научная статья по теме ДИНАМИКА ОЛЕДЕНЕНИЯ В ГОРАХ ЮГА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 160 ЛЕТ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ДИНАМИКА ОЛЕДЕНЕНИЯ В ГОРАХ ЮГА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 160 ЛЕТ»

УДК 551.324.63 doi:10.15356/2076-6734-2015-2-33-41

Динамика оледенения в горах юга Восточной Сибири за последние 160 лет

© 2015 г. Э.Ю. Осипов1, О.П. Осипова2

Лимнологический институт СО РАН, Иркутск; 2Институт географии имени В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск

eduard@lin.irk.ru

Dynamics of mountain glaciation in the South-Eastern Siberia over the past 160 years

E.Y. Osipov1, O.P. Osipova2

'Limnological Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Irkutsk;

2Sochava Institute of Geography, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Irkutsk

Статья принята к печати 15 сентября 2014 г.

Восточная Сибирь, изменения климата, колебания ледников, малый ледниковый период.

Climate change, East Siberia, glacier fluctuations, Little Ice Age.

Современное оледенение в горах юга Восточной Сибири сосредоточено в основном на Восточном Саяне, в Байкальском хребте и на Кодаре. Последние детальные исследования ледников были выполнены на материалах аэрофотосъёмки 1950-60-х годов и требуют обновления. С использованием космических снимков среднего и высокого разрешения (Landsat ETM+, Cartosat-1, QuickBird-2, WorldView-1), полученных в 2001-2011 гг., и цифровой модели рельефа SRTM были построены карты для 51 ледника общей площадью около 15 км2. По конечно-моренным комплексам с привлечением данных лихенометрии реконструированы границы ледников для времени малого ледникового периода (МЛП). Установлено, что с конца МЛП (середина XIX в.) площадь ледников сократилась в среднем на 59% (или 0,37% за год), а их концы отступили на 550 м (3,5 м/год). Наибольшее сокращение площади установлено для ледников хр. Кодар (62%). В 2001-2011 гг. ледники сокращались на порядок быстрее, чем в 18502001 гг., что, вероятно, обусловлено повышением летней температуры воздуха в 1970-2000-х годах. Дегляциация в горах юга Восточной Сибири (особенно на Кодаре) происходила во второй половине XX в. интенсивнее, чем в других районах Сибири.

Changes in areas of glaciers in three South-East Siberian mountainous regions (East Sayan, Baikalsky and Kodar ridges) had been analyzed for the period since end of Little Ice Age (LIA) to the present time (about 160 years). It was determined that since the end of LIA area of these glaciers reduced, on the average, by 59% (or 0.37% per a year), and their termini retreated by 550 m (3.5 m/year). At the second half of 20th century deglaciation in mountains of SouthEastern Siberia proceeded more intensive than in other Siberian regions.

Введение

Баланс массы и объём горных ледников очень чувствительны к изменениям климата, главным образом к колебаниям летней температуры и количеству выпавших твёрдых осадков. После малого ледникового периода (МЛП), примерно с середины XIX в., во многих районах Земли ледники отступали в результате повышения температуры (так называемое «глобальное потепление»). Однако деградация ледников не была линейной: максимальные скорости отступания отмечены в первой половине XX в. и начиная с 1970-х годов [16]. В континентальной Сибири динамика ледников количественно изучалась на Алтае и северо-востоке Сибири [2, 14, 19, 21]. Гораздо меньше данных собрано по изменениям ледников юга Восточной Сибири. Ранее в работе [19] были оценены изменения длины и высоты концов ледников Северной Евразии (включая хр. Кодар) с середины XIX в. до 1950-80-х годов. В данной работе мы попытались количественно оценить изменения ледников в трёх горных районах Байкальской горной

области с конца МЛП по настоящее время на основе картирования ледников и моренных комплексов с использованием данных космической съёмки высокого разрешения.

Районы и объекты исследования

Объекты наших исследований — ледники, расположенные на двух высокогорных массивах Восточного Саяна (гора Мунку-Сардык и гора Топографов) в пределах высочайшего массива Байкальского хребта — горы Черского и в центральной части хр. Кодар (рис. 1). Таким образом, район исследований охватывал высокогорье Байкальской горной области. Гора Мунку-Сардык (3491 м) находится на российско-монгольской границе и представляет собой самую высокую вершину Восточного Саяна. Пик Топографов (3089 м) — самый высокий массив меридионального участка хр. Большой Саян.

Впервые ледники на южном (монгольском) склоне Мунку-Сардыка обнаружены в 1850-70-х годах экспедициями Г.И. Радде и А.Л. Чекановского. Однако первые регулярные

3 Лёд и Снег, № 2, 2015

Рис. 1. Район исследований Fig. 1. Study area

исследования четырёх ледников южного и северного склонов Мунку-Сардыка (общая площадь 1,68 км2) были выполнены С.П. Перетол-чиным в 1896—1903 гг. [9]. Позже ледники и моренные комплексы Мунку-Сардыка исследовались Е.В. Максимовым [6] и сотрудниками иркутского Института географии [5]. По данным Каталога ледников СССР [3], основанным на дешифрировании аэрофотоснимков 1953—1958 гг., на массивах Мунку-Сардык и пике Топографов находится 12 ледников общей площадью 7,7 км2. Недавно, на основе высокоразрешающих космических снимков 2006—2008 гг., была проведена повторная инвентаризация 13 ледников этих двух массивов общей площадью 5,1 км2 [8].

