УДК 551.324.43 doi:10.15356/2076-6734-2015-2-21-32
Лавинное питание ледника Джанкуат © 2015 г. В.В. Поповнин1, Т.В. Пылаева2
1Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; 2Монастырь Марии Магдалены, Иерусалим
begemotina@hotmail.com
Avalanche feeding of the Djankuat Glacier
V.V. Popovnin1, T.V. Pylayeva2
1Lomonosov Moscow State University; 2Convent of St. Mary Magdalene, Jerusalem
Статья принята к печати 16 декабря 2014 г.
Аккумуляция, лавинное питание, ледник, снегомерная съёмка, снежная лавина. kcumuMion, avalanche feeding, glacier, snow avalanche, snow depth survey.
Лавинное питание относится к основным компонентам приходной статьи вещественного баланса ледника. Для ледников, на которых возможны прямые наземные масс-балансовые измерения, предлагается расчётная схема, позволяющая выделить из всей массы накопившегося сезонного снега объём лавинного питания, поступающего из-за пределов ледника. Методика основана на результатах построения поля аккумуляции по итогам проведения снегомерной съёмки на дату максимума сезонного снегонакопления. Одновременно картографируются зоны транзита и конусы выноса лавин (раздельно - зарождающиеся на леднике и приходящие извне). Распознавать точки со снеголавинными отложениями можно на ощупь зондами непосредственно при снегомерном профилировании. Превышение снегозапаса в лавинных точках против норм аккумуляции в морфологических аналогах ледниковой поверхности, находящихся вне зон лавинного воздействия, трактуется и численно параметризуется как привнос лавинного снега. Отмечены недостатки и неоднозначности предлагаемой схемы, а также возможные погрешности количественной оценки доли лавинного питания. Экспериментальный алгоритм был получен на леднике Джанкуат в сезон 1998/99 г., когда аккумуляция минимально отличалась от своего медианного значения за весь 46-летний ряд наблюдений. Доля лавинного питания составила 2,8%, что почти на порядок меньше значений, которые предполагались ранее.
In order to evaluate the contribution of snow avalanches, coming from outside the glacier limits, into the seasonal accumulation, an original algorithm is proposed for glaciers with ongoing terrestrial mass balance programme. It was tested on the Djankuat Glacier, Caucasus. A case study was realized for 1998/99 balance year when accumulation value was the closest to its long-term mean over the 46-year-long monitoring period. Snow avalanche feeding turned out to be only 2.8 per cent of total accumulation that is about an order of magnitude smaller than assumed hitherto.
Постановка задачи
В общеизвестном выражении [4] для приходной составляющей баланса массы ледника (обозначения наши)
bw=Xm ± P ± M ± V (1)
лавинное питание V стоит на последнем месте после суммы метелевого переноса M, нарастающих Pи твёрдых Xm осадков. Означает ли это, что роль лавинного питания уступает другим компонентам аккумуляции? Разумеется, для каждого ледника характерны индивидуальные пропорции, определяемые, прежде всего, его геоморфологическими и климатологическими особенностями. Более того, эти пропорции ежегодно меняются, отражая естественную нестационарность условий зимнего снегонакопления. Вместе с тем для характеристики процессов внешнего массо-обмена наиболее изученных ледников количественная оценка доли лавинного питания — задача весьма важная. Она может рассматриваться в двух плоскостях: 1) оценить некую модальную (осреднённую за период мониторинга) величину
лавинной подпитки; 2) установить вариацию этой величины за период мониторинга, уделив особое внимание экстремумам.
Обзор гляциологической литературы показывает, что попыток численно рассчитать объёмы лавинного снега на ледниках крайне мало. В основном преобладают качественные умозаключения: от констатации полного отсутствия лавинного питания на ледниках с положительными формами рельефа (вулканические конусы, плато, купола) и на некоторых малых формах оледенения (ледники на бровках уступов, карнизные ледники) до утверждения о господстве этого источника снега на ледниках туркестанского типа и на многих каровых, присклоновых, лощинных, пещерных и некоторых других типах ледников.
Чаще всего в работах, затрагивающих проблему аккумуляции снега на ледниках, авторы вообще объединяют метелевое и лавинное перераспределение снега без перевода его в какие-либо количественные категории [1, 3]. Так, на Алтае, особенно на леднике Родзевича, лавины a priori считаются основным фактором пере-
Рис. 1. Вид на область питания ледника Джанкуат с седловины горы Эльбрус (фото В.Н. Михаленко) Fig. 1. Djankuat Glacier accumulation area as viewed from Mt. Elbrus saddle (courtesy of V.N. Mikhalenko)
распределения снега [8]. На леднике Шумского (Джунгарский Алатау) аномалии максимальных снегозапасов у подножия тыловых стен цирков, по П.А. Черкасову [12], обязаны отложениям снежных лавин. Цифровой же формат обычно касается лишь фоновых показателей. Например, Г.Н. Кравченко [5] оценила колоссальное влияние лавин на перераспределение снега в Заилий-ском Алатау, где для ряда условий до 60% снегозапасов вовлекается в лавинную деятельность. В.Д. Панов [9] разделил ледники Кавказа на две группы по условиям лавинного питания: 1) у висячих, карово-висячих, висячих долинных и ледников конических вершин лавинное питание незначительно и обычно не превышает 5% средней аккумуляции; 2) у сложных долинных, при-склоновых, каровых и висячих каровых эта доля составляет 10—30%, а в особо благоприятных условиях может достигать 50—60%. Отдельные индивидуальные количественные оценки доли лавинного питания [7, 11 и др.] часто даются лишь ориентировочно и несколько умозрительно или основаны на косвенных посылках.
