Лёд и Снег • 2012 • № 1 (117)
УДК 551.324. 433/551.582
Оледенение северных склонов Туркестанского и Алайского хребтов
и его современная динамика
© 2012 г. Р.А. Усубалиев1, А.С. Дудашвили1, О.И. Элеманов2
1Центрально-Азиатский институт прикладных исследований Земли, Бишкек; 2Институт водных проблем и гидроэнергетики Национальной Академии наук Киргизской Республики, Бишкек
ryskul_kgz@mail.ru
Статья принята к печати 16 сентября 2011 г.
Векторные слои, горные обрамления, деградация ледников, дешифрирование, изменения климата, ледниковые системы. Climate change, digitization, glacier changes, glacier systems, mountain enclosure, vector layers.
Рассматриваются особенности развития оледенения северных склонов Туркестанского и Алайского хребтов в условиях современного изменения климата. В высокогорных зонах этих хребтов c середины ХХ до начала XXI в. отмечается тенденция к повышению температуры воздуха и росту количества атмосферных осадков. Температура воздуха повышается здесь интенсивнее, чем во Внутреннем Тянь-Шане, поэтому и темпы деградации ледников в этом районе выше. За 1965-2000 гг. площади ледников пяти речных бассейнов сократились здесь более чем на 20%. В результате распада ледников общее их число увеличилось. Небольшие ледники, расположенные на относительно низких гипсометрических уровнях, исчезли совсем.
Характеристика района исследований
Туркестанский и Алайский хребты начинаются на юго-востоке Ферганской долины и протягиваются в западном направлении от горного узла, где сходятся Ферганский хребет и хр. Какшаал-Тоо. Алайский хребет тянется до горного узла Матча более чем на 350 км. Западнее горного узла Матча Алайский хребет сменяется Туркестанским протяжённостью более 320 км. Вместе с Алайским хребтом они образуют северную ветвь Гиссаро-Алая, условная граница которой проходит по долине р. Сох. На северных склонах хребтов широко развиты передовые хребты, среди которых прежде всего выделяется хр. Кичик-Алай.
Туркестанский и Алайский хребты относятся к главным и поднимаются до высоты более 5000 м. Протяжённость хр. Кичик-Алай — около 100 км; он служит водоразделом рек Ак-Буура, Араван и Исфайрамсай. По высоте он не уступает главным хребтам, а местами даже выше их. Значительно приподняты также хребты-отроги — Коллектор-ский, Туюксу, Актур и др.
В исследуемом нами районе (бассейны рек Ак-Буура и Араван) оледенение, имеющее значительные размеры, развито в пределах хребтов Алай-ского и Кичик-Алай. Основные площади оледенения сосредоточены на северных склонах хребтов, но в целом оледенение района имеет рассредоточенный характер. Несмотря на близость и относительную доступность ледниковых систем горных обрамлений Ферганской долины, широкомасштабные гляциологические исследования здесь не
велись, а те, что проводились, были эпизодическими. В настоящее время использование космических снимков позволяет решить важные для гляциологии задачи: определить линейные и площадные изменения отдельно взятых ледников, а также масштабы деградации ледниковых систем в целом.
Современное оледенение гор умеренного пояса контролируется сложным сочетанием климатических, орографических и геоморфологических факторов [5]. Оледенение хребтов, обрамляющих Ферганскую долину, значительно слабее, чем других районов Тянь-Шаня и Памиро-Алая. В основном ледники сосредоточены в хребтах южного обрамления — Туркестанском и Алайском. На развитие и существование здесь оледенения значительно влияют гипсометрия, расчленённость горных хребтов, экспозиция склонов и др. Так, северные склоны Туркестанского и Алайского хребтов достаточно хорошо расчленены, что немаловажно для ледников. Здесь широко развиты передовые хребты, хребты-отроги и различные формы рельефа, с которыми непосредственно связаны ледники. Важный фактор существования оледенения — глубина вреза ледникового вместилища [6]. На развитие оледенения сильно влияет и экпозиция склонов. Однако для восточной части северного склона Алайского хребта коэффициент корреляции между средним размером ледника и его высшей точкой незначителен и равен 0,61. Очевидно, что здесь на развитие оледенения влияют другие факторы и в первую очередь — общая ориентация макросклона хребта. Именно этот фактор
Рис. 1. Временной ход среднегодовой температуры воздуха (а) и количества осадков (б) на ГМС Сары-Таш. 1 — линейный тренд
Fig. 1. Time dependence of an annual average air temperature (a) and amount of precipitations (б) in HMS Sary-Tash. 1 — linear trend
определяет не только масштабы и характер распределения ледников, но и само их существование на склонах хребтов с северной экспозицией — Алай-ского и Туркестанского, обрамляющих Ферганскую долину с юга. По данным Каталогов, составленных на основе аэрофотосъёмок 1957 — 1967 гг. [3, 4], в речных бассейнах северных склонов Туркестанского и Алайского хребтов сосредоточено 1066 ледников размерами 0,1 км2 и более, общая площадь которых составляет 869,8 км2.
