1990. Được xuất bản dưới sự cho phép của NXB IAHS)
7.9.2 Sự trao đổi năng lượng và tuyết tan
Tuyết tan là kết quả của nhiều quá trình khác nhau trong một mạng lưới truyền của nhiệt tới khối tuyết (Xem thêm mục 2.7.3). Những dòng cân bằng năng l- ượng thiết yếu có liên quan là bức xạ mặt trời, sự bức xạ sóng dài (đặc biệt vào ban đêm), sự di chuyển nhiệt có thể cảm giác được từ không khí đến tuyết bởi sự đối lưu và sự truyền dẫn, và sự di chuyển ẩn nhiệt bởi sự bay hơi và sự ngưng tụ (và thỉnh thoảng là mưa) tại bề mặt tuyết. Luồng nhiệt truyền dẫn từ mặt nền đến khối tuyết là không quan trọng, nhưng cùng với sự thâm nhập của bức xạ sóng ngắn vào trong đỉnh khối tuyết một vài centimet là những nguồn năng lượng làm cho tuyết tan. Tuy vậy, như Colbeck và những người khác (1979) đã nhấn mạnh, nước tan được phát
sinh chiếm ưu thế tại bề mặt khối tuyết, và điều này đã được xác nhận bởi những mặt cắt mật độ liên tục của các khối băng tan.
Trong những vùng có phủ rừng, hoặc những điều kiện khác thảm phủ thực vật kéo ra xuyên qua khối tuyết sẽ tạo nên sự trao đổi năng lượng phức tạp hơn rất nhiều so với trong trường hợp tuyết trần trụị, ví dụ sự truyền nhiệt cảm ứng và bức xạ và sự bay hơi, là gần như không thể đo đạc một cách chính xác. Thậm chí trong những trường hợp loại bỏ những hiệu ứng phức tạp củathực vật, những phép đo dòng năng lượng chỉ có thể làm 'tại một điểm'. Như một kết quả, những đánh giá của dòng chảy hoặc tình trạng nước trong đất kéo theo phép ngoại suy theo quy mô lớn của những phép đo điểm này. Những kết quả phức tạp hơn nữa vì những lớp phủ tuyết trông giống nhau có thể sản sinh những đóng góp dòng chảy khác nhau trên một vùng rộng rãi từ một đầu vào là năng lượng nhiệt cho trước bởi vì số lượng năng lượng đó, nhiệt độ khối tuyết giảm xuống dưới điểm tan chảy (0oC).
Những điều kiện để vạch ranh giới cho những sự tính toán tuyết tan giả thiết bao gồm: (a) ẩn nhiệt của nước đá là 3.35 x 105 J/Kg (80 cal/g); (b) tuyết là băng thuần khiết; và (c) nhiệt độ tuyết là 0oC. Thông thường vào những tháng mùa đông, nhiệt độ khối tuyết thấp hơn hẳn 0oC để ban đầu nhiệt lượng được yêu cầu để nâng nhiệt độ tới điểm tan chảy cho đến khi mà đạt đến nhiệt độ đó không xảy ra dòng chảy nước tan. Mặt khác, trong thời gian mùa băng tan khối tuyết không chỉ có thể đẳng nhiệt ở 0oC mà còn có thể cũng chứa đựng một số nước lỏng nào đó trong khả năng (Cf. 'giải quyết khả năng') của khối tuyết đã đạt đến khối nước 'chín' đóng băng già. Nước lỏng trong sự thừa của những khả năng duy trì của khối tuyết thoát qua khối tuyết được xem như dòng chảy trọng lực.
Hình 7.36 gợi ý rằng trong những vùng có nhiều núi những điều kiện khối tuyết khác nhau này được phân bố trong quan hệ với độ cao. Trong những vùng khối tuyết ở miền đồng bằng, tuy nhiên, phân phối của tuyết còn chưa chín và chín là khó có thể đoán trước được. Trong mọi trường hợp sẽ rõ ràng rằng khi một khối tuyết chứa đựng nước lỏng bị tan, nước lỏng cũng được giải phóng, dẫn đến một dòng chảy được tạo ra trên toàn bộ từ khối tuyết được bắt nguồn đơn giản từ những sự xem xét cân bằng năng lượng.
Nó đã được gợi ý rằng trong khối tuyết trường hợp cực hạn 'sự sụp đổ' có thể xuất hiện ở nơi một khối tuyết chín cực đoan, gồm có một hỗn hợp của chất gây đóng băng, tuyết và lượng nước lỏng cực đại có thể, tùy thuộc vào những điều kiện làm tan nhanh, ví dụ nhiệt độ đột ngột cộng thêm mưa ấm lớn. Sau đó các điều kiện khác của khối tuyết có thể làm nứt vỡ và tạo ra một dòng chảy bùn loãng hoặc sự lở bùn loãng, tức là một tầng nối tiếp của tuyết, băng và nước chảy xuôi xuống dưới tới hệ thống lòng dẫn (ví dụ Washburn, 1980; Hestnes, 1985; Onesti, 1985).