научная статья по теме КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ЛЕДНИКОВ ПАМИРА География

Текст научной статьи на тему «КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ЛЕДНИКОВ ПАМИРА»

ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 200S, № 4, с. 74-S3

= ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ДИНАМИКА ГЕОСИСТЕМ

УДК 551.32(551.521.6)

КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ЛЕДНИКОВ ПАМИРА

© 2008 г. В. М. Котляков, Г. Б. Осипова, Д. Г. Цветков

Институт географии РАН Поступила в редакцию 16.11.2007 г.

Излагаются основы мониторинга пульсирующих ледников, приводятся результаты космического мониторинга нестабильных ледников Памира на региональном и локальном уровнях. Для исследований использовались снимки, полученные с отечественных спутников "Ресурс-Ф" (1972-1991 гг.) и с американских спутников "Landsat-7" и "Terra" (1999-2006). На региональном уровне проведена каталогизация всех нестабильных ледников Памира, выявлено 55 ледников с наблюдавшимися подвижками и 215 ледников с признаками динамически нестабильного режима в настоящее время. На локальном уровне исследовалась эволюция нескольких сложных пульсирующих ледников; в статье анализируются результаты космического мониторинга ледника Сугран за 1972-2006 гг., когда произошли две его подвижки: внутренняя в 1976-1980 гг. и с продвижением языка на 4.5 км в 2002-2005 гг.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время нередки стихийные бедствия, связанные с нивально-гляциальными явлениями. Одна из причин таких катастроф - подвижки пульсирующих ледников. Несмотря на то, что история изучения механизмов и причин резких подвижек ледников насчитывает уже почти полвека, проблема остается актуальной и сейчас. Нам неизвестно сколько-нибудь обоснованных научных программ мониторинга таких ледников. Даже Всемирная служба мониторинга ледников (WGMS) в своих сборниках (Fluctuations of Glaciers) ограничивается лишь описанием в произвольной форме имевших место гляциальных катастроф и не дает никаких рекомендаций для целенаправленных наблюдений за нестабильными ледниками. Однако ясно, что наблюдения за ними необходимы не только для научных целей, но, в первую очередь, для прогноза связанных с ними катастрофических явлений. Выброс печально известного ледника Колка в 2002 г. наглядно показал, чего можно ожидать от пульсирующих ледников при отсутствии специальной системы (службы) мониторинга, предназначенного для периодической оценки их состояния и прогноза эволюции [15]. В Институте географии пульсирующие ледники изучают с начала 1960-х годов. С 1963 по 1985 г. на леднике Медвежьем на Памире проводились наземные наблюдения, которые охватили две его подвижки и две стадии восстановления [3, 17], а в 1988-1991 гг. - аэротопографический мониторинг, в результате которого были прослежены подготовка (1988 г.), развитие и завершение (1989 г.) подвижки этого ледника и начало следующей стадии восстановления (19901991 гг.) [21]. Исследования на леднике Медве-

жьем и других пульсирующих ледниках Памира позволили выявить основные закономерности режима пульсирующего ледника на разных стадиях его пульсации и в соответствии с этим разработать принципы гляциологического мониторинга пульсирующих ледников [8].

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ, МЕТОДЫ И ВИДЫ МОНИТОРИНГА ПУЛЬСИРУЮЩИХ ЛЕДНИКОВ

Под целенаправленным мониторингом динамически нестабильных ледников мы понимаем систему достаточно регулярных и длительных наземных и дистанционных наблюдений за пространственно-временными изменениями (колебаниями) их размеров, формы и динамического режима с целью своевременного выявления их активизации, а также прогноза времени, масштабов и следствий возможных ледниковых катастроф. В эту систему входят региональный и локальный уровни мониторинга, каждый из которых имеет свое назначение, методы и средства проведения наблюдений, обработки данных и научного анализа.

Региональный мониторинг предназначен для выявления районов с динамически нестабильными ледниками, определения потенциальной опасности, связанной с эволюцией таких ледников: ожидающимися подвижками, обвалами льда, увеличением селеопасности, образованием, трансформацией и прорывами приледниковых озер и др., а также для каталогизации ледников с признаками динамической нестабильности. Поэтому программа многолетнего мониторинга на региональном уровне должна включать: 1) составление нового (обновленного) Каталога всех ледников

выбранного района оледенения; 2) составление детального Каталога динамически нестабильных и пульсирующих ледников (известных и активизирующихся в последнее время) по примеру [14]; 3) слежение за общим состоянием пульсирующих ледников и прогноз их поведения; 4) выбор объектов для проведения локального мониторинга. Региональный мониторинг должен быть систематическим, с заранее обусловленной периодичностью (например, раз в 5 лет) в зависимости от степени изменчивости ледников и возможности воздействия как самих ледников, так и других явлений ледникового происхождения на прилегающие территории.

Для проведения регионального мониторинга в последнее время широко используются космические съемки, особенно в удаленных и труднодоступных горных районах.

