Flujo de viento de nieve

El flujo de viento de nieve ( flujo de ventisca ) es un caso especial de flujos de dos fases con una suspensión sólida , cuando el componente portador es aire y la suspensión son copos de nieve . El viento con inclusiones de nieve difiere del viento puro, ya que las partículas de nieve afectan su turbulencia y velocidad .

Procesos

El pesaje de los copos de nieve tiene lugar en la capa de vórtice de una tormenta de nieve . Esta capa turbulenta que bordea la superficie suele tener un espesor de varios mm, y sólo en nevadas muy fuertes alcanza los 10 cm o más.

El peso real de los copos de nieve en la capa de vórtice se produce debido a la diferencia en las tensiones normales y tangenciales y los impactos de las partículas que caen.

La fuerza de sustentación del flujo de nieve-viento disminuye a medida que se satura de nieve. La concentración de volumen de nieve en el flujo de viento de nieve es máxima durante una tormenta de nieve saturada directamente sobre la superficie de la capa de nieve , pero incluso con tormentas de nieve súper fuertes en la capa superficial más saturada de 2 cm de espesor, no excede 0.1, rápidamente decreciente con la altura.

A altas velocidades de flujo de nieve y viento, la visibilidad a la altura de los ojos cae a varios metros.

La dirección del flujo de nieve y viento cambia dependiendo del viento.

En el flujo de viento de nieve, la nieve de la tormenta de nieve se aplasta debido a la destrucción mecánica y la evaporación de los copos de nieve . Como resultado, las partículas de las tormentas de nieve adquieren un tamaño uniforme, más a menudo de 0,2 a 0,3 mm.

El techo de ponderación de los copos de nieve, es decir, la altura a la que se elevan los copos de nieve en el flujo de nieve-viento de una ventisca de nieve, está determinado por su tamaño, la velocidad del viento y el déficit de humedad del aire . Por lo general, no supera los 1-3 m, pero en vastos espacios sin árboles o en la superficie de las capas de hielo polares , se desarrollan torbellinos de nieve tan poderosos en ventiscas que levantan pequeñas partículas de nieve a una altura de 100-150 m. de la Antártida, ventiscas de nieve similares se precipitan hacia la costa a altitudes de hasta 200-300 m.

Características

Una línea dibujada en el suelo normal a la dirección del flujo de nieve y viento se llama su frente .

La velocidad promedio de todas las partículas de la tormenta de nieve sobre la sección transversal del flujo de viento y nieve se denomina velocidad de grupo de los copos de nieve .

Para medir el caudal sólido del flujo de nieve-viento y la concentración de nieve en el mismo, se utilizan metelómetros de varios diseños: trampas mecánicas, registradores fotográficos, electrométricos, etc.

Esta tasa de flujo, que a veces se denomina intensidad de transferencia de nieve , es igual a la masa de nieve transferida por unidad de tiempo a través de una unidad de área de la superficie perpendicular a la dirección del flujo de nieve y viento. También es igual al producto de la concentración de masa de nieve en el flujo y la velocidad de traslación de las partículas.

La integral de la tasa de flujo sólido del flujo de nieve-viento a lo largo de la altura hasta el techo del pesaje del copo de nieve se denomina tasa de flujo sólido total de la ventisca o consumo total de nieve . Es igual a la masa total de nieve transportada por una tormenta de nieve a través de 1 m del frente del flujo de nieve y viento a lo largo de la superficie de la tierra durante 1 segundo.

A veces, el transporte de nieve se determina en m³ de nieve desplazada durante una parte del invierno o durante todo el invierno a través de un metro del frente del flujo de viento de nieve para todas las direcciones de los vientos de tormenta de nieve de invierno. Para un cálculo aproximado del volumen de transferencia de nieve se utiliza la relación entre el caudal total y la velocidad del viento , y los datos anuales de las estaciones meteorológicas sobre el régimen del viento. Como resultado se obtienen series a largo plazo de volúmenes anuales de transporte de nieve y sus características estadísticas, que se utilizan en el diseño de estructuras permanentes de protección contra la nieve.

Literatura