heat resources carried by Western Spitsbergen Current, one can deduce that air temperature in the region of Spitsbergen will drop in near future. That will probably lead to a decrease in thawing depth on Calypsostranda. Differentiation in active layer thickness is dependent on local factors such as configuration, aspect of slopes, vegetation cover as well as kind and extent of water mobility in covers as it was reported earlier.

3

Wyniki badań hydrogeologicznych w strefie występowania głębokiej wieloletniej zmarzliny w otworze wiertniczym Udryń PIG 1

Honczaruk M., Śliwiński Ł.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 445 Hydrogeologia z. 12/1

203--216

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki badań hydrogeologicznych w otworze badawczym Udryń PIG 1. Otwór odwiercono w celu zweryfikowania hipotezy występowania plejstoceńskiej wieloletniej zmarzliny na obszarze suwalskiego masywu anortozytowego (SMA). Zafiltrowano w nim warstwę wodonośną piasków drobnoziarnistych kredy dolnej. W różnych odstępach czasu wykonano profilowania temperaturowe, prowadzone w trakcie stabilizacji termicznej otworu zarówno przed, jak i po pompowaniu pomiarowym. Zarejestrowano minimalną temperaturę wody w otworze, wynoszącą –0,395°C na głębokości 383,0 m. Wysokie wartości współczynnika oporów przepływu sugerują zlodzenie części warstwy wodonośnej piasków drobnoziarnistych albu, której jedynie część bierze udział w dopływie wody do filtra. Szybko przebiegająca stabilizacja depresji wskazuje na możliwość występowania procesu przemiany fazowej lodu w wodę na skutek spadku ciśnienia i wymuszenia przepływu w warstwie wodonośnej. Hipotezę o występowaniu wieloletniej zmarzliny jednoznacznie potwierdzają wyniki analiz chemicznych pobranych próbek wody. Mineralizacja ogólna, skład oraz typ hydrochemiczny i zawartość izotopu 18O wskazują na metamorfizm kriogeniczny.

EN

This paper presents the results of hydrogeological research carried out in the Udryń PIG 1 borehole. It was drilled in order to verify the hypothesis of the occurrence of Pleistocene permafrost in the Suwalki anorthosite massif. The borehole was filtered in Lower Cretaceous fine-grained sand aquifer. Temperature profiling was performed at various intervals, during the thermal stabilization of the borehole, both before and after the pumping test. Minimum water temperature of –0.395°C was recorded in the well at a depth of 383.0 m below the surface. High values of the flow resistance coefficient suggest that the Albian fine – grained sand aquifer is iced, which implies that only part of the water is supplied to the screen. Fast stabilization of drawdown suggests the possibility of a phase transformation process of ice into water by lowering the pressure and forcing the water flow in the aquifer. The hypothesis of the existence of permafrost is unequivocally confirmed by the results of chemical analysis of water samples. The general mineralization, composition and hydrochemical type of the water and 18O isotope content suggest cryogenic metamorphism.

4

Zmiany termiki gruntu w Hornsundzie (SW Spitsbergen) w latach 1990-2009

Dolnicki P.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2010

|

nr 20

121-127

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów temperatury gruntu mierzonych w ogródku meteoro-logicznym Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie dla dwudziestolecia (1990-2009). Zmienność temperatury gruntu analizowanego okresu zestawiono oddzielnie dla zdefiniowanego w tytule wielolecia oraz dla okresu 2006-2009, który rozszerza wcześniejsze opracowania o kolejne lata. Maksymalną temperaturę gruntu na głębokości 100 cm odnotowano w sierpniu 2009 roku (3,6°C). Najniższą temperaturę okresu letniego na tej samej głębokości odnotowano w sierpniu 1994 roku (1,1°C). Tak wyraźna różnica pomiędzy skrajnymi wartościami nie znajduje swojego odbicia w wieloletnich trendach. Przebieg średnich wartości temperatury rocznej i linii trendu w okresie 2006-2009 jest silnie związany z wysoką temperaturą zarejestrowaną w 2006 roku. Wysokie wartości średnich miesięcy letnich są niwelowane przez niskie wartości temperatury okresu zimowego. Tendencje wzrostowe temperatury gruntu rysujące się w okresie 1990-2009 i malejące w ostatnich latach nie wykazują istotności statystycznej.

