Ледники горного узла Белухи (Алтай): массообмен, динамика и распределение запасов льда
Ю.К. Нарожный, С.А. Никитин, П.С. Бородавко
Томский государственный университет
По результатам радиолокационных исследований, полевым и аэрофотосъе-мочным данным определены изменения площади, объемов льда и положения концов ледников, а также распределение снегозапасов.
Введение
В последние годы в практике гляциологических исследований особое внимание обращается на наиболее высоко расположенные области питания ледников или их частей — снежно-фирновые плато [1, 8, 10, 11 и др.]. Трудоемкость работ на таких объектах и их труднодоступность общеизвестны, тем не менее получаемая при этом информация крайне важна для решения ряда прикладных задач гляциогидроклима-тологии: определения количества и высотного распределения осадков, аккумуляции и таяния снега, верхней границы жидкого стока, изучения процессов льдообразования и т.д.
Ледниковый комплекс горы Белухи — высшей точки Алтая (4506 м) — едва ли не самый хороший объект для таких исследований. Этому способствуют максимальная вертикальная протяженность ледников, ориентированных по всем основным румбам, большой высотный диапазон, который они занимают (от 1970 до 4506 м) [9], резкие различия в величине осадков, приходе тепла, а, следовательно, и разные режим массообмена ледников, их гидрологическая активность и пр. Все ледники индивидуальны и выделены М.В. Троновым [23] в особую группу (рис. 1): присущие им процессы динамики, массообмена и др. включают практически весь спектр гляциогидрокли-матических параметров, характерных в той или иной мере для многих районов современного оледенения Алтая. Несомненное преимущество — наличие метеостанций Аккем (2050 м) и Кара-Тюрек (2600 м), которые расположены соответственно в 4 и 11 км от ледника Родзевича. Особый интерес представляют обширные высокоподнятые (3000—4200 м) фирновые поля ледников Братьев Троновых, Геблера, Сапож-никова, Родзевича. Проведенные на них эпизодические гляциологические наблюдения в 1982—2004 гг. прояснили многие, до сих пор однозначно не определенные аспекты динамики гляциальных процессов в условиях самых верхних пределов оледенения всего Алтая. Работы включали измерения аккумуляции снега в начале и конце теплого периода года, стратиграфическое описание снежно-фирновой толщи в шурфах и трещинах, а также послойные измерения плотности и температуры в них, наблюдения за таянием, изменениями концов ледников, радиолокационные исследования. Кроме того, на крупномас-
штабные карты наносили участки действия лавин, приблизительную мощность и периодичность последних и др. При этом были использованы методические рекомендации и опыт исследований, изложенные в [1, 8, 10, 11, 19 и др.].
Рис.1. Основные ледники Белухи по их состоянию на 1850 (1), 1952 (2) и 2003 гг. (3), места проходки и номер шурфов (4), линии ледоразделов (5) Fig. 1. The main glaciers of Belukha Mountain according to their state in 1980 (1), 1952 (2) and 2003 (3), points and number of pits (4), glacier divides(5)
Снегонакопление на ледниках
Снегомерные работы проводились на ледниках Родзевича (№ 205), Братьев Троновых (№ 189), Геб-лера (№ 13) и Сапожникова (№ 340) в период максимума снегонакопления (конец мая — начало июня) в 1982, 1984, 1987 и 2004 гг. Измерения начинались на леднике Родзевича, где снежная толща едва только была промочена водой, а заканчивались на языке ледника Сапожникова, когда в отдельных местах уже обнажались большие пятна льда. В этом случае к измеренной аккумуляции добавляли поправку на стаивание, равную величине наложенного льда (10—15 см), хорошо отличимого от многолетнего блестящей поверхностью, слоистостью, пузырча-тостью и сероватым цветом. Осенние снегомерные работы были выполнены в 1984 и 2004 гг.; в том и в другом году — с 26 августа по 6 сентября и по одним и тем же профилям (табл. 1).
Основные результаты снегомерных работ сводятся к следующему. В целом характер залегания снежного покрова зависит от ориентации ледников относительно господствующего западного и юго-западного направления ветра, их орогипсометрическо-го уровня, количества осадков, особенностей рельефа, ветрового и лавинного перераспределения снега.
