Пыль в снегу является важным фактором эволюции снежного покрова. Минеральная пыль в первую очередь влияет на оптические свойства снега, снижая альбедо, которое регулирует количество солнечной энергии, поглощаемой в видимых длинах волн. Это снижение альбедо приводит к ускорению метаморфизма и, возможно, к более высокой скорости расплавления. Некоторые снежные покровы часто подвергаются сильным пылевым вспышкам, приводящим к осаждению большого количества минеральной пыли в снегопаде, что значительно сокращает количество снежного альбедо на несколько процентов.
Skiles and Painter (2017) измеряла концентрацию пыли до нескольких миллиграммов на грамм после крупных пыльных вспышек в Колорадо (США).
Хотя в нескольких исследованиях количественно определено радиационное воздействие пыли на эволюцию снега, остаются большие неопределенности. Они обусловлены, в частности, неопределенностью показателя преломления пыли (из-за влияния ее геометрии и химического состава), недостаточными знаниями о состоянии перемешивания частиц пыли в матрице льда) и несовершенством представления вертикального распределения пыли в снегопаде и соответствующих воздействий. Если говорить более конкретно, то при внутреннем смешивании поглощающих свет частиц (ПСЧ) в матрице льда оптическое воздействие увеличивается из-за линзовых эффектов по сравнению со сценарием внешнего смешивания.
Недавнее исследование показало, что эффективность поглощения углерода сажи (BC)-абсорбции увеличивается примерно в 2 раза в случае внутренней смеси по сравнению с внешней смесью. Кроме того, для заданного количества ПСЧ вертикальный профиль ПСЧ в пределах снегопада оказывает сильное воздействие на их радиационный эффект. Обычно альбедо уменьшается больше, когда масса ПСЧ концентрируется в первом сантиметре, чем в случае, когда масса распределена на несколько сантиметров.
До настоящего времени лишь немногие исследования были посвящены влиянию пост-отложенной снеговой трансформации, т.е. снежного метаморфизма, на местоположение ПСЧ и нерадиативным взаимодействиям между ПСЧ и метаморфизмом.
Также недавнее исследование изучила о более низком содержании BC для сухих слоев снега, которые подверглись метаморфизму градиента температуры по сравнению с другими слоями снега. В этих слоях снега действует механизм самоочистки за счет процессов сублимационно-конденсации, что приводит к снижению содержания ПСЧ в слое снега. Была измерена более низкая электропроводность талых образцов снега, которые подверглись сильной метаморфизме градиента температуры по сравнению с другими образцами снега, а также интерпретировано это наблюдение как процесс очистки, связанный с образованием глубокого хряка.
Метаморфизм градиента температуры влияет на расположение ПСЧ в микроскопическом и макроскопическом масштабе. Действительно, это влияет на расположение частиц по отношению к ледяной матрице и их относительное вертикальное положение в слое снега. В эксперименте с температурным градиентом было проанализировано прогрессирующее вложение частиц пыли в матрицу льда и смещение центра массы пыли вниз в среднем на 200 мкм в течение 200 ч. Движение пыли происходит в основном из-за падения частиц пыли в поровое пространство, а вложенные частицы перемещаются только с осадкой матрицы льда. Сравнение с изотермическим экспериментом, в котором не наблюдалось значительного движения, подтверждает, что основным фактором движения пыли в сухом снегу является наличие интенсивных потоков водяного пара, связанных с механизмами сублимационно-конденсации.
Такие данные крайне важны для понимания взаимодействия ПСЧ со снегом и связанной с этим модификации радиационного баланса. Для типичных арктических и субарктических условий, в которых преобладает метаморфизм сильного температурного градиента, сделан вывод, что движение пыли может привести к снижению поглощения солнечной энергии при длительном нахождении пыли на верхнем слое снегопада. Данные имеют последствия для эволюции физических и химических свойств снега на земле и его воздействия, например, наличия воды и опасности лавин. Кроме того, эти временные ряды с высоким пространственным и временным разрешением могут быть полезны для более широких исследований, сосредоточенных на временной эволюции микроструктуры снега.
Действительно, расчет скорости движения льда на поверхности льда, как известно, затруднен из-за наличия артефактов дискретизации и неизбежного предположения, что вектор скорости является нормальным для поверхности льда. Наблюдение движения ПСЧ в снегу основано только на одном эксперименте с каждым температурным режимом (изотермический и градиент температуры в устойчивом состоянии), с использованием минеральной пыли (монгольский песок) и образцов недавнего снега, приуроченного к двум ледяным линзам. Дальнейшие экспериментальные испытания помогут подтвердить представленные результаты, а также оценить влияние градиентных условий температуры (например, средняя температура, величина градиента и знак переменного тока) и исходной микроструктуры снега на скорость пыли.
Кроме того, было бы интересно изучить влияют ли химический состав и размеры ПСЧ на наблюдаемое движение (например, для БЦ), может ли метаморфизм градиента температуры на длительные периоды привести к полной очистке снега и может ли наблюдаемое движение быть уравновешено с помощью сублимации снега в атмосферу, то есть процесс, посредством которого пыль стремится к концентрации на поверхности снега.
