Колебания метеорологического режима и баланса массы ледника острова Галиндез в последние десятилетия
В.Ф. Грищенко1, Л.С. Говоруха2, В.Е. Тимофеев2, С.В. Клок3, С.Б. Коваленок3
Украинский научно-исследовательский гидрометеорологический институт, Киев; 2Одесский государственный экологический университет; 3Украинский антарктический центр, Киев
Анализируются метеорологические условия, приводящие к изменчивости баланса массы ледника и увеличению ледовитости прилегающих акваторий в районе украинской станции Академик Вернадский.
Изучение баланса массы ледников полярных районов в последнее время приобретает особую актуальность в связи с тендецией потепления климата и возможными его глобальными последствиями. Украинская антарктическая станция Академик Вернадский (65°14' ю.ш., 64°16' з.д.) (до 1996 г. британская станция Фарадей), располагает архивом одного из самых продолжительных периодов метеорологических наблюдений (с 1947 г. до настоящего времени). Однако гляциологические исследования британцы выполняли эпизодически (1960—1963 гг.), и сведения об изменении состояния и балансе массы местных ледников были весьма скудны [16]. Относительно регулярные массба-лансовые наблюдения начались после передачи станции Украине в 1996 г. (1996/97, 1999/2000, 2001/02, 2003/04 гг.) [10, 11, 13]. Анализ материалов этих наблюдений позволил сделать некоторые выводы.
Ледник на о. Галиндез (Аргентинский архипелаг) под рабочим названием Домашний (Л.С. Говоруха) — типичный для прибрежной зоны Западной Антарктики покровный ледник островной ледяной шапки [8]. Его нерасчлененная часть имеет размер 400x400 м и почти целиком лежит на каменном ложе, местами — в небольших заливах. Отдельные фрагменты ледника расположены в краевых понижениях рельефа. Из общей площади острова 1,2 км2 более 80% покрыты льдом. Толщина ледяной шапки, измеренная в марте 2004 г. С.П. Левашовым и Ю.М. Пи-щаным методом вертикального электрорезонансного зондирования, достигает 45 м. В районе ледяных обрывов, где из-за трещин измерения невозможны, она, очевидно, больше. По предположению автора [16], ледник представляет собой реликт шельфового ледника, покрывавшего некогда прибрежные районы Антарктического полуострова, в том числе все острова Аргентинского архипелага. Этот автор показал также, что ледник находится в состоянии равновесия, и его уровень коррелирует с циклическими изменениями среднегодовой температуры.
В соответствии с классификацией П.А. Шумско-го [12], уточненной затем в [6], для ледника характерна теплая фирновая (теплая инфильтрационно-конжеля-ционная) зона, отличающаяся интенсивным в летний период поступлением значительного количества талой воды. Льдообразование в указанной зоне происходит в равной степени в результате инфильтрационного за-
мерзания этой воды, заполняющей все поры снега и фирна, и оседания с рекресталлизацией. В периоды потепления, которые участились здесь в последние годы:, теплая фирновая зона льдообразования трансформируется в область абляции в случае, если на поверхность выходит лед, который начинает таять.
Питание ледника слагается из твердых осадков, выпадающих в виде снега, крупы, града, ледяного дождя; нарастающих осадков, образующихся на поверхности снега и льда в виде изморози и гололеда; иногда метелевого навевания снега (чаще его сноса с купола на пониженные участки ледника). Абляция ледника происходит за счет таяния, испарения, сдува-ния ветром снега, откола крупных блоков ледника на ниже расположенные участки открытых прибрежных морен в западной и восточной его частях, реже — обрушения небольших айсбергов с ледяного клифа в пролив, расположенный на юго-западе. Главную роль в абляции играет таяние снега и льда под воздействием солнечной радиации и тепла атмосферного воздуха. Заметна роль и внутренней и подледниковой абляции, обусловленной в меньшей степени геотермическим теплом и в большей теплом воды, омывающей ледник со всех сторон, проникающей в толщу ледника и под него по трещинам и ледниковым колодцам.
Станция Академик Вернадский расположена в районе антарктической конвергенции и в пределах тропосферного пояса низкого давления, где взаимодействуют воздушные массы с разными свойствами в системах преобладающих циклонов, смещающихся по западной или северо-западной траекториям [1, 11]. Наиболее часто осенью и зимой на Антарктический полуостров выходят северо-западные и западные циклоны (35% случаев, или 45 циклонов за соответствующие периоды 1997—2000 гг.). Весной, в октябре-ноябре отмечается максимальная повторяемость малоподвижных многоцентровых депрессий над морем Беллинсгаузена (17% всех ситуаций), а в марте-апреле (в 35% случаев) и августе-сентябре (31%) преобладают антициклоны, хотя в отдельные месяцы их повторяемость может быть еще больше. Наиболее подвижные циклоны чаще отмечаются осенью и зимой (с апреля по сентябрь), когда меридиональные контрасты температур в тропосфере максимальны, а в октябре-ноябре скорость их перемещения уменьшается, но они занимают большую площадь; при
- 135 -
О
Материалы гляциологических исследований, вып. 102
этом давление в центре может быть очень низким, менее 940 гПа.