Основная причина недостатка достоверных экспериментальных данных состоит в том, что при стандартном определении Ъ„ в ходе весенних снегомерных работ на ледниках (на дату максимума сезонных снегозапасов) не существует универсальной методики вычленения из
измеренной величины параметра V. В данной статье предлагается подход, использование которого позволило нам определить долю лавинного питания на кавказском леднике Джанкуат.
Объект исследования
Расположенный в верховьях долины р. Адыл-Су (бассейн р. Баксан), в Приэльбрусье (рис. 1), долинный ледник Джанкуат площадью около 3 км2 [6] — один из наиболее изученных с масс-балансовых позиций не только в России, но и в мире. Непрерывный ряд вычисленных по итогам прямых измерений величин каждой из статей баланса массы начинается с 1968 г., а с 1977 г. результаты весенних снегосъёмок регулярно наносятся на топографическую основу. Как мы покажем далее, именно построение полей аккумуляции в крупном масштабе — непременное условие и ключ к решению сформулированной задачи.
Понятие лавинного питания
До изложения расчётного алгоритма необходимо чётко определить, что считать лавинным питанием. С масс-балансовой позиции под этим понятием подразумевают массу снега, дополнительно перенесённого гравитационными про-
цессами на поверхность ледника из-за его пределов после начальной седиментации твёрдых атмосферных осадков. В эту категорию попадает снег, оказавшийся на леднике в результате транспортировки как каноническими снежными лавинами, так и гораздо менее динамичными процессами, также вызванными силой тяжести, — снежными ручейками (явление это присуще главным образом сухому снегу и происходит на крутой облицовке ледникового бассейна практически одновременно с отложением снега или вскоре после отложения) и даже вязко-пластическим сползанием снега в процессе его диагенеза с окружающих скал на ледник. Принципиально важно, что понятие лавинного питания, независимо от механизма транспортировки, относится исключительно к поступлению избыточного снега на ледник с неледниковых поверхностей или с поверхности иных ледников. В этом контексте происходящее весьма часто гравитационное перераспределение вещества с крутых участков на более пологие в пределах одного ледника, пусть даже в виде классических лавин, рассматриваться в качестве лавинного питания не может. Оно приводит лишь к перемещению вещества, уже отложенного на ледник, из одних зон в другие, но не увеличивает приходную статью баланса массы, понимаемую как поступление вещества исключительно извне. Кроме того, снегозапасы не на всех участках ледника, подверженных воздействию лавин (независимо, где зародившихся, — на леднике или за его пределами), следует относить к категории лавинного питания. Совершенно очевидно, что воздействие лавин на местность может иметь как аккумулятивный, так и эродирующий характер, поэтому зоны преимущественного транзита снежных лавин также следует исключить из рассмотрения.
На момент формирования зимнего баланса Ъ„ (в идеале совпадает со временем проведения весенней снегосъёмки) всю площадь ледника можно разделить на пять типов поверхности по характеру вовлечённости в процессы снегола-винной деятельности: А — зоны транзита лавин, зарождающихся на леднике; В — шлейфы и конусы выноса лавин, зарождающихся на леднике; С — зоны транзита лавин, обрушивающихся на ледник из-за его пределов; Б — шлейфы и конусы выноса лавин, обрушивающихся на ледник из-за его пределов; Е — участки, не за-
трагиваемые лавинной деятельностью. Таким образом, вся масса снега, отвечающая категории лавинного питания, концентрируется исключительно на площади, представленной типом D. Из этого, впрочем, не следует, что итоговая аккумуляция снега на поверхности D тождественна лавинному питанию ледника. Снежный покров на этих участках представлен конгломератом из лавинного снега, снесённого сверху, и снега, отложенного обычным путём, т.е. выпавшим на площадь D во время снегопадов и представляющим собой компонент Хт выражения (1). Количественное разделение сформировавшейся на участках типа D снежной толщи на эти две генетические категории снега — один из ключевых моментов при оценке доли лавинного питания.
Расчётная схема
Концептуально этапность действий при решении поставленной задачи можно представить в виде отдельных этапов (рис. 2).
1. Прежде всего необходимо построить карту максимальных се
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.