УДК 551.556.12
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛЕДНИКОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОВРЕМЕННОГО УВЛАЖНЕНИЯ (ЧУЙСКАЯ КОТЛОВИНА, ЮГО-ВОСТОЧНЫЙ АЛТАЙ)
Ю.И. Винокуров, В.П. Галахов, С.Ю. Самойлова, С.В. Циликина, Н.И. Быков, Ч. Аюрзана
Институт водных и экологических проблем СО РАН Алтайский государственный университет, Ховдский государственный университет (Монголия)
По результатам обработки экспериментальных материалов периода Международного гидрологического десятилетия на ледниках Алтая была получена зависимость коэффициентов концентрации от их площади. С помощью полученных коэффициентов концентрации оценено среднее многолетнее годовое количество осадков Чуйской котловины.
The glacier area dependence of concentration coefficients in Altai glaciers was obtained due to studying the experimental materials of the International Hydro-logical Decade. The derived coefficients made it possible to evaluate yearly mean precipitation in Chuiskaya depression.
Ключевые слова: Алтай, Чуйская котловина, увлажнение, ледники, коэффициент концентрации, многолетние осадки.
Введение. По результатам обработки большого статистического материала по таянию на ледниках СССР
A.Н. Кренке и В.Г. Ходаков среднее многолетнее таяние на высоте фирновой границы (граница питания для ледников Алтая) увязывают со средней летней температурой [1]. Полученная величина характеризует не фоновые осадки на высоте границы питания, а аккумуляцию, в которую входит дополнительно лавинный и метелевый перенос. Отношение накопленного снега на леднике к фоновым снегозапасам называется коэффициентом концентрации. Рассчитывая таяние на высоте границы питания и приравнивая его к абляции-аккумуляции, мы сможем, с учетом коэффициента концентрации, определить среднее многолетнее количество осадков на этой высоте.
Исходный материал. Р.Г. Шенгелия и Р.Г. Гобед-жишвили [2] предлагают рассчитывать коэффициент концентрации, используя формулу, в которой учитывается лишь лавинный привнос на ледники. Обратимся к материалам периода Международное гидрологическое десятилетие (МГД) по бассейну Актру [3]. Наиболее длительный материал приводится по снегонакоплению для ледника Малый Ак-тру площадью 2,86 км2 (табл. 1).
Как видим, в данном случае коэффициент концентрации в среднем для ледника Малый Актру равен 1,11, и он весьма устойчив, на что указывал
B.М. Котляков [4].
Кроме ледника Малый Актру в период МГД (1977-1980 гг.) снегосъемки проводились еще на двух ледниках: долинном Левом Актру (площадь 6,25 км2) и плоских вершин Водопадном (площадь 0,93 км2) [3]. Для долинного ледника Левый Актру (табл. 2) коэффициент концентрации получился также устойчивым и равен в среднем 1,06. Для ледника плоских вершин Водопадного, вследствие метелевой трансформации выпавшего снега, коэффициент концентрации изменяется весьма значительно (рис. 1).
Коэффициент концентрации на леднике Малый Актру
Год + и ± В Аккумуляция К конц.
1972-1973 53 7 -4 56 1,06
1973-1974 51 7 -4 54 1,06
1974-1975 102 21 -7 116 1,14
1975-1976 86 17 -8 95 1,10
1976-1977 94 15 -8 101 1,07
1977-1978 48 8 + 1 57 1,19
1978-1979 61 10 -2 69 1,13
1979-1980 78 12 -4 86 1,10
Примечание: Х5 - фоновые снегозапасы, Е - испарение, и - баланс лавинного снега, Б - баланс метеле-вого снега. Все балансовые характеристики в табл. 1-4 приводятся в г/см2.
В 1977 г. проводились наблюдения за аккумуляцией снега на каровом леднике Стажер площадью 0,24 км2. Фоновые снегозапасы для этого ледника можно оценить в 60 г/ см2. Аккумуляция на леднике оценивается в 101 г/см2. Тогда коэффициент концентрации для этого ледника будет равен 1,68.