Известно, что ледники — продукт климата, поэтому их изменения обусловлены колебаниями климата. С середины 1970-х годов в результате глобального потепления в горах Центральной Азии ледники интенсивно сокращаются. При современном климате оледенение может существовать только на хребтах высотой более 4100 м [2]. В настоящее время в пределах большей части нивально-гляциаль-ных зон юго-западного Тянь-Шаня сезонная снеговая линия оказалась выше гребней хребтов. Не составляют исключение также некоторые низкие хребты и горные отроги северных склонов Туркестанского и Алайского хребтов. Визуальные обследования в отдельных речных бассейнах горных обрам лений Ферганской доли ны, выпол нен ные в по след ние годы, под твержда ют вы вод об ус той чи-вом отступании ледников, сокращении площадей льда и фир на, рас па де лед ни ков и ис чезно вении некоторых из них. Главная причина — особенности реакции ледниковых систем на современные изменения климата, обусловленные региональны-
ми природно-климатическими условиями горных обрамлений Ферганской долины.
С 1935 по 2005 г. температура приземного слоя атмосферного воздуха в высокогорной зоне увеличилась на 1,7 °С (ГМС Сары-Таш, Н = 3155 м) (рис. 1, а). Это больше, чем в высокогорных районах Внутреннего Тянь-Шаня. Так, в среднегорной зоне Внутреннего Тянь-Шаня за 105 лет (1894—1999 гг.) многолетняя среднегодовая температура воздуха повысилась на 1,05 °С (ГМС Нарын, Н = 2040 м), а в высокогорной зоне за 56 лет (1941—1997 гг.) — на 0,63 °С (ГМС Тянь-Шань, Н = 3614 м). С атмосферными осадками картина иная. Высокогорная зона Алайского хребта отличается повышенным увлажнением. Здесь с 1935 по 2005 г. среднегодовая сумма осадков выросла на 66,2 мм (см. рис. 1, б). Аналогичная картина в среднегорной зоне Тянь-Шаня (35,4 мм). В высокогорной же зоне Внутреннего Тянь-Шаня, наоборот, многолетние годовые суммы осадков снизились на 24,5 мм. Однако, несмотря на это, масштабы сокращения оледенения в исследованных нами районах более значительны по сравнению даже с близлежащими ледниковыми системами гор Тянь-Шаня и Памиро-Алая. Возможно, это обусловлено увеличением температуры воздуха.
Методика и результаты исследований
Современная динамика и эволюция оледенения исследовались авторами на примере ледниковых систем двух речных бассейнов Алайского хребта — Араван и Ак-Буура. Результаты, полу-
Ш1 О 2
Рис. 2. Результаты дешифрирования топографических карт (1) и космоснимков (2). Номера ледников даны в соответствии с [4]
Fig. 2. Results of topographic map decoding (1) and space images (2). Numbers of glaciers are given by [4]
Таблица 1. Характеристика числа ледников и площадей оледенения в бассейнах рек Ак-Буура и Араван по данным исследований авторов
Показатели Значения параметров Изменение значений параметров
по топографической карте масштаба 1:25 000, 1965 г. по космическому снимку, 2000 г.
Число ледников 265 311 +46
Площадь полигона (ледника) в векторном слое, км2: максимальная суммарная средняя 13,25 8,26 -4,99
174,17 123,5 -50,66
0,66 0,40 -0,26
ченные при дешифрировании многозональных космических снимков (Landsat, 2000 г.), сравнивались с данными топографических карт масштаба 1:25 000 съёмки 1965 г. Разрешение снимков — 30 м. Они были предоставлены сотрудниками Центра исследований Земли (GFZ) в Потсдаме, Германия.
При дешифрировании космоснимков установлены и оцифрованы контуры открытой поверхности ледников и сформирован векторный слой. Для ретроспективного анализа аналогичный слой был создан путём оцифровки открытой поверхности ледников на топографических картах масштаба 1965 г. Оба векторных слоя создавались в системе координат WGS 84. Точность дешифрирования площади по космоснимкам и топокартам составляла около 90%. Подготовка слоёв и вычисление геометрических параметров выполнены в
программе Лге018 (слои и космоснимок с топокар-той) (рис. 2). Анализ векторных слоёв и вычисленных геометрических параметров позволил получить результаты, приведённые в табл. 1.
За 35 лет (с 1965 по 2000 г.) площадь открытой части ледников, расположенных в бассейне р. Ак-Буура и частично в бассейне р. Араван, сократилась на 50,66 км2, что составляет 29,1%. В 2000 г. по сравнению с 1965 г. число ледников увеличилось на 46 в результате дробления больших ледников на несколько маленьких. Некоторые мелкие ледники исчезли полностью.
Аналогичные работы [1] выполнены и для других ледниковых систем речных бассейнов северных склонов Туркестанского и Алайского хребтов (табл. 2). Здесь также с 1957 по 1980 г. увеличилось число малых ледников за счёт распада (разделения) ледников среднего размера. Для периода 1980—
Таблица 2. Площадь ледников и среднегодовые темпы деградации оледенения ряда бассейнов рек северных склонов Туркестанского и Алайского хребтов, по [1]
Бассейн реки Площадь оледенения, км2 Сокращение площади, % Среднегодовые темпы деградации оледенения, %
1957 г. 1980 г. 2001 г. 1957-1980 гг. 1980-2001 гг.
Шахимардан 39,46 30,14 28,19 28,6 1,03 0,31
Сох 246,26 214,63 198,25 19,5 0,56 0,36
Исфара 129,74 125,05 120,99 6,8 0,16 0,15
Всего 415,46 369,82 347,43 18,3 0,58 0,27
Рис.
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.