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The Pendular-Funicular Liquid Transition and Snow Metamorphism

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

A. Denoth*
Affiliation:
Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck, Schöpfstrasse 41, A-6020 Innsbruck, Austria
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

The influence of snow structure on the liquid water distribution is recorded by measuring the high-frequency relative permittivity. The structure is characterized by the size and the shape of the ice grains, which are derived by analyzing the static dielectric constant and by analyzing photographs of the surface of the snow samples. The liquid distribution is very sensitive to the liquid saturation and to the shape of the ice grains; it is unaffectcd by the grain size. A transition from the pendular into the funicular mode of liquid distribution occurs in the range of 7 to 18% saturation. This transitional zone is very sensitive to the structure of snow; it decreases from approximately 13 to 18% liquid saturation for new snow to 7 to 12% saturation for old, coarse-grained snow.

La transition entre les distributions pendulaires et funiculaires de l’eau liquide dans la neige et les métamorphoses de la neige. L’influence de la structure de la neige sur la distribution de l’eau liquide est décelée par des mesures de permittivité relative aux hautes fréquences. La structure est caractérisée par la dimension et la forme des grains de glace, qui sont déduites de l’analyse de la constante diélectrique statique et de celle de photographies de la surface des échantillons de neige. La distribution de l’eau liquide est très sensible à l’étal de saturation et à la forme des grains de glace; elle n’est pas affectée par la taille des grains. Dans la zone entre 7 et 18% de saturation, on observe un passage du mode de distribution pendulaire du liquide vers le mode funiculaire. La zone de transition est très sensible à la structure de la neige; elle décroît depuis approximativement 13 à 18% de saturation liquide pour la neige fraîche jusqu’à 7 à 12% de saturation pour de la vieille neige à grains grossiers.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Metamorphose von Schnee und der Übergang von der “pendular” in die “funicular” Verteilung des freien Wassers. Der Einfluss der Schneestruktur auf die Verteilung des freien Wassers wird durch die Messung der Hf-Dielektrizitätskonstante erfasst. Die Struktur wird dabei durch die Gestalt und die Grösse der Eiskörner charakterisiert. Diese Grössen werden aus Photographien der Oberfläche der Schneeproben gewonnen beziehungsweise auch aus der Analyse der statischen Dielektrizitätskonstante. Die Verteilung des freien Wassers im Schnee hängt im wesentlichen von der Wassersättigung und der Gestalt der Eiskörner ab; die Korngrösse hingegen zeigt keinen Einfluss. Der Übergang von der “pendular” in die “funicular” Verteilung des freien Wassers tritt bei Sättigungen zwischen 7 und 18% auf, wobei ein erheblicher Slruktureinfluss festzustellen ist. Diese Übergangszonc tritt bei Neuschnee im Bereich von 13 bis 18% Sättigung und bei altem, grobkörnigen Schnee im Bereich von 7 bis 12% Sättigung auf.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1982
Figure 0

Table I.Snow classification characteristics

Figure 1

Fig. 1.The shape factor gl for type I snow as a function of water saturation. Sc is the critical saturation: Sc ≈ 8%. The solid line represents a least-square approximation by a fourth-degree polynomial.

Figure 2

Fig. 2.The shape factor gl for type II snow as a function of water saturation. SC is the critical saturation: Sc ≈ 5%. The solid line represents a least-square approximation by a fourth-degree polynomial.

Figure 3

Fig. 3.The shape factor gl for type III snow as a function of water saturation. Sc is the critical saturation: Sc ≈ 3%. The solid line represents a least-square approximation by a fourth-degree polynomial.

Figure 4

Table II.Compilation of the characteristic snow parameters