Байкальский хребет простирается вдоль западного побережья оз. Байкал. Его вершины достигают 1900—2200 м. На юго-восточном склоне наивысшего массива этого хребта (гора Черского, 2588 м), в его центральной части, в 1970— 80-х годах впервые были обнаружены и исследованы два небольших ледника общей площадью около 0,6 км2 [1]. С тех пор инвентаризация ледников не проводилась. Отметим, что эти ледники не были включены ни в Каталог ледни-

ков СССР, ни в Каталог ледников мира (World Glacier Inventory).

Хр. Кодар расположен на северо-восточной окраине Байкальской горной области. Некоторые его вершины достигают 2900 м над ур. моря, наиболее высокая вершина — гора БАМ (3072 м). Ледники хребта расположены в его центральной части (56,8—57,1° с.ш., 117,2—117,7° в.д.). Они были обнаружены относительно недавно и детально изучены в ходе экспедиций В.С. Преображенского в 1958—1959 гг. [11]. По данным Преображенского, оледенение Кодара представлено 31 ледником общей площадью около 15 км2. Позже, в Институте географии АН СССР на основе полевых данных и аэрофотоснимков 1948—1963 гг. был составлен Каталог, в который вошли 30 ледников общей площадью около 18,8 км2 [4]. На основе материалов аэрофотосъёмки 1963 г. и полевых наблюдений Л.А. Пла-стинин [10] уточнил данные Каталога. В обновлённом каталоге было 39 ледников общей площадью 15,25 км2. Недавние исследования ко-дарских ледников касались химического состава снега и льда [13], изменения баланса массы [18], морфологии и температурного режима [7]. По-

Характеристика использованных в работе космических снимков

Район Снимок Дата съёмки Пространственное разрешение, м

Мунку-Сардык (Восточный Саян) Quick Bird-2 29.08.2006 0,6

Пик Топографов (Восточный Саян) WorldView-1 17.07.2008 0,5

07.08.2008

Г. Черского (Байкальский хребет) WorldView-1 25.08.2011 0,5

Кодар Cartosat-1 (IRS-P5) 14.08.2009 2,5

Landsat-7 ETM+ 11.07.2001 15-30

Landsat-7 ETM+ 13.08.2002

следние измерения площади ледников выполнены по снимкам Landsat 2010 г. [20]; в результате закартировано 34 ледника с общей площадью открытого льда 11,72 км2.

Материалы и методы

Космические снимки. Для картирования границ современных ледников и их моренных комплексов использованы летние сцены космических изображений WorldView-1, Quick Bird-2, Cartosat-1 и Landsat-7 (сенсор ETM+) с пространственным разрешением от 0,5 до 30 м, сделанные в 2001—2011 гг. (таблица). Все сцены были преобразованы в единую проекцию (UTM, WGS-84) и ортотрансформированы в программе ENVI 3.4 с помощью цифровой модели рельефа SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) и ряда опорных точек, координаты которых измеряли на местности с помощью GPS. Для снимков Landsat в ENVI 3.4 были построены цветосинте-зированные изображения (каналы 7—5—3), на которых граница между снегом (льдом) и окружающими горными склонами выражена достаточно чётко [14]. Также использовался панхроматический диапазон (канал 8) Landsat с более высоким пространственным разрешением (15 м).

Картирование ледников и морен. Контуры ледников вручную оцифрованы по космическим снимкам в ГИС ArcView 3.2. Поскольку нижние части ледников часто покрыты моренными отложениями, возникали затруднения, связанные с точным определением границы ледника, поэтому измерялась площадь его открытой поверхности. Для минимизации ошибок использованы данные полевых исследований, а также архивные фотоснимки. На некоторых ледниках их границы измерены с помощью GPS (точность позиционирования ±5 м). Многолетние снежники, свя-

занные с телами ледников в их верхних частях, включались в их контуры. Границы ледников во время МЛП (~1550—1850 гг.) были реконструированы по моренным отложениям. Незадерно-ванные моренные комплексы хорошо выражены перед фронтом современных ледников. Для оценки возраста моренных комплексов проведены измерения диаметров талломов лишайника Rhizocarpon Geographicum на поверхности ледниковых отложений и бараньих лбов. Лихенометри-ческие станции были заложены вблизи ледников № 5, 12 и 26 на Кодаре, № 31 на Мунку-Сардыке и № 1 на Байкальском хребте. Отсутствие абсолютных датировок морен не позволило нам построить региональные кривые роста лишайника, поэтому для оценки возраста морен использована кривая, полученная для Алтая [12].

Пространственные характеристики ледников, измеренные в ArcView 3.2 (с расширениями Spatial Analyst и Zonal Statistics) с использованием SRTM DEM (размер ячейки 60 х 90 м) и полевых GPS-измерений, были преобразованы в формат базы данных. Погрешность картирования ледников, связанная с пространственным разрешением космических снимков, принята равной одному пикселу для сцены Landsat (±15—30 м) и двум пикселам для других сцен (±1^5 м). Наличие облачности, сезонных снежников и затенённости также относятся к источникам потенциальных ошибок картографирования. Для их оценки было проведено несколько независимых (шесть и более) измерений площади на отдельных ледниках. По нашим оценкам, суммарная погрешность измерен

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»