Введение к работе
Актуальность темы исследований. Ледниковый покров является частью геофизической системы Земли, чувствительной к климатическим изменениям. Это определяет необходимость исследования течения ледников для прогнозирования их развития.
Одним из направлений в исследовании естественных масс льда является изучение динамики ледников, взаимодействующих с морем. Данный аспект определяется тем, что крупнейшие ледниковые системы, такие как Антарктида, Гренландия и Земля Франца-Иосифа, являются морскими и оказывают значительное влияние на климат как ближайших материков, так и Земли в целом.
Большое значение также имеют исследования по реконструкции палеоклимата Земли по изотопному составу ледяного керна, для чего необходимо знание скоростных полей в области ледораздела (окрестности центра растекания льда, который при двухмерном течении совпадает с плоскостью или осью симметрии ледника) - места наиболее частого бурения скважин.
Большинство применяемых моделей, описывающих динамику
переходной зоны ледник - шельф и ледораздела морских ледников,
или не были теоретически обоснованы, или включали решение
полной системы уравнений движения неньютоновской жидкости
(в рамках такой реологической модели изучается течение льда),
что является сложной задачей. С другой стороны, невозможно
моделирование динамики морских ледников без решения данных
задач. Поэтому существует необходимость построения
математически обоснованных упрощенных моделей движения льда для наиболее адекватного описания процессов в ледовых щитах.
Цель работы заключается в построении обоснованно упрощенных моделей, описывающих динамику морских ледников, и разработке численных алгоритмов их реализации.
Научная новизна. Впервые построена упрощенная
математическая модель двухмерного изотермического течения морского ледника, включающая описание динамики всех зон ледникового покрова: ледораздела, наземной части ледника, переходной зоны ледник-шельф и шельфа. Разработаны методы численного решения задач переходной зоны ледник-шельф и ледораздела при плоском течении льда. На основе вычислительных экспериментов определены условия существования ледников Земли Вильчека.
Практическая ценность работы. Полученные результаты по
исследованию динамики ледниковых покровов,
взаимодействующих с морем, могут быть использованы при решении ряда прикладных задач гляциологии: реконструкции палеоклимата по анализу добытого керна и прогнозировании развития ледниковых покровов.
Достоверность полученных результатов обеспечивается применением строгих математических рассуждений и аналитических методов при решении задач.
Апробация работы Основные научные результаты
диссертации докладывались на Международной конференции "International Symposium on Ice Sheet Modelling" (Chamonix Mont-Blanc, France, 18-22 сентября, 1995), Международном гляциологическом симпозиуме (Пущино, 22-26 мая, 1996),
Международной гляциологической конференции "Эволюция и прогноз развития полярного оледенения: новые результаты и модели"(Москва, 19-22 мая, 1997), 2 Международной конференции по математическому моделированию (Якутск, 28 июня - 2 июля, 1997), летней школе 'Modelling of Glaciers and Ice Sheets' (Karthaus-Certosa, Italy, 2-13 сентября, 1997), итоговых научных конференциях Казанского государственного университета 1993-1996, семинарах кафедры прикладной математики Казанского государственного университета.
Публикации. По основным результатам диссертации опубликовано 5 работ и одна принята к опубликованию.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех' глав, заключения и списка литературы из 103 наименований. Общий объем работы 156 страниц.