УДК 551.324
Сокращение ледников гор Сунтар-Хаята и методические аспекты его оценки
© 2013 г. А.А. Галанин1, В.М. Лыткин1, А.Н. Федоров1, Т. Кадота2
1Институт мерзлотоведения СО РАН имени П.И. Мельникова, Якутск;
Исследовательский институт глобальных изменений, Йокосука, Япония agalanin@gmail.com
Статья принята к печати 2 июня 2013 г.
Высота границы питания, оледенение северо-востока Азии, сокращение ледников, горы Сунтар-Хаята.
ELA, glaciation of Northeastern Asia, glaciers shrinking, Suntar-Khayata Mountains.
Изучение гляциально-криогенных комплексов гор Сунтар-Хаята - логическое продолжение исследований, начатых М.М. Корейшей в 1957-1959 гг. Рассматриваемый участок расположен в верхнем течении р. Бур-гали, на северном склоне г. Мус-Хая (2959 м над ур. моря), где находятся ледники № 29-31 согласно Каталогу ледников. Наше исследование основано на полевой геоморфологической съёмке, выполненной в 2012 г., и пространственном анализе разновременной аэрокосмической съёмки высокого разрешения (0,6-1 м). В настоящее время абсолютная высота краевых частей исследованных 16 ледников варьирует от 2090 до 2350 м, а среднее значение абсолютной высоты краёв ледников выросло с 2052±102 м до 2226±114 м по сравнению со съёмкой 1945 г. За это же время края ледников отступили на 500-650 м, а нижняя граница области питания повысилась на 61±38 м - с 2346±56 до 2407±55 м над ур. моря. Площадь оледенения массива г. Мус-Хая сократилась примерно на 36%. В результате абляции поверхность ледника № 31 в краевой части понизилась на 50-70 м. Выполненная оценка характеризует сокращение только открытой части ледников, поскольку значительная часть ледникового льда погребена под абляционными моренами, а также законсервирована в телах приледниковых каменных глетчеров и других гляциально-криогенных образований. Мощности некоторых из них достигают 30-80 м. Установлено сокращение поверхностной скорости течения ледников в 5-6 раз по сравнению с оценками 1957-1959 гг.
Введение
Горы Сунтар-Хаята (62,5° с.ш., 140,5° в.д.) -второй по величине район современного горного оледенения северо-востока Азии. Он представлен несколькими горными узлами, из которых наиболее исследован Северный массив (г. Мус-Хая, 2959 м над ур. моря). Ещё до открытия здесь оледенения некоторые исследователи отрицали возможность его развития [цит. по 12] на этих высотах. И хотя первые сведения о наличии здесь ледников появились в конце XIX в., планомерное изучение оледенения началось только в конце 1950-х годов в рамках Международного геофизического года 1957-1959. Физико-географическая характеристика и климат хребта хорошо известны из работ М.М. Корейши [11, 12]. Общие сведения об истории открытия и исследовании ледников хребта рассмотрены в работе [14].
Представление о масштабах оледенения хр. Сунтар-Хаята, как и других районов северо-востока Азии, изначально базировалось на результатах стереоскопических аэрофотосъёмок 1943-1970 гг. и созданных на их основе топографических карт масштаба 1:100 000. Силами разных исследователей на базе этих данных создавался и
совершенствовался Каталог ледников СССР [10], однако уже тогда шли дискуссии о числе ледников и общей площади оледенения. Пользуясь разными методами дешифрирования и подсчёта площади, исследователи получали неодинаковые результаты. Так, Л.Л. Берман в 1946 г. [цит. по 12] оценивает площадь оледенения в горах Сунтар-Хаята в 360 км2; по данным Ю.И. Попова, в 1947 г. [цит. по 12] она составляла 380 км2. В 1948 г. Ю.И. Попов [цит. по 12] пересчитал площадь оледенения и привёл цифру 160 км2. А.П. Васьковский [3] оценил площадь оледенения гор в 246 км2, а М.М. Корейша — в 206 км2 [12].
Дальнейшая корректировка числа ледников и площади оледенения выполнялась О.Н. Виноградовым с коллегами в 1970-х годах [5] в рамках специализированных исследований при составлении Каталога ледников СССР, в котором для гор Сунтар-Хаята указана площадь оледенения, равная 199,4 км2 [10]. В настоящее время электронный вариант этого Каталога доступен на сайте Института географии РАН. Его адрес: http://www.webgeo.ru. Для территории гор Сунтар-Хаята в нём содержится информация о 197 ледниках, общей площадью 198,4 км2.
Рис. 1. Ледник № 31 в горах Сунтар-Хаята (август 2012 г.) и установленные его границы для разновременной аэрокосмической съёмки в 2011, 1973 и 1945 г. и для максимальной фазы во время малого ледникового периода Fig. 1. Glacier № 31 in Suntar-Khayata Mountains (August 2012) and its boundaries based on multi-temporal aerial and satellite imagery in 2011, 1973, 1945, and its maximum boundaries, established for Little Ice Age
В опубликованной в 2009 г. работе М.Д. Анани-чевой [1] на период 1943—1947 гг. указывается площадь оледенения гор в 210 км2. Приведённые в Каталоге данные неравнозначны и трудно сопоставимы, поскольку отражают характеристики оледенения разных горных систем в разное время, соответствующее периоду покрытия этих территорий аэрофотосъёмкой (1940—1970 гг.). В этот период ледники существенно сокращались, что было зафиксировано и для гор Сунтар-Хаята исследованиями М.М. Корейши [11, 12].
