УДК 551.578.48
Метелевый режим Сахалина и его роль в лавинообразовании
© 2010 г. В.Е. Сучков
Региональный противолавинный центр ГУ «Сахалинское УГМС», Южно-Сахалинск
lavina@sakhugms.ru
Статья принята к печати 21 марта 2010 г.
Буря, ветровая доска, ветровая упаковка снега, лавина, метель, Сахалин, свежеотложенный снег, снежник.
Avalanche, newly-deposited snow, Sakhalin, snow drifting, snow patch, snow storms, wind compaction of snow, wind slab.
Натурные измерения в г. Невельск на о. Сахалин в течение пяти зимних сезонов выявили суммарные снегопереносы от 9,4 до 50,3 1 03 кг/пог. м, что в среднем в 2,5 раза выше расчётных значений. В горах Сахалина и на севере острова эти значения достигают 500 • 103 кг/пог. м за сезон. Согласно методике А.К. Дюнина, по скорости ветра преобладают обычные метели, а по максимальному переносу - слабые метели. Основная особенность метелей состоит в их ненасыщенности, поэтому на Сахалине наблюдается крайне неравномерное распределение снега на склонах. Определён средний поправочный коэффициент насыщенности метелей, который нужно учитывать при расчётах их расходов. Процессы уплотнения и цементации снега на лавиноопасных склонах доминируют над процессами разрыхления, поэтому преобладают лавины метелевого снега (в среднем до 75 - 83 % общего числа). В Западно- и Восточно-Сахалинских горах на высотах от 650 до 950 м над ур. моря существуют условия для образования снежников-перелетков лавинного и метелевого происхождения. На территории Сахалина выделены три основные зоны метелевой активности.
Введение
На территории Дальнего Востока зимой в результате муссонной циркуляции возникают благоприятные условия для формирования циклонов, которые приводят к выпадению на Сахалине большого количества осадков, часто сопровождающихся сильными ветрами. Как правило, в горных районах метелевый перенос вносит существенный вклад в создание лавиноопасных ситуаций [6]. Ранее проводились работы по количественной оценке снегопереноса по кубической зависимости от скорости ветра [5, 10, 13, 22]. В 1991—1997 гг. мы провели продолжительные метелемерные наблюдения на Сахалине. По результатам этих и других наблюдений рассмотрено влияние метелей на сход лавин в отдельных районах островной области [4, 8, 16—19], тем более что в некоторых работах [9] роль метелей в образовании лавин существенно занижалась.
Для характеристики метелевого режима Сахалина и его влияния на лавинообразование выполнен комплекс исследований, а именно: 1) сравнение данных метелемерных наблюдений по методике Цеха проти-волавинной защиты (ЦПЗ) [20] (в настоящее время — Центр лавинной безопасности) с данными по расчётному методу [5, 10, 13] и по методике Р. Таблера (по снежным аккумулятивным формам) [23]; 2) анализ особенностей метелевого режима и зависимости расхода метелей от скорости ветра по методике А.К. Дюнина [5, 6]; 3) количественная оценка метеле-вых явлений, которые приводят к сходу лавин и образованию снежных заносов в различных высотных поясах на территории Сахалина.
Климатическая характеристика метелевых явлений на Сахалине
Метелевый режим — это общая характеристика метелевой деятельности в данном географическом районе [7]. Мы проанализировали данные сетевых метеостанций Сахалинского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (СМС) на западном и восточном побережьях, а также во внутренних горных районах Сахалина (табл. 1). Появление снежного покрова на вершинах гор Центрального Сахалина происходит, как правило, в конце сентября — начале октября. Постепенно он занимает более низкие уровни, а на побережьях эти процессы завершаются примерно через месяц (первые две декады ноября).
Сход снежного покрова в прибрежных районах отмечается в конце марта — первой декаде апреля, а на водоразделах гор Центрального Сахалина — в мае [12]. Таким образом, число дней со снежным покровом на побережьях Сахалина колеблется от 150 дней на юге (Холмск, Невельск) до 178—186 дней в центральных районах (Александровск-Сахалинский, Пограничное) и до 197 дней — на Северном Сахалине, в Охе [15]. На водораздельных участках в Восточно-Сахалинских горах число дней со снежным покровом может составлять 226 (Чамгинский перевал) (см. табл. 1).
