Гляциологические исследования в Казахстане: этапы развития, состояние, перспективы
И.В. Северский1, Е.Н. Вилесов2, К.Г. Макаревич1
Институт географии АН Казахстана; 2Казахский университет, Алматы
Статья поступила в редакцию 20 июля 2008 г. Рекомендована к печати Г.Б. Осиповой
Подводятся итоги многолетних исследований ледников, снежного покрова и лавин Казахстана.
Основоположником гляциологических исследований в Казахстане по праву считается военный ветврач, генерал и краевед С.Е. Дмитриев, который ещё в 1896 г. обследовал ледники Джунгарского (Жетысу-ского) Алатау [8], а в 1902—1908 гг. проводил наблюдения на ледниках Туюксу в истоках р. Малой Алма-тинки в Заилийском (Илейском) Алатау [9]. Он также открыл крупнейшие ледники этого хребта в верховьях р. Чилик — Корженевского и Богатырь. С 1922 г. изучение ледников Заилийского Алатау продолжил Н.Н. Пальгов. В 1938 г. в структуре Казахского филиала АН СССР был создан Сектор географии, в котором гляциологическое направление стало одним из трёх главных приоритетов, но целенаправленные исследования начались здесь в послевоенный период — с 1947 г. по инициативе и под руководством тогда уже академика АН Казахской ССР Н.Н. Пальгова.
Этапом развития гляциологии в Казахстане стали работы по программам Международного геофизического года (МГГ, 1957—1959 гг.), постоянных наблюдений за колебаниями ледников, а также Международного гидрологического десятилетия (МГД, 1965—1974 гг.). Последние были продолжены в рамках Международной гидрологической программы (МГП), действующей и поныне под эгидой ЮНЕСКО.
Для проведения МГГ и выполнения последующих геофизических проектов при Президиуме АН СССР был создан Междуведомственный геофизический комитет (МГК), в который вошла Секция гляциологии. Программа гляциологических исследований включала 15 тематических разделов, в том числе по проблемам горной гидрологии и климатологии, а одним из основных её исполнителей стал Сектор географии АН КазССР, преобразованный затем в Институт географии. В этот период были изучены процессы накопления, преобразования и расхода льда на ледниках в зависимости от теплового баланса поверхности Земли, взаимодействие оледенения и климата, современное состояние оледенения и направление его эволюции. Первостепенное значение приобрело выявление гидрологической роли ледников, их геолого-геоморфологической деятельности и построение палеогеографических реконструкций.
Особое место в реализации программы МГГ заняли исследования под руководством К.Г. Макаре-вича ледника Туюксу, расположенного в верховьях р. Малой Алматинки (Киши Алматы) на высотах 3370—4219 м над ур. моря. Решением Междуведомственного геофизического комитета этот ледник, как и ледники Шумского и Муравлёва в Джунгарском Алатау, был включён в Международную программу по изучению режима и баланса массы горных ледников и
вошёл в число объектов обязательного международного обмена данными наблюдений. Ныне это единственный на постсоветском пространстве Центрально-Азиатского региона ледник, на базе которого проводится комплекс круглогодичных гляциологических, климатологических и гидрологических наблюдений, начатых ещё в 1956 г. и продолжающихся уже более 50 лет.
Этот ледник как эталонный вошел в сеть Мировой службы мониторинга ледников (WGMS). Полученные здесь данные наблюдений и результаты оценки его годового баланса массы регулярно передаются в WGMS (Швейцария) и публикуются в выпусках «Fluctuations of glaciers» и бюллетенях «Glacier mass balance bulletin». Материалы этих наблюдений, продолжительность которых — одна из наибольших в мире, широко используются в исследованиях взаимодействий в системе «ледники—климат» и в обобщениях по эволюции горного оледенения земного шара. Библиография по леднику Туюксу включает более 600 наименований.
Аналогичный комплекс гляциоклиматических наблюдений был организован П.А. Черкасовым в 1958 г. на леднике Шумского в Джунгарском Алатау, где ежегодно проводился до 1990 г. Эти исследования позволили П.А. Черкасову разработать модель взаимодействия оледенения и климата, методику расчёта объёма ледников разных морфологических типов на основе сопоставлении данных наземных наблюдений и материалов радиолокационной авиасъёмки, исследовать роль ледниковой составляющей в речном стоке и формировании региональных водных ресурсов.
В период работы по названным выше программам начались исследования структуры снега и льда ледников (Г.А. Токмагамбетов), закономерностей режима и распределения осадков и снежного покрова в нивально-гляциальном поясе гор (П.А. Судаков и др.), температурного режима ледников (Е.Н. Виле-сов), изменений морфометрических характеристик ледников с помощью прямых геодезических методов (П.А. Черкасов, К.Г. Макаревич, Н.Я. Барвенко, И.Я. Федулов), радиационного и энергетического баланса ледников (П.А. Черкасов, Т.Я. Денисова, Р.Г. Головкова), взаимодействия крупномасштабных процессов циркуляции атмосферы с оледенением (К.Г. Макаревич и Т.Я. Денисова), абляции снега и льда (Е.М. Калмынкина, Т. Ермекбаев), возможности определения толщины ледников геофизическими методами (Б.А. Боровинский), химического состава талых ледниковых вод и мн. др.