В последнее десятилетие появилось много новых публикаций, касающихся оценки степени сокращения оледенения и прогноза на ближайшее будущее. В 2000 г. японские исследователи при рекогносцировочных полевых работах установили сокращение края ледника № 31 на 200 м по горизонтали и на 20 м по вертикали за период с 1959 по 2001 г. [23]. В 2006 г. на основе исследования космических снимков LANDSAT 2003 г. М.Д. Анани-чева с коллегами [2] отмечает, что оледенение гор Сунтар-Хаята на дату съёмки насчитывало 195 ледников, общей площадью 163 км2. По сравнению с данными М.М. Корейши это эквивалентно сокращению площади примерно на 20% за период с 1945 по 2003 г. Таким образом, на протяжении 57 лет средняя скорость сокращения составила около 0,37 %/год. При сохранении подобного темпа оледенение должно исчезнуть к 2250 г.
Особенно противоречивые результаты получены на основе моделирования оледенения с использованием климатических моделей ЕСНАМ4 и ЕСНАМ5 [1, 17] путём подстановки в них высоты линии нулевого баланса ELA, рассчитываемой как
арифметическое среднее минимальной и максимальной отметок ледника. Согласно наиболее пессимистичному прогнозу, оледенение сократится до 9 км2 в период 2040—2060 гг., а полностью исчезнет к 2070 г. При более оптимистичном прогнозе для этого же периода площадь оледенения сократится только до 111 км2, что в 11 раз (!) больше предыдущей цифры. В 2011 г. опубликован [22] совершенно иной прогноз динамики оледенения Сунтар-Хаята — ледник № 31 через 400 лет сократится только наполовину и лишь через 1000 лет — на 80%. Таким образом, мы видим, что многие оценки степени сокращения оледенения гор Сунтар-Хаята и особенно прогнозы его динамики на ближайшее будущее выглядят взаимоисключающими.
Цель и методы настоящей работы
В 2012 г. мы выполнили рекогносцировочные полевые исследования двух ключевых объектов — ледников № 29 и 31 — в районе г. Мус-Хая, в результате чего установлены отступание краёв ледников на 500—700 м относительно их положения во время съёмки 1945 г. (рис. 1), а также сокращение мощности на 50—70 м и скорости течения в транзитной части в 3—5 раз по сравнению с данными М.М. Корейши и съёмкой 1945 г. В настоящей статье, основываясь на результатах полевых наблюдений, маршрутной GPS-съёмки и разновозрастных аэрокосмических материалов, мы попытались определить истинные масштабы и характер сокращения оледенения гор Сунтар-Хаята на основе двух различных подходов, а также цифровой модели рельефа. В процессе работы нам пришлось коснуться некоторых методических
Таблица 1. Результаты расчётов сокращения ледников Центрального массива гор Сунтар-Хаята с 1954 по 2010 г., выполненные с использованием Каталога ледников СССР, съёмки LANDSAT 2010 г. и ASTER GDEM V2
Параметры оледенения Каталог ледников (1943-1954 гг.) LANDSAT 2010 г., ASTER GDEM V2 Изменение
в абсолютных единицах %
Число отдельных ледовых тел 83 87 -
Площадь, км2 минимальная максимальная средняя общая 0,1 0,03 -0,13 -70
4,4 4,23 -0,17 -3,86
1,014 0,709 -0,306 -30,16
84,2 61,64 -22,56 -26,79
ELA, м 2391±108 2398±84 + 11±14 -
аспектов оценки наиболее часто используемой характеристики — высоты нулевого баланса (она же ELA и фирновая граница в трактовке некоторых исследователей) [1, 17], а также обсудить другие вопросы оценки ряда морфометрических характеристик ледников с использованием цифровых моделей рельефа. Цель последнего — в большей степени методическая.
Суть первого подхода к оценке заключается в сравнительном анализе основных морфометри-ческих показателей (площадь, ELA) ледников, приведённых в Каталоге [10] и рассчитанных на основе космических снимков LANDSAT 2010 г. (разрешение около 15 м) и цифровой модели рельефа ASTER GDEM V2. Отметим, что это — традиционный подход, использованный авторами некоторых уже цитированных здесь работ. Второй подход заключался в сравнительном анализе тех же морфометрических показателей выборочных ледников Центрального массива хребта с использованием: 1) космических снимков высокого разрешения (0,5 м) электронного ресурса Bing Maps, полученных на основе съёмки World-view в 2011 г. и свободно распространяемых компанией Microsoft; 2) аэрофотоснимков 1945—1947 гг.; 3) результатов полевых исследований 2012 г. на ледниках № 29 и 31. Второй подход подразумевает тщательное геоморфологическое дешифрирование не только открытой поверхности ледников, но и комплексов морен, абразионных полос, нунатаков и других элементов ледниковой морфоскульптуры.
Оценка сокращения оледенения
Сокращение оледенения Северного массива на основе Каталога ледников и дешифрирования космических снимков LANDSAT 2010 г. Для оценки сокращения оледенения использованы: спутниковые снимки LANDSAT 2010 г.; данные
Электронного каталога в табличном формате, доступного по адресу http://www.webgeo.ru; цифровая модель рельефа ASTER GDEM V2 с разрешением 14—20 м. Дешифрирование изображений выполнялось вручную, все операции по расчёту площадей и размерн
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.