E-Book Overview
Методы решения обратных задач позволяют определить прошлые температуры Земли. Возможно, самое раннее утверждение, что изменения климата влияют на подземные температуры, было сделано Lane (1923) в контексте оценки влияния оледенения в Плейстоцене и таяния в Голоцене на измерения температуры в шахтах около южного края Верхнего Озера (Lake Superior). Позже Hotchkiss и Ingersoll (1934) проанализировали эти температуры, пытаясь установить дату завершения последнего оледенения. Впервые детальная реконструкция климата на нескольких промежутках времени была проведена Cermak (1971). Анализ геотермических данных, полученных с севера Аляски [Lachenbruch and Marshall, 1986] поставил исследования скважинных температур в контекст обсуждений глобального потепления и послужил толчком к дальнейшему изучению климата в этом направлении.
E-Book Content
Федеральное агентство по образованию Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
О.В. Нагорнов, С.А. Тюфлин, Ю.В. Коновалов, А.Б. Костин
Обратные задачи палеотермометрии Рекомендовано УМО “Ядерные физика и технологии” в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений
Москва 2008
УДК 517.9 (075) ББК 22.311я7 О-23 Обратные задачи палеотермометрии / О.В. Нагорнов, С.А.Тюфлин, Ю.В. Коновалов, А.Б. Костин. М: МИФИ, 2008. – 176 с. Учебное пособие рассчитано на студентов, специализирующихся по направлению «Прикладная математика и информатика». В книге рассматриваются методы решения обратных задач математической физики в приложении к задачам определения краевого условия для уравнений параболического типа. Основное внимание уделяется задачи определения прошлых температур поверхности Земли по данным скважинных измерений температуры и геохимического состава извлеченных ледниковых кернов, представляющих собой условия переопределения. Пособие предназначено для студентов старших курсов, а также для аспирантов и научных работников, специализирующихся в области математического моделирования и решения обратных задач в научных исследованиях. Пособие подготовлено в рамках Инновационной образовательной программы. Рецензент доктор физ.-мат. наук, профессор Н.А. Кудряшов ISBN 978-5-7262-1092-6
© Московский инженерно-физический институт (государственный университет), 2008
ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Введение ............................................................................................... 4 2. Измерения температурного профиля в скважине. Температуры поверхности и температуры приземного слоя воздуха........................ 9 3. Распространение тепла в горных породах и ледниках................... 15 4. Математическая постановка задачи распространения тепла в горных породах ........................................................................................... 18 5. Численное решение задачи распространения тепла в горных породах ........................................................................................................... 70 6. Решение задачи распространения тепла в горных породах с постоянными свойствами среды.................................................................... 75 7. Альтернативная постановка задачи распространения тепла в горных породах с постоянными свойствами среды................................. 78 8. Оценка глубины проникновения температурных колебаний различных периодов ................................................................................... 81 9. Математическая постановка задачи распространения тепла в ледниках ....................................................................................................... 83 10. Численное решение задачи распространения тепла в ледниках . 87 11. Математическая постановка задачи распространения тепла в ледниках с постоянными свойствами среды и линейным профилем адвекции .......................................................................