Были обследованы все крупнейшие ледники Заилийского Алатау; впервые высказана идея о репрезентативности ледников и реализована в практике исследований на некоторых из них в Заилий-ском Алатау. В течение 15 лет проводились исследования кинематики ледника Туюксу (К.Г. Макаревич) и динамики ледника Шумского (П.А. Черкасов), не имеющие аналогов в мире. Эти работы нередко проходили в тесном взаимодействии с ведущими гляцио-
логами Союза и организациями всей страны. Результаты исследований оледенения Заилийского и Джун-гарского Алатау и Алтая представлены в многочисленных отечественных и зарубежных публикациях и обобщены в монографиях [7, 11, 14, 16, 18, 27, 28, 30].
Материалы полевых наблюдений на ледниках Заилийского и Джунгарского Алатау в период МГГ опубликованы в 36 томах и переданы в Мировой центр сбора и хранения данных, филиалы которого находятся в Москве, Кембридже (Англия) и гляциологическом центре «0> в Боулдере (США). В двух выпусках (1965—1969 и 1969—1974 гг.) представлены материалы наблюдений в период МГД в горноледниковом бассейне Туюксу [12, 13].
Важным этапом развития гляциологических исследований в Казахстане были работы по созданию Каталога ледников СССР и Атласа снежно-ледовых ресурсов мира. Практически ежегодные рабочие совещания, организованные Секцией гляциологии СССР под руководством Г.А. Авсюка и В.М. Котлякова, стали прекрасной школой для казахстанских гляциологов.
Для территории Казахстана составлены 14 частей Каталога ледников СССР (Е.Н. Вилесов и П.А. Черкасов), которые содержат детальную информацию о ледниках Казахстанского Алтая, Саура, Джунгарского и Заилийского Алатау, Кунгей и Тер-скей Алатау, Киргизского хребта и хребтов Западного Тянь-Шаня по состоянию на середину 1950-х годов. При составлении Каталога ледников Секция гляциологии МГК рекомендовала оценивать объёмы ледников по методу казахстанского гляциолога Н.В. Ерасо-ва. В этот период П.А. Черкасов разработал методы расчёта максимальных снегозапасов, летних осадков, годовой аккумуляции и абляции снега и льда на физической поверхности ледников. Он же предложил методы прогноза составляющих внешнего массооб-мена, в том числе и доли ледниковой воды в стоке рек на ближайший балансовый год и более продолжительный период. С учётом данных многолетнего мониторинга ледников была составлена карта календарного времени исчезновения основных элементов ледниковой системы Джунгарского Алатау.
На основе оригинальных методических подходов и данных первого каталога ледников впервые были определены объём и масса льда ледников Джунгарской и Заилийско-Кунгейской ледниковых систем (П.А. Черкасов, Е.Н. Вилесов, Г.А. Токмагамбетов, Н.В. Ерасов), а затем по материалам аэрофотосъёмки и космическим снимкам составлены унифицированные каталоги ледников этих систем на 4—6 временных срезов за 1955—2000 гг. (П.А. Черкасов, Е.Н. Вилесов, В.И. Морозова, А.Л. Кокарев). Сравнительный анализ данных названных каталогов позволил исследовать динамику темпов деградации горного оледенения региона в сопоставлении с материалами аналогичных оценок по другим горноледниковым районам мира [4, 7, 10, 24, 31]. На основе выявленных по данным наблюдений коэффициен-
тов стаивания снега и льда разработана модель расчёта на ЭВМ составляющих баланса внешнего массообме-на ледниковой системы [30], а по материалам полевых исследований и аэрофотосъёмке выполнены палеогля-циологические реконструкции оледенения гор юго-восточного Казахстана [29] и Джунгарского Алатау [6].
Результаты исследований эволюции оледенения и гидрологической роли ледников позволили сделать вывод о наличии некоего компенсационного механизма, обеспечивающего устойчивость речного стока в условиях продолжающегося потепления климата и деградации оледенения. Оказалось, что таким механизмом служит всё большее (по мере потепления климата) участие талых вод подземных льдов в формировании стока [10, 19]. В Атласе снежно-ледовых ресурсов мира [2] представлено около 80 региональных карт по оледенению гор Казахстана, а также режиму экспериментальных ледников.
Итоги гляциологических исследований в Казахстане отражены на картах и графиках в Атласе Казахской ССР [1] и Национальном Атласе Республики Казахстан [15]. Имеется 12 актов внедрения результатов научно-исследовательских работ в области гляциологии в практику производственных, научных и учебных учреждений. В Томском инженерно-строительном институте при разработке проектов строительства и эксплуатации дорог в карьерах по добыче сибирских алмазов за полярным кругом в условиях вечной мерзлоты используется комплекс программ по расчёту инсоляции склонов за любой день года, разработанный П.А. Черкасовым.
По итогам исследований свойств льда естественных и искусственных ледяных покрытий, проведённых на высокогорном катке Медео, получен патент на возможность внедрения полученных результатов в практику.
На основе результатов работ по программам
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.