Water-ice heat exchange and ice-water boundary layer in freshwater lakes

淡水湖中的水-冰热交换和冰-水边界层

基本信息

项目摘要

The ongoing project is focused on quantification of physical processes, which determine formation and melting of seasonal ice cover. The project is a German-Russian collaborative effort, which combines research on European Arctic lakes and on Lake Baikal. At the initial stage of the project, analysis of results from massive field campaigns revealed the crucial role played by under-ice water motions---geostrophic currents and short-term seiche oscillations---in acceleration of melting at the ice base. These results led to formulation of a unifying hypothesis on scaling the water-ice heat flux with the dissipation rate of the kinetic energy of turbulence. In order to test the hypothesis, a long-term field experiment is proposed based on installation of two identical custom monitoring stations simultaneously in Lake Baikal and in arctic Lake Kilpisjärvi for the entire winter period in both lakes. Performing of such an experiment and analysis of its results requires a 12-month extension of the project. The outcomes of the experiment will provide detailed information on the ice boundary layer dynamics under different mechanisms of turbulence generation. If proven valid, the proposed scaling will allow quantifying the ice-water heat exchange in a wide range of conditions, and can be directly applied for modeling the ice-water boundary layer in polar oceanography and limnology of ice-covered lakes.
正在进行的项目侧重于确定季节性冰盖形成和融化的物理过程的量化。该项目是德国和俄罗斯的合作项目,结合了对欧洲北极湖泊和贝加尔湖的研究。在项目的初始阶段,对大规模现场活动结果的分析揭示了冰下水运动(地转流和短期地震振荡)在加速冰基融化方面发挥的关键作用。这些结果形成了用湍流动能耗散率来标度水冰热通量的统一假设。为了验证这一假设,提出了在整个冬季同时在贝加尔湖和北极湖Kilpisjärvi安装两个相同的定制监测站的长期野外试验。进行这样的实验并分析其结果需要将项目延长12个月。实验结果将提供不同湍流产生机制下冰边界层动力学的详细信息。如果被证明是有效的,所提出的标度将允许在广泛的条件下量化冰水热交换,并且可以直接应用于极地海洋学和冰雪覆盖湖泊的冰水边界层建模。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Turbulence in the stratified boundary layer under ice: observations from Lake Baikal and a new similarity model
  • DOI:
    10.5194/hess-2019-608
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    G. Kirillin;I. Aslamov;V. Kozlov;R. Zdorovennov;N. Granin
  • 通讯作者:
    G. Kirillin;I. Aslamov;V. Kozlov;R. Zdorovennov;N. Granin
Numerical study on the response of the largest lake in China to climate change
中国最大湖泊对气候变化响应的数值研究
  • DOI:
    10.5194/hess-23-2093-2019
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Su Dongsheng;Hu Xiuqing;Lijuan Wen;Shihua Lyu;Xiaoqing Gao;Lin Zhao;Zhaoguo Li1;Juan Du;Georgiy Kirillin
  • 通讯作者:
    Georgiy Kirillin
A Study of Heat Transport at the Ice Base and Structure of the Under-Ice Water Layer in Southern Baikal
  • DOI:
    10.1134/s0097807817030034
  • 发表时间:
    2017-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Aslamov, I. A.;Kozlov, V. V.;Granin, N. G.
  • 通讯作者:
    Granin, N. G.
Methane hydrate emergence from Lake Baikal: direct observations, modelling, and hydrate footprints in seasonal ice cover
贝加尔湖的甲烷水合物的出现:季节性冰盖中的直接观测、建模和水合物足迹
  • DOI:
    10.1038/s41598-019-55758-8
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    N. Granin ;I. Aslamov;V. Kozlov;M. Makarov;G. Kirillin;K. Kucher;V. Blinov;V. Ivanov;I. Mizandrontsev;A. Zhdanov;A. Anikin;M. Granin;R. Gnatovsky
  • 通讯作者:
    R. Gnatovsky
Lake‐Atmosphere Heat Flux Dynamics of a Thermokarst Lake in Arctic Siberia
  • DOI:
    10.1029/2017jd027751
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    D. Franz;I. Mammarella;J. Boike;G. Kirillin;T. Vesala;Niko Bornemann;E. Larmanou;M. Langer;T. S
  • 通讯作者:
    D. Franz;I. Mammarella;J. Boike;G. Kirillin;T. Vesala;Niko Bornemann;E. Larmanou;M. Langer;T. S
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Georgiy Kirillin其他文献

