눈수문학

Snow hydrology

눈수문학은 눈과 얼음의 구성, 분산, 움직임에 초점을 맞춘 수문학 분야의 과학적인 연구다. 비록 18세기 중반이 되어서야 주요 돌파구가 만들어졌지만, 눈수문학의 연구는 안노 도미니 시대를 앞서고 있다.

강설, 축적, 용해는 높은 고도나 위도의 분수령에서 중요한 수문학적 과정이다. 미국의 많은 서부 주에서, 눈 녹는 것은 저수지, 도시 인구, 농업 활동에 물 공급의 역할을 하는 봄철 유출의 많은 비율을 차지한다.[1]

많은 수의 눈수문학 그룹이 이론적 개발, 모델 개발 및 현장 및 원격 감지 데이터 세트를 통한 테스트를 통해 복잡한 지형에 걸쳐 분산된 모델에 눈수문학을 통합하는 새로운 방법을 모색하고 있다. 눈수문학은 꽤 복잡하며, 유역의 공간 위치, 초목과의 상호작용, 바람에 의한 재분배에 의해 영향을 받는 시간 변화 눈팩에 대한 질량과 에너지 균형 계산 모두를 포함한다. 어떤 연구자들은 눈 덮인 영역의 공간적 패턴을 원격 감지에서 쉽게 관찰할 수 있기 때문에 한 지점과 영역 위에 있는 눈의 역동성을 정확하게 포착하려고 한다.[2]

개요

눈과 얼음은 지구 전체 담수 부피의 약 75%를 차지하지만 신뢰할 수 있는 적용 능력은 부족하다. 이에 비해, 강과 담수호에서 공급되는 물은 일관된 연간 수원을 가지고 있다. 이러한 자연적인 물의 몸은 스프링, 강우량, 산악지대의 눈 유출수를 통해 형성된다. 추정치에 따르면, 눈은 지구 표면에 도달하는 강수량의 약 5%를 차지한다.[3] 이러한 수원지 내에 많은 양의 물이 있기 때문에, 눈수문학은 강물 조수와 계절 유량 분야에서 증가하는 연구가 되어 왔다.

일반적인 생각에도 불구하고, 눈이 내리는 것은 추운 기후에서 유기물을 파괴하는 주요 원인이 아니다. 가장 해로운 측면은 눈더미 표면 위에 존재하는 차가운 온도 바람이다. 연구들은 눈의 절연 특성이 이 추운 바람으로부터 환경 속의 식물과 작은 동물들을 보호한다는 것을 보여주었다. "눈 자체가 눈벌레나 조류 같은 다양한 미생물이 서식하는 곳이랍니다."[4] 매년 지속적으로 눈이 내리지 않으면 많은 식물들이 서리 피해로 인해 파괴될 것이다. 얼음벌레(Mesenchytraeus Solifugus)와 녹조는 모두 빙하와 눈 내리는 서식지에서 살 수 있는 독특한 생물이다.

역사

눈수문학의 지식은 대부분 지난 2세기 동안 발견되었지만, 500-428년에 이르면 어느 정도 이해가 존재했다는 증거가 있다.그리스 주에서는 BC.

고대

눈 운동에 대한 고대 기술적 이해를 뒷받침하는 최초의 증거들 중 일부는 그리스인에 의해 만들어졌다. 아낙사고라스(Anaxagoras)는 고대 그리스어 음이다.

"나일강의 물은 겨울에 얼고 여름에 녹는 에티오피아의 눈에서 온다."[5]

이들 도시 주(州)의 상류층 그리스인들은 눈이 보여주는 냉각 특성에 대한 기본적인 이해가 있는 것으로 나타났다. 상류층 시민들은 건초를 줄지어 집 아래에 파서 산에서 눈을 내려 그것들을 채울 것이다. 부패하기 쉬운 식품들은 한 번에 몇 달 동안 이 구덩이들에 저장될 수 있다.

기독교 성경은 본문에 수문학의 순환에 대한 기본적인 이해를 나타내는 수많은 구절을 담고 있다. 다음의 각 구절은 수문학적 과정 뒤에 숨겨진 근본적인 사상을 보여준다.[6]

모던

국립 아이스 코어 랩에서 아이스 코어 검색

눈수문학의 가장 초기 현대적인 기록 중 하나는 지질학자 안토니오 발리스니에리가 17세기 무렵에 소개한 것이다. 그의 작품 이론은 "이탈리아 알프스의 샘에서 발생하는 강들은 비와 눈이 지하 수로로 스며들면서 생겨난 것"[5]이라고 했다.