Цель локального мониторинга избранных динамически нестабильных ледников заключается в оценке их динамического состояния, изучении закономерностей эволюции, прогнозе времени и масштабов возможных подвижек или обвалов, их следствий, а также предупреждении о потенциальной опасности для расположенных ниже территорий и населения. Основу локального мониторинга составляют многолетние повторные измерения высоты поверхности и скорости движения льда. В зависимости от задач исследований и размеров объектов могут использоваться как наземные методы - геодезические измерения и фотограмметрические съемки, так и дистанционные -аэротопографические и космические съемки [16]. Полный комплекс мониторинга нестабильных ледников на локальном уровне должен включать также масс-балансовые, гляциогидрологи-ческие наблюдения и ряд других специальных видов исследований, иногда индивидуальных для конкретного ледника, с учетом его морфологии, специфики динамического режима, а также поставленных задач.

Программа локального мониторинга должна учитывать две принципиально отличные друг от друга стадии пульсации: стадию восстановления и стадию подвижки. В стадию восстановления наиболее полная и надежная информация о кинематике поверхности, скорости движения льда и других характеристиках ледника может быть получена в процессе наземного мониторинга с обязательным применением фотогеодезических методов. Примером таких исследований служит многолетний мониторинг ледников Медвежьего на Памире и Вариегейтид на Аляске [8, 20] и др. Однако в стадию подвижки, когда поверхность ледника становится непроходимой, основную ставку следует делать на повторные дистанционные измерительные методы. Примером эффективного использования аэрофотосъемок для ис-

следования режима пульсирующего ледника служит аэротопографический мониторинг ледника Медвежьего [21]. В последние годы появилась возможность пользоваться материалами космических съемок с достаточно высоким разрешением для оценки изменений ледника как в стадию подвижки, так и в стадию восстановления. Примеры использования космических съемок для исследования ледников и технологические приемы обработки различных видов космических материалов представлены в работах [1, 12, 19, 23 и др.].

Ниже мы приводим некоторые результаты космического мониторинга пульсирующих ледников Памира на региональном и локальном уровнях.

РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЙ

Памир - высокогорная страна, северо-западная часть Центрально-Азиатского нагорья. Наши исследования проводились на территории Памира в пределах Таджикистана. Западная часть этого района - система хребтов преимущественно широтного простирания (хребты Петра Первого, Дарвазский, Ванчский, Язгулемский), разделенных глубокими узкими долинами. В центральной части эти хребты смыкаются с меридиональным хребтом Академии Наук. На востоке района располагается массив Восточно-Памирского нагорья с широкими долинами и бессточными котловинами на высотах около 4000 м, над которыми поднимаются хребты среднегорного типа. В середине 1970-х годов на Памире насчитывалось 6730 ледников, а их площадь достигала 7493 км2 [5]. Большая часть оледенения сосредоточена на Центральном Памире - в центральной части За-алайского хребта и в районе стыка хребта Академии Наук с хребтами широтного простирания. Здесь находится ледник Федченко -один из крупнейших горных ледников Евразии: его длина 77 км, а площадь вместе с притоками почти 650 км2. Еще 10 крупных сложных ледников имеют площадь более 50 км2 каждый (Октябрьский, Гармо, Географического общества и др.).

Район Памира удобен для разработки программ и проведения космического мониторинга в связи с высокой концентрацией оледенения, наличием большого числа динамически нестабильных ледников, особенно в его центральной части, и благоприятными погодными условиями - здесь много безоблачных дней, что важно для использования космических съемок.

КАТАЛОГИЗАЦИЯ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ЛЕДНИКОВ ПАМИРА

Исходной базой для регионального мониторинга пульсирующих ледников служит каталог всех ледников с признаками нестабильности (как

Наиболее крупные зафиксированные наблюдениями подвижки ледников Центрального Памира в 1960-2006 гг.

№ на рис. 1 Название ледника Бассейн реки Координаты центра языка Площадь, км2 Длина, км Годы подвижек или интервалы их фиксации Продвижение конца, км

с.ш. в.д.

1 Гандо-Дорофеева Обихингоу 38°54' 71°45' 44.6 22.0 1985-1991 *

2 Ванчдара » 38°45' 71°57' 11.5 9.5 1977-1980 2.5

3 № 88 » 38°58' 71°18' 4.5 7.6 1975-1980 2.2

4 Петра Первого » 39°00' 71°25' 17.2 12.2 1976-1980 *

5 Бурс » 38°42' 71°48' 6.9 5.3 1991-2003 3.6

6 Сытарги » 38°41' 71°46' 5.8 5.1 1991-2003 1.0

7 Бырс Муксу 39°03' 71°45' 9.9 11.8 1981-1983 1.3

?-2005

8 Шини-Бини » 38°59' 71°50' 16.4 10.3 1959-1961 1.5

около 1991 1.8

9 Сугран » 38°56' 71°44' 47.1 22.0 1976-1980 *

2002-2005 4.5

10 Ошанина (Музгазы) » 39°03' 71°30' 10.7 15.6 1961 (1962) 7.5

1983-1984 3.0

11 Вали » 39°18' 72°45' 11.9 7.6 1975-1977 1.3

12 Дзержинского » 39°17' 72°49' 19.0 14.9 1972-1976 1.2

13 Малый Саукдара » 39°16' 72°51' 23.5 14.3 1972-1975 2.8

14 Шапак » 39°02' 71°50' 13.7 8.0 1991-2003 1.0

15 Бивачный

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