Антициклональные процессы сохраняются в среднем менее продолжительное время, имеют меньше разновидностей и поэтому более просты в прогнозировании. Однако в холодные зимы антициклоны преобладают, и их повторяемость, либо число дней с их преобладанием, выше, чем циклонов. При установлении ситуации блокирования скорость перемещения циклонов замедляется, погодные условия характеризуются большей устойчивостью, что нередко приводит к формированию аномалий метеорологического и ледового режимов. Установлено, что преобладание анти-циклональных полей весной и летом ведет к сохранению снежного покрова, с одной стороны, и меньшему количеству осадков с другой, менее интенсивному распаду зимнего морского льда и значительно меньшей аккумуляции, чем в годы с выраженной цикло-ничностью. Так, годовые суммы осадков на станции Академик Вернадский колеблются в значительных пределах — от 75 до 680 мм [14], что связано с разнообразием циркуляционных условий в разные сезоны. Если преобладают антициклональные поля, суммы осадков снижаются, причем на фоне как холодных зим (1987 г.), так и умеренно холодных (1999 и 2002 гг.). Это приводит к разнообразию гляциоклиматических условий — от способствующих ускоренному разрушению островных ледников (1997, 1998 гг.) до слабой (2000 г.) и значительной аккумуляции (2002 г.).
Тем не менее, процессы абляции в целом преобладают в течение последних десятилетий. Об этом свидетельствуют результаты датирования верхних слоев льда по 210РЬ, образцы которого были извлечены из ледника на о. Галиндез. Датировка была выполнена дважды (в 2001 и 2002 гг.) по образцам, отобранным в 1998 и 2000 гг. В.Ф. Грищенко и в 2000 г. Д.П. Сухомлиновым [2]. Выяснилось, что возраст льда в образцах, которые выпиливались из верхних слоев льда толщиной 20—40 см в виде пластин толщиной 1,5—2,0 см, находится в пределах от 0—5 до 60—70 лет, т.е. за этот период в результате таяния льда были уничтожены слои аккумуляции за много лет.
О резком увеличении абляции в настоящее время свидетельствует то, что ледник Домашний, который был оконтурен в 1998 г. в виде линии, проведенной красной краской у его края, отступил от нее к 2004 г. более чем на 6 м, а также откол и разрушение крупных блоков ледника общим объемом более 50000 м3. Это связано, на наш взгляд, с аномальным повышением температуры воздуха зимой 2000 г.
Первые же наземные цифровые фототеодолитные съемки подтвердили суждения о сокращении объема ледника — сравнение продольных профилей ледникового купола, выполненных в 1961 г. британскими и в 2002 г. украинскими специалистами, свидетельст-
вует о значительной абляции. За 40 лет произошло выполаживание южного края ледникового купола: его толщина уменьшилась приблизительно на 1 м, что соответствует средней эквивалентной скорости абляции за последние десятилетия около 3 см/год [5].
Несмотря на общую тенденцию к потеплению, в отдельные годы, как например, в многоснежную зиму 2001/02 г., к началу следующей зимы на леднике сохранился снежный покров со средней толщиной 66 см и снегозапасом 330 мм. Из табл. 1 следует, что продолжительность периодов аккумуляции значительно выше, чем периодов абляции; величины абляции разительно отличаются. Это обусловлено разным температурным режимом, сказывается также непродолжительность и прерывистость наблюдений. Судить по этим данным о тенденциях величин годового баланса ледника преждевременно.
В периоды интенсивного потепления формируются аномальные режимы температуры морской воды: повышение температур приводит к интенсификации продуцирования айсбергов, т.е. к увеличению ле-довитости акваторий, с которой связаны понижение температуры воды и уменьшение ее солености. Так, при исследованиях Второй украинской антарктической экспедиции (УАМЭ) было отмечено, что особенностью ледового режима района морей Уэдделла, Скотия (Скоша) и Беллинсгаузена является его значительная ледовитость. Так, если Первой УАМЭ 1997 г. было зафиксировано 1343 айсберга, то за такой же отрезок времени работы Второй УАМЭ их общее количество возросло почти вдвое и достигло 2510.
Об аномально высокой ледовитости морей Скотия и Уэдделла в летний и осенний периоды 1998 г. свидетельствуют и данные, полученные от капитанов польских траулеров, которые вылавливали криль на шельфе о. Элефант — в январе-феврале и начале марта 1998 г. шельфы Южных Шетландских островов были полностью запружены плотными полями айсбергов, недоступными для проведения лова. Такая ситуация не отмечалась предыдущие 5—6 лет, когда уже в январе эти шельфы освобождались от айсбергов. В работах известных исследователей Антарктики [9] показана корреляция колебаний ледо-витости и продуцирования айсбергов с колебаниями гидрометеорологических условий. По данным, взятым из разных источников, [3, 4, 7, 9, 15], мы также установили связь частоты появления айсбергов в исследуемом районе от суммы летних температур воздуха. Очевидно, интенсификация продуцирования айсбергов
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.