제2차 세계 대전 시대의 눈 이동과 관련된 많은 문제들을 해결하기 위해 1940년대에 최초의 미국 연구소가 도입되었다. 이 세 가지 실험은 다음과 같다.[7]

현재 전 세계에는 수백 개의 눈수문학과 감지 장치가 설치되어 있다. 2004년 현재, 남극대륙을 제외한 모든 대륙이 관찰되고 있다. 이후 북극권에 여러 개의 감지장치가 구축돼 지속적인 관측을 할 수 있게 됐다.[8] 이것을 부분적으로 위성영상 시스템과 함께 사용함으로써 과거에는 알려지지 않았던 땅덩어리의 정확한 묘사를 만들어냈다.

수문학자

눈 수문학자들은 특히 수문학 분야 내에서 눈과 얼음의 움직임과 구성에 초점을 맞춘다. 이 직업에서 얻은 지식은 기상 예보와 생태/농업 직업에서 가장 흔하게 사용되는데, 이것은 눈 이동의 영향에 대한 지식을 필요로 한다. 그들은 다양한 원격 감지 기법뿐만 아니라 깊이, 밀도, 구성 판독을 통해 필요한 정보를 얻는다. 이 분야의 근로자들은 정부 기관, 연구 회사, 공공 정보 서비스에서 일할 수 있다.

장비 및 테스트

참고 항목: 눈 § 적설 측정 및 눈 과학 § 측정

지상 측정

지금은 원격 감지 장치에 크게 의존하고 있지만 눈과 빙하의 움직임에 대한 연구는 데이터의 유효성을 정확하게 결정하기 위한 현장 기법에서 여전히 필요하다. 이러한 도구와 기법은 깊이 스파이크와 같은 단순한 것에서부터 얼음 구성의 변화를 확인하는 데 사용되는 코어 샘플링 기계와 같은 복잡한 것까지 다양하다. 지상 측정의 세 가지 일반적인 유형은 다음과 같다.[9]

  • 눈 깊이-눈 표면에서 지면에 이르는 측정값(m)이다. 그것은 일반적으로 움직이지 않는 등급의 판돈을 사용하여 큰 시간 간격에 걸쳐 행해진다.
  • 눈물 등가성- 주어진 영역에서 눈과 얼음이 모두 녹았을 경우 한 영역에 축적되는 물의 수직 깊이를 나타내는 측정 도구.
  • 눈 밀도- 이것은 물의 등가성 측정을 눈 깊이 측정값으로 나눈 값이다.

원격 감지

리모트 센싱 기술은 19세기 중반 형성된 수문학의 파라메트릭 연구(시간 경과에 따른 대상 연구)의 전망에 대응해 개발된 눈수문학의 최근 분야 도구다. 초기에 사용된 결정론적(임의 사건이 없다는 개념) 접근방식과 비교하여, 이 기법은 환경 및 현장 장비와 최소한의 인간 상호작용을 만들었다. 현재 전 세계에는 수천 개의 감지 장소가 있다. 각 사이트는 임의의 수의 원격 감지 기술로부터 데이터를 수신할 수 있다.

Landsat-MSS는 가장 흔히 사용되는 도구 중 하나이다. 데이터 계산을 위해 눈 덮개를 감지하고 세 구역으로 분류할 수 있다. 첫 번째 구역은 눈 덮개가 100%인 지역이다. 제2지대는 눈으로 덮인 지역과 눈으로 덮이지 않은 지역이 뒤섞인 전환지구로 알려져 있다. 이 구역은 일반적으로 50%의 눈 조성 값으로 측정된다. 결승 구역은 눈이 내리지 않는다. 이 세 가지 측정을 결합하여 판독하면 스캔한 부위 내 눈의 양에 대한 비교적 정확한 추정치가 생성된다. 이 기술의 몇 가지 해로운 변수로는 구름 덮개, 극도의 햇빛, 그리고 육중한 식물이 있다.[10]

탐지 도구

MSS 및 NOAA를 사용하여 아차팔라야 분지의 이미지

2004년 현재 남극을 제외한 모든 대륙은 원격 감지 위성을 통해 정기적인 감시를 받고 있다.

