Hostname: page-component-6898cfcb55-zsp5v Total loading time: 0 Render date: 2026-11-11T08:27:26.465Z Has data issue: false hasContentIssue false

Vertical profile and Horizontal Increase of Drift-Snow Transport

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

Masao Takeuchi*
Affiliation:
Civil Engineering Research Institute, Hokkaido Development Bureau, Sapporo, Japan 062
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

There are a number of published empirical formulae for drift-snow transport as a function of wind velocity. Comparing these formulae at the same wind velocity, however, results in considerable disagreement. It is hypothesized that the disparity arises from snow conditions and the various stages of development of drifting snow.

The horizontal distribution of drift flux was measured with snow traps along a transect parallel with the wind, beginning at an up-wind boundary that served as the starting point of drifting snow. Results indicate that drift-snow transport cannot be defined uniquely unless the drifting snow attains equilibrium (i.e. the snow profile is saturated).

Saltation of snow particles is thought to prevail near the snow surface. However, the vertical flux profile of saltating snow has never been measured. Vertical profiles of drift flux from the snow surface to a height of 30 cm were measured at nine levels, using snow traps composed of nine streamers (compartments). It appears that the saltation flux prevails up to a height of 7-9 cm above the surface, and the suspension flux gradually takes over as the drifting snow develops.

Résumé

Résumé

11 existe un grand nombre de formules empiriques publiées pour le transport de la neige en fonction de la vitesse du vent. Cependant, en comparant ces formules pour la même vitesse de vent, on trouve de considérables discordances. On émet l’hypothèse que ces différences proviennent de l’état de la neige et des différents stades de développement de la congère,

La distribution horizontale du flux de neige a été mesurée à l’aide de trappes à neige le long d’un alignement parallèle au vent, commençant en un point à l’amont considéré comme le point d’origine du drift. Les résultats montrent qu’on ne peut définir le transport de la neige soufflée de manière unique à moins que le flux de neige n’ait atteint son point d’équilibre (c’est-à-dire que le profil de neige est saturé).

On pense que la saltation des particules de neige est le phénomène qui prévaut près de la surface de la neige. Cependant, les profils verticaux de la neige en saltation n’ont jamais été mesurés. Des profils verticaux de drift depuis la surface de la neige jusqu’à une hauteur de 30 cm ont été mesurés à neuf niveaux gráce à des trappes à neige composées de neuf compartiments. Il apparaît que le flux de saltation prédomine jusqu’à une hauteur de 7 à 9 cm au-dessus de la surface et que le flux en suspension prend progressivement le pas quand le transport de neige se développe.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Es gibt eine Anzahl von Veröffentlichungen mit empirischen Formeln für die Schneedrift als Funktion der Windgeschwindigkeit. Vergleicht man jedoch diese Formeln bei gleicher Windgeschwindigkeit, so ergeben sich beträchtliche Abweichungen. Es wird behauptet, dass die Unstimmigkeiten von der Beschaffenheit des Schnees und von den verschiedenen Stadien der Driftentwicklung herrühren.

Die horizontale Verteilung des Driftflusses wurde mit Schneefallen längs eines Profils parallel zum Wind gemessen; der Anfangspunkt lag an einer Grenze in Richtung gegen den Wind, die als Ausgangspunkt der Schneedrift diente. Die Ergebnisse zeigen, dass der Transport von Driftschnee nicht eindeutig zu definieren ist, bevor die Schneedrift einen Gleichgewichtszustand erreicht (d.h. das Schneeprofil gesättigt ist).

Nahe der Schneeoberfläche dürften Sprungbewegungen der Schneepartikel vorherrschen. Das vertikale Flussprofil springenden Schnees wurde jedoch noch nie gemessen, Vertikalprofile des Driftflusses von der Schneeoberfläehe bis 30 m Höhe wurden mit Schneefallen, die aus neun Kammern zusammengesetzt waren, in neun Niveaus gemessen. Es scheint, dass der Sprungfluss bis zu einer Höhe von 7-9 cm über der Oberfläche vorherrscht, während der Suspensionsfluss allmählich mit der Entwicklung der Schneedrift einsetzt.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © The Author(s) 1980 
Figure 0

Table I.Empirical formulae for snow transportQ (g m-1 s-1) as A Function of Wind Speed at 1 m Height, U100 ( m S- 1 ). Snow Transport is the Total up to A Height of 2 m Unless Otherwise Noted

Figure 1

Fig. 1.Empirical formulae for drift-snow transport as a function of wind velocity, as given in Table I.

Figure 2

Fig. 2.The snow trap used in the study.

Figure 3

Fig. 3.Aerodynamic efficiency curves of the snow traps, as determined in wind-tunnel tests. Wind velocities are the freeflow values at heights corresponding to the centre of the intake opening.

Figure 4

Fig. 4.Horizontal distribution of drift-snow transport as measured with snow traps.

Figure 5

Fig. 5.Horizontal distribution of snow depth downward from boundary

Figure 6

Fig. 6.The coefficient of friction of snow surface and particles as a function of snow quality and temperature.

Figure 7

Table II.Saturated drtft-snow transport, wind velocity at 1 m height (U100), TEMPERATURE, AND SURFACE SNOW AS MEASURED IN THIS STUDY, Qo30 is the DRIFT TRANSPORT MEASURED BETWEEN THE SURFACE AND A HEIGHT OF 30 cm. Q0200 IS THE DRIFT TRANSPORT BETWEEN THE SURFACE AND A HEIGHT OF 200 cm, ESTIMATED BY EXTRAPOLATING THE VERTICAL PROFILE OF THE MASS FLUX

Figure 8

Fig. 7.Saturated drift-snow transport between the surface and height of 200 cm. Wind velocity is that at 1 m height.

Figure 9

Fig. 8.Logarithmic profile of drift flux.

Figure 10

Fig. 9.Semi-logarithmic profile of drift flux.

Figure 11

Fig. 10.Vertical profiles of drift flux simultaneously observed over an old firm snow surface at three distances from the boundary.

Figure 12

Fig. 11.Vertical profiles of drift flux simultaneously observed over a settled dry snow at three distances from the boundary.