На ледниках южного склона (Геблера и Братьев Троновых) толщина снежного покрова на концах языков составляет 60—150 см и увеличивается до 200—250 см к ледопадам, отделяющим высокоподня-тые бассейны питания. На леднике Братьев Троно-
вых — это эффектный тысячеметровый ледопад, где толщину снежного покрова определить трудно и небезопасно. Фирновая область ледника Братьев Троновых (или Западное плато) представляет собой плато, слабо наклонное (6—10°) в южную и юго-западную стороны, площадью около 6 км2, с запада ограниченное полого поднимающимся гребнем вершины ХХ лет Октября, с востока — гребнем Западной Белухи и с севера обрывается Аккемской стеной. Толщина снежного покрова колеблется от 200 до 400 см, а его плотность составляет 0,34—0,40 г/см3. На склоне Западной Белухи снег сдувается ветром и сносится лавинами, и его запас сокращается в 4—6 раз. На вершине толщина снежного покрова не более 20—40 см. Об интенсивном ветровом сносе с Западного плато говорит и тот факт, что по всей северной кромке плато (над Аккемской стеной) с подветренной стороны наблюдаются мощные карнизы метелевого снега, выступающие над обрывом на несколько метров. Фирновая область ледника Геблера находится между вытянутыми на 1,5—2,0 км гребнями Восточной (4506 м) и Западной (4446 м) Белухи, имеет уклон в южную сторону от 5—8 до 20° и с севера также обрывается Аккемской стеной. Склоны вершин Белухи возвышаются над седлом на 300—400 м, их крутизна увеличивается на север и достигает 40—60°. Орография создает здесь некоторые отличия в распределении снега. На крутых склонах окружающих гребней часто сходят лавины. В лавинных конусах накапливается до 350—400 см снега. Изолинии снегозапасов идут вдоль
Снегозапасы на ледниках горного узла Белухи, г/см2*
Таблица 1
Ледник Годы В1А, м Аккумуляция в период максимума Снежный остаток
А1 А2 А3 А1 А3
Геблера 1982 3000 77 56 92
1984 2800 102 72 125 47 88 150
1987 2850 94 67 110
2004 3020 80 61 102 34 65 130
Среднее 2920 88 64 107 40 76 140
Братьев Троновых 1982 3000 79 49 103
1984 2840 110 62 131 63 90 160
1987 2880 89 56 119
2004 3020 85 52 115 51 79 140
Среднее 2935 91 55 117 57 85 150
Родзевича 1982 3060 54 33 76
1984 2910 78 44 105 30 53 119
1987 2990 66 39 91
2004 3040 62 34 83 25 49 105
Среднее 2990 65 37 89 28 51 112
Сапожникова 1982 3050 60 32 84
1984 2950 86 43 109 42 62 128
1987 3000 73 37 95
2004 3070 68 34 89 31 54 117
Среднее 3020 72 37 94 36 58 123
*А.|, А2, А3 — аккумуляция снега в начале и конце периода таяния для ледника в целом, области абляции и питания, соответственно; С( — суммарная аккумуляция для областей питания.
снеговетрового потока. Среди дефляционных форм снежного микрорельефа отмечаются заструги высотой 10—15 см, ориентированные по направлению основного юго-западного ветрового потока.
Для распределения снега на ледниках южного склона в целом характерна тенденция увеличения его толщины от концов языков вверх по склону.
На ледниках северного склона (Родзевича и Сапожникова) картина залегания снежного покрова несколько иная. На языках ледников толщина снега меняется от 50 см на концах до 120—180 см у фирновой линии. Зоны повышенной аккумуляции отмечаются в краевых частях ледников и на резких перегибах поверхности. Изолинии вытянуты вдоль языков ледников. В фирновой области толщина снега составляет 200—350 см. Поверхность снега здесь пред-
Z,M 16
? г
1984
1983
1982
1984
1983
1982
1981
1980
1979
1978
1977
1976
1975
1974
1984
1983
1982
1981
1980
1979
1978
1977
1976
1975
1984
1983
19811982
1980
19781979
1977 1976
1984
1983
1982
1981 1980
19781979
1977
1976
Шурф №1
IZZI i
№2
№3
№4
? 4
№5 1978 5
|l9'
Рис. 2. Строение снежно-фирновой толщи на ледниках горного узла Белухи: 1 — сезонный снежный покров, 2 — ледяные прослойки, 3 — фирновые слои разных лет, 4 — границы годичных горизонтов, 5 — проникновение талой воды Fig. 2. Structure of ice-firn of the glaciers of Belukha Mountain: 1 — seasonal snow cover, 2 — ice layers, 3 — firn layers, 4 — boundaries of annual horizons, 5 — percolation of melting water
ставлена мелкой рябью с тонкой и непрочной ветровой коркой. Основной фактор его перераспределения — лавинный. Особенно сильно он проявляется на леднике Родзевича. В лавинных конусах было зафиксировано до 4000—5000 мм в слое воды. Источником лавин здесь служат все те же нависающие карнизы с Западного плато и седла Белухи. Кроме того, на самой стене образуются многолетние снежно-фирновые уступы, которые также играют большую роль в питании ледника.
В табл. 1 представлены средневзвешенная по площади толщина снежного покрова и снегозапасы. Снежный остаток текущего года на исследуемых ледниках составляет около 50 % и более снегозапасов периода максимума. Прослеживается его увеличение при росте средневзвешенной высоты областей питания. Годовая аккумуляция в областях питания ледников южного склона — Геблера и Братьев Троновых — достигает 1300—1500 мм, что почти в 2—3 раза больше среднемноголетнего количества годовых осадков по данным станции Аккем. Таким образом, на Алтае осадки увеличиваются до самых верхних пределов распространения оледенения. Судя по наблюдениям в шурфах (рис. 1 и 2), количество годовых осадков приближается к 2000 мм [12, 13]. Есть также основания полагать, что в результате ветрового сноса около 200—300 мм осадков, выпадающих в областях питания указанных ледников, транспортируется на северный склон — в долину Аккема. Это подтверждается предположением авторов [2, 19], а также данными по стоку р. Аккем. Для ледников северных склонов — Родзевича и Сапожникова — годовое количество осадков выше границы питания изменяется от 1100 до 1300 мм.
Строение снежно-фирновых отложений
и зоны льдообразования
Строение снежно-фирновых толщ было исследовано в нескольких шурфа
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.