아래에 몇 가지 감지 도구가 나열되어 있다.[11]

  • IMT-2000 3GPP-무선망 스캐너 시스템
  • 열매퍼(MT)
  • Systéme Provatoire d'Observation de la Terre-multispectral(SPOT-XS)
  • 국립해양대기청-첨단 초고해상도 방사선계(NOAA/AVHRR)
  • 해양 관측 위성-다중 관측 전자 자가 스캐닝 방사선계(MOS-MESSR)
  • 인도 원격 감지 위성 선형 영상 자가 스캔 센서(IRS-LISS)
  • MODIS(Medium-해상도 영상 분광기
  • MERIS(중 해상도 영상 분광계)

적용들

기상학

기상학은 날씨를 과학적으로 연구하는 학문이다. 그것은 기상 예보에 사용되어 대기 발생 전에 대기 상황을 예측한다. 눈수문학은 지형적으로 다른 지역의 강설의 특성을 추정하는 데 사용된다. 여기에는 눈 깊이, 밀도, 성분 및 가능한 유출 패턴에 대한 정보가 포함된다. 그것은 또한 눈보라, 눈사태, 얼음 알갱이, 우박과 같은 자연현상의 연구에도 널리 사용되어 자연재해를 예측하는데 도움을 준다.[12]

빙하학

빙하학은 빙하의 움직임에 특히 초점을 맞춘 눈수문학과 비슷한 연구다. 빙하는 눈이 쌓이는 과정을 통해 시간이 지남에 따라 천천히 이동할 수 있는 큰 얼음 덩어리다. 이 연구는 그들의 과거와 현재의 성장과 구성을 분석하여 그들이 서식하는 땅덩어리를 어떻게 형성했는지를 예측한다. 빙하학과 관련된 두 가지 주요 연구는 지구 온난화와 빙하 최대치(얼음 시대)이다.

현재 문제

지구온난화

최근 몇 년 동안 눈수문학과 관련된 가장 주된 주제는 지구온난화였다. 기본 개념은 인간의 건설과 배출물 생산은 기존의 온실가스를 증가시키는 많은 가스성 화학 화합물을 만들어냈다고 말한다. 이산화탄소와 CH4와 같은 가스는 대기의 열을 가두어 지구 기후 변화를 가중시킨다. 이러한 기체는 대개 광합성 같은 환경적 과정을 통해 비교적 빨리 분해되지만, 최근 몇 년 동안 연구들은 그들의 대기 구성이 증가하고 있다는 것을 보여주었다.[13] 어떤 연구들은 이것이 지구 주기의 자연적인 부분이라고 믿는 반면, 다른 연구들은 화석 연료 방출의 증가와 산소를 생산하는 식물의 점진적인 벌채 때문이라고 주장한다. 이 이론은 얼음과 눈이 지구의 지각 위에 형성되는 방식에 영향을 미칠 수 있고 빙하의 이동 과정을 시작할 수 있는 이러한 온도 변화는 0.5미터에서 1.5미터로 해수면 상승을 유발할 수 있다고 제안한다. 그러면 이러한 변화는 해양의 염분에 영향을 미쳐 환경 변화를 일으키고 해양 조류와 그것에 서식하는 유기체들을 변화시킬 수 있다.[14]

참고 항목

메모들

  1. ^ 커크 1978 페이지 16
  2. ^ 세이델 2003 페이지 43
  3. ^ 싱 2001 페이지 5
  4. ^ 데월 2008 페이지 6
  5. ^ a b 데월 2008 페이지 8
  6. ^ ESVBible 2009
  7. ^ 육군 공병대 1956 페이지 13
  8. ^ 데월 2008 페이지 9
  9. ^ 싱 2001 페이지 121-130
  10. ^ 세이델 2003 페이지 34
  11. ^ 세이델 2003 페이지 1
  12. ^ 쏜 1978 페이지 423
  13. ^ 뉴턴 1993 페이지 13
  14. ^ 헨드릭스 1962 페이지 699

참조

  • DeWalle, David; Albert Rango (2008). Principles of Snow Hydrology. New York: Cambridge University Press. pp. 1–118, 211–266. ISBN 978-0-521-82362-3.
  • "ESV Bible". Good News Publishers. 2001. Retrieved 27 April 2009.
  • Newton, David (1993). Global Warming. Santa Barbara: ABC-CLIO. pp. 1–27, 58–71. ISBN 0-87436-711-5.
  • Seidel, Klaus; Jaroslav Martinec (2003). Remote Sensing in Snow Hydrology. New York: Springer. pp. 1–32, 64–107. ISBN 3-540-40880-0.
  • U.S. Army. Corps of Engineers (30 June 1956). Snow Hydrology. Portland: North Pacific Division Corps of Engineers. pp. 1–35, 262–268, 291–317.