Professor Dr. Georgiy Kirillin的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Georgiy Kirillin', 18)}}的其他基金

Lakes as components of the Tibetan Plateau climate system (LaTiCS): Internal mixing processes and lake-atmosphere interaction
湖泊作为青藏高原气候系统的组成部分(LaTiCS):内部混合过程和湖泊-大气相互作用
  • 批准号:
    315160123
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Regime shifts in lake ecosystems: Testing theory with long-term observational data and large scale experiments (LakeShift)
湖泊生态系统的政权转变:用长期观测数据和大规模实验检验理论(LakeShift)
  • 批准号:
    241278852
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Wärme- und Stofftransport in Seen unter saisonaler Eisdecke
季节性冰盖下湖泊中的热量和质量传输
  • 批准号:
    147539734
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Untersuchung der dreidimensionalen Zirkulationsströmung im Stechlinsee
施特希林湖三维环流调查
  • 批准号:
    5429266
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

群体感应调控整合性接合元件ICE_BL06生物功能的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
circRNA对南极衣藻ICE-L乙二醛酶系统的调节机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
携杀蚊毒素基因的整合型接合转移因子(ICE)的鉴定和特性分析
  • 批准号:
    32211530564
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.00 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
sRNA rss31促进猪链球菌抵抗巨噬细胞清除和调控其所在ICE水平转移的分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
南极海洋真菌(Tilletiopsis sp. ICE-01)DMSP降解新机制及其极端环境降解特性
  • 批准号:
    32000074
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
ICE综合征继发性青光眼病因初探及miR-30a-3p调控角膜内皮细胞迁移在其发病中的机制研究
  • 批准号:
    82070955
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    61 万元
  • 项目类别:
    面上项目
整合接合元件ICE258.2在产KPC酶肺炎克雷伯菌大规模流行中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82072349
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
ICE介导猪链球菌mutT缺陷型突变子形成及调控细菌发生“突变-ICE水平转移”转换的机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
喀斯特山区西番莲抗寒性状及低温应答机制研究
  • 批准号:
    31960576
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    43.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于交联质谱技术解析大蕉耐冷相关蛋白MKK2、MAPK3和ICE1的互作网络
  • 批准号:
    31872939
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Tracing the heat signature of Atlantic Water through the GIN seas and its impact on Arctic ice and climate
追踪大西洋水通过 GIN 海域的热特征及其对北极冰和气候的影响
  • 批准号:
    2737265
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the role of Antarctic sea ice in dense water formation and heat and carbon sequestration: from satellite altimetry to 'big data' analysi
了解南极海冰在稠水形成以及热量和碳封存中的作用:从卫星测高到“大数据”分析
  • 批准号:
    2603979
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Ice making system for harmonious with environment by direct contact heat-exchange between low temperature air bubbles and water
低温气泡与水直接接触热交换,与环境和谐的制冰系统
  • 批准号:
    11680504
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Evaluating Heat Exchange Between Arctic Leads and Underlying Water of Adjacent Ice By Be-7 Measurements
通过 Be-7 测量评估北极铅与邻近冰层下水之间的热交换
  • 批准号:
    9701067
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Heat and mass transfer of ice water slurry made by flowing supercooled water solution
过冷水溶液流动形成的冰水浆的传热传质
  • 批准号:
    07555386
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of Cold Energy Transport System Unilizing Ice/Water Mixture for District Cooling
利用冰/水混合物进行区域供冷的冷能传输系统的开发
  • 批准号:
    07555070
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Heat Transfer Characteristics and Efficient Utilization on Ice-Water Cold Storage
冰水冷库传热特性及高效利用
  • 批准号:
    03650176
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
ICE WATER AND HEAT BALANCE OF THE MCCALL GLACIER, BROOKS RANGE, ALASKA
阿拉斯加布鲁克斯山脉麦考尔冰川的冰水和热平衡
  • 批准号:
    7356317
  • 财政年份:
    1973
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
ICE, WATER AND HEAT BALANCE OF THE MCCALL GLACIER, BROOKS RANGE, ALASKA
阿拉斯加布鲁克斯山脉麦考尔冰川的冰、水和热平衡
  • 批准号:
    7246924
  • 财政年份:
    1972
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
ICE, WATER AND HEAT BALANCE OF THE MCCALL GLACIER, BROOKS RANGE, ALASKA
阿拉斯加布鲁克斯山脉麦考尔冰川的冰、水和热平衡
  • 批准号:
    7140705
  • 财政年份:
    1971
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了