流动的水的温度是多少在冰冷的河吗?

Question

边界的问题:

• 问题是关于河流水流在地球的寒冷地区。无论是因为常年冬天也只是冷。通常,河的表层冻结和水下面继续自由流动。
• 的问题是关于水的温度。因此,固体水的温度与这个问题无关。
• 这个问题只有淡水河流。所以咸的河流不是问题的一部分。

问题本身:

流动的水的温度是多少在冰冷的河吗?
更准确地说,是水的温度低于0°C ?
如果是这样,这是常见的吗?如果它不,它接近它呢?

研究试图找到答案:

我已经记住,当前允许水以液态形式存在,但这可能是错的,因为没有证据。然而,这个答案说:

流水冻结的温度必须特别冷。

这似乎一致认为,当前可以降低冰点吗。

我发现了一个大文档内温度的水湖,但没有发现任何可靠的河流回答。

---

编辑
我相信,温度一般不会低于0°C,基于聚合以下信息……

• 河流冻结后完全失去了超过水的速度替换。

• 大多数湖泊和河流不被冻成固体,因为水,冰,雪是很好的绝缘体,热的不良导体。湖或河的部分暴露于寒冷的冬天空气冻结,这冰使水从进一步快速冻结下面。

• 地球正在变暖的水从下面。

使用这个,我们可以得出结论,水不会降温在沿河的旅程。因此,水需要已经冷的旅程。我们知道,一开始是一个湖,平静的水面。因此,不太可能发生,因为湖将完全冻结,停止流出到河里。

Answer 1

这是一个复杂的问题。

我将承担以下框架能够正确答案:

1. 让我们一般寒冷地区作为基准,如北极或70°+ N纬度;
2. 这个例子可以参考池入口在巴芬岛,一个例子,长期记录是可用的(72°N)。假设将基于以下数据法线由本站提供的。但什么是讨论可能是有效的大面积高北极- 70°+ N纬度;
3. 在这个地区,正常(1981 - 2010)年平均气温为-14.6°C相当具有代表性
4. 同时,在这一领域,每年正常度天达到解冻(TDD——的总和每日平均温度高于0°C)是473度。
5. 大部分的TDD(473度)和发生在6月,7月和8月;只有2度,5月31日和1 10月9月,所以解冻是最有可能的最小外这些三个月。结果有两个相当不同的季节:解冻季节(夏天,持续时间3个月)和寒冷季节(冬季,持续9个月)。
6. Pro-glacial河流不考虑(河从冰川,其来源不同的故事)
7. 湖泊不考虑(不同的故事)

这一切意味着寒冷地区的河流不热静态。即使在高北极,一个冰冷的河流可以冻结在垂直和水平剖面在漫长的冬天的很大一部分,和解冻完全在短暂的夏季。但其他因素存在。

让我们看看会发生什么当雪融化在6月的某个时间。放电签名在北极是一条河多雪的初夏,放电峰值发生由于融雪水的大量输入,和额外的弱反应小的雨。这看起来像这样:

来源:吴(2012)冻土水文图10.14;从河麦克马斯特,74°N。

主要是这里发生了什么?

1. 高峰是在6月。
2. 后来,雪已经完全融化后,排放大大降低。
3. 8月下旬,在河里几乎没有更多的水,它可能完全嵌入。
4. 然后冬天的到来。

在接下来的几个月里,雪会积聚在景观。在景观有雪雪源和汇(城堡内et al . 1997);来源可能是更高的土地,露头,高原、或暴露的地区,和水槽较低的地区,如抑郁或通道。我们的典型的雪河是一个沉在这样的背景下。

正因为如此,它不仅是补丁的冰将会发现在河道,但满满的雪堆积时底部厚层(或松散的积雪时薄)。在任何情况下将最有可能metamorphized雪结构由于表面解冻和融雪的水渗透- >雪渗流- > re-ice事件在冬季。

6月发生的事情,详细吗?
让我们分析这进一步更详细的(尽管原始和未加工)图从一条小溪在池塘附近的沟口,决议提供了最近的一天:

来源:流温度和水压力在一个流位于冲沟Bylot岛上,从池塘进口85公里;生,部分数据来自我的博士工作。温度在蓝色,规模在右边,左边在黑色的、规模和压力。日期在x轴上。

通过查看压力线(黑色),它可以解释,没有水,直到6月16日,当压力大大增加。温度(蓝色)呆在2°C到17。水渗透进了雪,导致缓慢上升的压力,但17日才到达传感器的水当温度开始上升。在18,温度上升到-0.5°C,然后盘旋在这些负温度将近24小时。这过冷水温度是由于一系列因素,如增加的压力水雪,潜热的释放由于metamorphized雪融化,水的温度接近于零,在平衡与雪。

当大量的水积累在记录器侵位在河道附近,大量的积雪融化,然后转向积极的温度,水仍接近于零,日/夜转变成为波(蓝线)。

注意:这个小溪是最低限度的影响地热通量(流动加热从地面下)。

总结,与问题:

1. 温度将大多高于零;但可能面临和接近于零的水平在短时间内与冰雪水混合时在一个通道;
2. 是的,如第二图所示,水-0.5°C时间约为24小时;
3. 我认为这是很常见的,等解冻温度做达到非常高的纬度沃德亨特岛(83°N),因此这个过程可能涉及一个大型区域,包括可能整个加拿大群岛(至少低地)。但是这个转变过程在任何位置不会持续很长时间。此外,值得注意的是,高北极河流很难访问、监控、和研究,所以很难概括这充满信心;其他因素或环境可能存在的结论可能不同。