В 1980 г. наблюдения за снежным покровом проводились на леднике Правый Актру площадью 4,62 км2. При аккумуляции в 88 г/см2 коэффициент концентрации будет равен 1,13.
Кроме ледников в бассейне Актру в период МГД наблюдения за балансом про-
Таблица 2
Коэффициент концентрации на леднике Левый Актру
Год Аккумуляция Х5Е по М. Актру К конц.
1976-1977 99 94 1,05
1977-1978 54 48 1,12
1978-1979 59 61 0,96
1979-1980 86 78 1,10
Рис. 1. Зависимость коэффициента концентрации (Кконц) на леднике Водопадный (вертикальная ось) от фоновых снегозапасов (Х„ - Е) (г/см2, горизонтальная ось).
Коэффициент концентрации на леднике Томич
Год Аккумуляция К конц.
1968-1969 216 211 1,02
1969-1970 166 190 0,87
1970-1971 340 183 1,86
1971-1972 253 206 1,23
1972-1973 209 195 1,07
водились на леднике Томич (западная оконечность Катунского хребта) [5]. Рассмотрим эти материалы (табл. 3). Коэффициент концентрации для ледника Томич (площадь 1,59 км2) в среднем равен 1,21. От фоновых снегозапасов коэффициент концентрации зависит слабо, а вот от аккумуляции весьма значительно.
Материалы снегомерных съемок 1980 г. позволили определить среднюю аккумуляцию для ледника Софийского в 95 г/см2 [5]. Эти же материалы позволяют говорить, что на высоте фирновой границы фоновые снегозапасы можно оценить в 105 г/см2. Таким образом, для ледника Софийского коэффициент концентрации будет равен 0,9.
Необходимо отметить, что полученная зависимость (рис. 2) применима лишь к каровым и долинным ледникам. Этот тип ледников имеет устойчивый коэффи-
циент концентрации, который не увязывается ни с фоновыми снегозапасами, ни с аккумуляцией.
Средние многолетние характеристики термического режима и увлажнения Чуй-ской котловины можно найти в «Справочнике по климату СССР» [6, 7]. Наблюдения за осадками Гидрометеослужбой проводилось еще в трех точках: на метеорологических постах Тол-Тура (1959-1965 гг.) [8], Чаган-Узун (1948-1965) [8] и ГМС Уландрык (1961-1995 гг.). Материалы этих наблюдений послужили для анализа метеорологических характеристик.
В период с 1957 по 1959 гг. сотрудниками ГГИ наблюдения за осадками проводились у села Кокорю, при выходе рек Бар-Бургазы и Чаган-Бургазы из гор в котловину [9].
Кроме ежедневных наблюдений на метеорологических станциях и постах в бас-
Рис. 2. Зависимость коэффициента концентрации для ледников Алтая (вертикальная ось) от площади ледника (км2, горизонтальная ось).
Таблица 4
Сумма осадков за холодный (XIV) и теплый (У1Х) периоды и за год
в Чуйской котловине
ГМС или пост Местоположение Н, км Сумма осадков за период
холодный, X-IV теплый, V-IX год
Кош-Агач Центр котловины 1,76 35 92 127
Кызыл-Маны (Бельтир) Западная оконечность котловины 2,00 36 96 132
Тол-Тура Западный склон котловины 2,16 57 158 215
Уландрык Юго-восточный склон котловины 1,95 63 121 184
Кокарю Восточная оконечность котловины 1,87 26 128 154
Чаган-Бургазы Южная оконечность котловины 2,12 56 146 202
Бар-Бургазы Юго-восточная оконечность котловины 2,02 40 136 176
Чаган-Узун Северо-западная оконечность котловины, долина Чуи 1,72 81 115 196
Уландрык (суммарный осадкомер) Северный склон хребта Сайлюгем 2,32 - 265
сейне реки Уландрык в период с апреля 1966 по июнь 1969 гг. на высоте 2,32 км проводились наблюдения по суммарному осадкомеру [10]. Анализ этих материалов показывает, что годовая сумма средних, многолетних осадков (без различных поправок) должна быть равна 204 мм. При переходе от дождемера с защитой Нифе-ра к осадкомеру с защитой Третьякова Ц.А. Швер [11] рекомендует увеличивать показания дождемера для равнинной части Алтайского края на 30 %.
