Dielectric and mechanical alterations of snow properties near the melting temperature

Authors: Maeno N.; Takei I.

Source: Canadian Journal of Physics, Volume 81, Numbers 1-2, January 2003 , pp. 233-239(7)

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Abstract:

The dielectric and mechanical properties of snow were investigated in the temperature range –15 to 0°C. Dielectric measurements were carried out in the frequency range 50 Hz – 5 MHz; the low-frequency conductivity (at 100 Hz) of snow samples shows a peak in the temperature range –3 to –0.3°C and the dielectric dispersion-strength also shows a minimum in this same range. The propagation velocity of an elastic wave through snow samples was measured with a vibration response method in the frequency range 10 Hz – 1 MHz; the propagation velocity shows an increase with the bond growth as a result of progressive sintering, and a significant decrease above –0.6°C. The temperature dependence of the low-frequency conductivity and the propagation velocity for snow samples show a hysteresis near the melting temperature. A boundary between ice particles in snow samples is discussed as a means for understanding these phenomena. PACS Nos.: 61.43Gt, 77.22Gm, 46.40-f, 73.25+i

Nous étudions les propriétés diélectriques et mécaniques de la neige dans le domaine de température allant de –15 à 0°C. Les mesures diélectriques ont été faites dans le domaine de fréquence allant de 50 Hz à 5 MHz. La conductivité à basse fréquence (100 Hz) des échantillons de neige montre un pic entre –3 et –0,3°C. Dans ce domaine de température, la dispersion diélectrique a un minimum. Nous avons mesuré la vitesse d'une onde élastique dans les échantillons de neige avec une méthode de réponse aux vibrations, pour des fréquences de 10 Hz à 1 MHz. La vitesse augmente avec la force du lien, comme résultat d'un frittage progressif, mais décroît significativement au dessus de –0,6°C. La dépendance en température de la conductivité à basse fréquence et de la vitesse de propagation dans des échantillons de neige montre un hystérésis près de la température de fusion. Nous analysons la possibilité d'une frontières entre les particules de glace dans les échantillons de neige afin d'expliquer ces phénomènes. [Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research article

Publication date: 2003-01-01

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