EN

In the paper there are presented results of the measurement of ground temperature measured in the meteorological station of Polish Polar Station in Hornsund for the period of twenty years (1990-2009). The variability of temperatures of the analyzed period was compared separately for the defined in the title more than one year period and the period of 2006-2009, which extends the former works for another years. The maximal temperature of the ground on the depth 100 cm were measured in August, 2009 (3.6°C). The lowest temperature of the summer period at the same depth were measured in August 1994 (1.1°C). Such a significant difference between extreme values does not have a reflection in the many year trends. The course of the mean annual temperatures and trend line in the period of 2006-2009 is strongly connected with the high temperatures measured in 2006. The high values of mean tempera-tures of summer months are leveled by the low temperatures of the winter period. The growing tendencies of the ground temperatures in 20 years period and diminishing tendencies in the last years are not statistically significant. High temperatures of the ground, which occurred during last years characterized particularly summer seasons. This fact had influence on the more activity of the surface layer of permafrost. Therefore there is no reason to make final conclusions about significant fluctuation of the roof of the permafrost in Hornsund.

5

Warstwa czynna i występowanie wieloletniej zmarzliny w pobliżu Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie na Spitsbergenie w świetle badań geofizycznych

Dobiński W., Leszkiewicz J.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2010

|

nr 20

129-142

PL

Z dotychczasowych badań wynika, iż występowanie wieloletniej zmarzliny na Svalbardzie jest powszechne i ma ona charakter ciągły. Generalnie przyjmuje się, że grubość warstwy zmarzliny w większych niezlodowaconych dolinach sięgać może 100 m natomiast w wysokich górach znajdujących się w głębi wyspy miąższość ta sięgać może nawet 400-500 m (Humlum i in. 2003). Zmarzlina na Spitsbergenie, podobnie jak w wielu innych obszarach zimnych, ogrzewa się i podlega degradacji (Isaksen i Sollid 2002). W okresie ostatniego dwudziestolecia kilkukrotnie przeprowadzono badania warstwy czynnej i zmarzliny w bezpośrednim sąsiedztwie Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie. Pomierzono temperaturę gruntu do głębokości 2 m na dwóch stano-wiskach w pełnym sezonie rocznym. Zmarzlinomierze Danilina posłużyły do określenia głębokości warstwy czynnej na 13 stanowiskach w obrębie wyniesionych teras morskich. W lecie 2009 roku m. in. na podniesionej terasie morskiej przeprowadzono badania geofizyczne mające na celu pozyskanie informacji dotyczących wystę-powania wieloletniej zmarzliny w tej okolicy. W badaniach zastosowano metody geofizyczne: elektrooporową i sejsmiczną. Wyniki badań geofizycznych na terasie nadmorskiej nie potwierdzają występowania permafrostu. Być może ze względu na możliwy wpływ wody morskiej i aerozoli zawierających sól ma on tutaj postać tzw. kriotyczną, to jest pomimo ujemnej temperatury pozostaje niezamarznięty. Wyniki badań geofizycznych nie wykluczają obecności stale przemarzniętego gruntu poniżej głębokości, do których interpretowano wyniki badań geofizycznych. Oznacza to jednak, że występowanie zmarzliny w rejonie fiordu Hornsund jest o wiele bardziej zróżnicowane niż dotychczas sądzono. Może mieć też ona charakter nieciągły w tym rejonie, gdzie średnia roczna temperatura powietrza wzrosła w ostatnich latach do ok. -3°C.

EN

Permafrost research on the Svalbard Archipelago shows, that permafrost occurence has the continuous character on this area. Published data shows that in general permafrost extends to the depth of 100 meters in the large nonglaciated valleys, and in the interior mountains it can reach even 400-500 meters depth. Permafrost on the Spitsbergen is degrading similarly as in the other arctic areas. In the last 20 years several times research on the active-layer depth were conducted in the vicinity of the Polish Polar Station in Hornsund, Spitsbergen. Traditional ground thermometers as well as Pt-100 sensors were used for measurements. Ground temperature were measured to the 2 m depth on the two locations all-year round. Danilin’s permafrost meters were used for the determination of the active-layer depth at the 13 locations on the marine terraces. In 2009 on the near-shore marine terrace geophysical surveys were made. The aim of the surveys was to collect data concerning permafrost occurrence in this area. In the research electroresistivity soundings (VES) and refraction seismics methods were used. Results of the geophysical surveys not confirmed the existence of frozen material in the ground. Probably the influence of salt water from the fjord, or salt transported by the air aerosols caused that the temperature of freezing decreased below the 0°C and existence of the permafrost in this place has the cryotic form. It means that existence of permafrost in the Hornsund area has much more diverse character than believe so far. In the Hornsund area where mean annual air temperature reach ca. -4°C permafrost probably has probably the discontinuous character.