Результаты и их обсуждение. Сведем полученные материалы в таблицу (табл. 4).
Согласно А.Н. Кренке [12], в верховьях Чаган-Узуна абляция-аккумуляция на высоте границы питания составляет около 100 г/см2. С учетом полученного коэффициента концентрации для ледника Софийского количество средних многолетних осадков на высоте фирновой границы (3,1 км) должно составлять 1100 мм. Б верховьях Ирбисту и Кокузека высота фирновой границы составляет 3,15 км [13]. Площадь среднего ледника составляет
0,60-0,65 км2. Средняя летняя температура по сведениям ближайшей метеостанции Кош-Агач на высоте 1,76 км составляет 12,5 оС. Скачок температуры для ледников можно принять равным 0,7 оС. Для оценки градиента температур воспользуемся материалами В.П. Галахова и Р.М. Мухаме-това [5]. Принимая градиент температур равным 8 град./км, абляция-аккмуляция на высоте фирновой границы по формуле Кренке - Ходакова будет равна 85 г/см2. с учетом коэффициента концентрации (1,44) количество годовых осадков на высоте 3,15 км будет равно 590 мм.
В верховьях Бар-Бургазы и Юстыда (западный склон хребта Чихачева) высота фирновой границы для малых ледников, включая ледник Григорьева площадью 2,0 км2, составляет 3,23 км [13]. Площадь среднего ледника составляет 0,5 км2. Средняя летняя температура по сведениям ближайшей метеостанции Кош-Агач на высоте 1,76 км составляет 12,5 оС. Скачок температуры для ледников можно принять равным 0,7 оС. с учетом температурного градиента абляция
-аккумуляция на высоте фирновой границы будет равна 69 г/см2, коэффициент концентрации - 1,48, годовые осадки на высоте фирновой границы - 470 мм. Если в качестве опорной метеостанции взять
ГМС Уландрык, то годовая сумма осадков будет составлять 500 мм. в среднем величину годовых осадков для хребта Чихачева на высоте 3,24 км можно принять равной 480 мм.
Библиографический список
1. Кренке А.Н., Ходаков В.Г. О связи поверхностного таяния ледников с температурой воздуха // МГИ. - Вып. 12. - 1966. - С. 153-164.
2. Шенгелия Р.Г., Гобеджишвили Р.Г. Реконструкция ледников и водного баланса в бассейнах рек Ингури и Риони за последние 20 тыс. лет // МГИ. - Вып. 87. -1999. - С. 36-41.
3. Галахов В.П., Нарожный Ю.К., Никитин С.А. и др. Ледники Актру (Алтай). -Л.: Гидрометоиздат. - 1987. - 119 с.
4. Котляков В.М. Снежный покров Земли и ледники. - Л.: Гидрометеоиздат. - 1968 -479 с.
5. Галахов В.П., Мухаметов Р.М. Ледники Алтая. - Новосибирск: Наука, 1999. - 136 с.
6. Справочник по климату СССР. Вып. 20. Ч. II. Температура воздуха и почвы. -Л.: Гидрометеоиздат, 1965. - 394 с.
7. Справочник по климату СССР. Вып. 20. Ч. IV. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 332 с.
8. Справочник по климату СССР. Вып. 20. Ч. II. Кн. 1. Метеорологические данные за отдельные годы. Атмосферные осадки. - Новосибирск, 1977. - 473 с.
9.
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.