Западное побережье (данные метеостанций Невельск, Холмск, Александровск-Сахалинский) отличается повышенной снежностью и более продолжительными метелями по сравнению с восточ-
Таблица 1. Среднемноголетние климатические характеристики по данным ГМС Сахалина [15]
Гидрометеостанция Высота над ур. моря, м Географическое положение* Период наблюдений, годы Число дней со снежным покровом Средняя продолжительность снегопадов, ч Средняя продолжительность метелей, ч Снегообра-зующая сумма осадков, мм Суммарный снего-перенос с учётом кнм за зимний нм сезон, кг/пог. м за сезон
Оха 13 ВП 1932—1980 197 1150 631 268 49,3 -103
Александровск-Сахалинский 29 ЗП 1943—1981 178 1130 432 257 25 -103
Тымовск 94 ВР 1892—1980 190 1151 186 215 10,7 -103
Чамгинский перевал 770 ВСГ 1981—1997 226 1630 962 819 131 -103
Пограничное 6 ВП 1935—1960 186 626 194 249 11,2 -103
Онор 180 ВР 1896—1980 184 — 191 188 11 -103
Углегорск 39 ЗП 1947—1980 156 1186 655 251 14,3 -103
Макаров 38 ВП 1950—1980 161 725 247 242 19 -103
Долинск 42 ВП 1897—1980 167 — 338 321 18,5 -103
Холмск 90 ЗП 1909—1980 148 1373 728 291 42,1 -103
Южно-Сахалинск 22 ВР 1942—1980 151 974 271 220 15,7 -103
Невельск (Лопатино) 166 ЗП 1920—1980 150 — 631 335 36,4 -103
Невельск (город) 140 ЗП 1991—1997 151 1160 470 259 24,9 -103
*ВП — восточное побережье, ЗП — западное побережье, ВР — внутренние районы (Тымь-Поронайская и Сусунайская низменности), ВСГ — водоразделы Восточно-Сахалинских гор.
ным побережьем (ГМС Макаров, Пограничное, Долинск). Наибольшие значения этих величин характерны для Северо-Сахалинской равнины (ГМС Оха) и водораздельных участков Восточно-Сахалинских гор (Чамгинский перевал), а наименьшие — для внутренних районов Тымь-Поронайской и Сусунайской низменностей (ГМС Тымовск, Онор, Южно-Сахалинск, см. табл. 1). Аналогичная закономерность характерна также для распределения твёрдых осадков и суммарного снегопереноса.
Методика
Расчётный метод оценки метелевого переноса снега. Эта количественная оценка основана на кубической зависимости J = Си3, где J — интенсивность метелевого переноса, а и — скорость ветра. Коэффициент пропорциональности С определен Д.М. Мельником [13]. Произведение интенсивности метелевого переноса J на время т даёт величину объёма переносимого снега (V, м3/пог. м) V = J т [5, 10, 13]. При расчётах снегопереноса по этой методике плотность метелевого снега р принята равной 170 кг/м3, тогда масса т переносимого снега составила 170 V. Таким образом были получены расчётные данные по снегопереносу за каждую метель и за весь зимний сезон в сопоставимых единицах (кг/пог. м) с данными по методике ЦПЗ.
Суммарный снегоперенос для Невельска (140 м над ур. моря) по расчётному методу, основанному на кубической зависимости интенсивности метеле-
вого переноса от скорости ветра, составил от 28,4 -103 кг/пог. м (зимний сезон 1994/95 г.) до 115,7 -103 кг/пог. м (зимний сезон 1993/94 г.). В эти же зимние сезоны, согласно расчётам, суммарный снегоперенос для Чамгинского перевала (770 м над ур. моря) был почти втрое больше (от 89 до 255 -103 кг/пог. м, табл. 2). Для этих расчётов исходные данные по скорости ветра и продолжительности метелей взяты из технических отчётов снегола-винной станции Невельск и снеголавинной экспедиции Чамгинский перевал. Характеристика метелей по расчётному методу (Невельск и Чамгинский перевал) и данные по методике ЦПЗ (Невельск) приведены на рис. 1. Хорошо видно, что результаты натурных наблюдений по методике ЦПЗ (ряд 1) ниже результатов, полученных по расчётному методу (ряд 2 ). Соотношение этих величин позволило нам установить коэффициенты насыщенности метелей (см. табл. 2), с учётом которых были получены данные снегопереноса по расчётному методу для Чамгинского перевала (ряд 3).
Оценка метелевого переноса по методике ЦПЗ. Детальные наблюдения проводились на ГМС Невельск в зимние сезоны 1991-1996 гг. Станция находится на морской террасе 140-метрового уровня. Пункт наблюдения расположен в 100 м восточнее метеорологической площадки, к югу и востоку от которой — подветренные лавиноопасные склоны. Площадь снегосборного бассейна более 2 км2. Площадка открыта воздействию господствующих ветров,
Рис. 1. Суммарный снегоперенос метелей Сахалина:
ряд 1 — по методике ЦПЗ (Невельск); ряд 2 — по расчётному методу (Невельск); ряд 3 — по расчётному методу (Чамгинский перевал) Fig. 1. Discharges of Sakhalin's snow storms:
row 1 - by technique CPZ (Nevelsk); row 2 - on settlement method (Nevelsk); row 3 - on a settlement method (Chamginsky pass)
Таблица 2. Характеристика метелевого переноса и лавин в различных высотных поясах Сахалина; в числителе — данные ГМС Невельск (140 м над ур. моря), в знаменателе — Чамгинский перевал (770 м над ур. моря)
Зимний сезон Количество осадков, мм Информация о метелях Информация о лавинах
число метелей снегоперенос по методике ЦПЗ*, кг/пог. м суммарный снегоперенос по расчетному методу за сезон, кг/пог. м коэффициент насыщенно-сти метелей , кнм сумма лавин метеле-вого снега число лавин мокрого снега и лавин смешанного генезиса число лавин за зимний сезон
суммарный за зимний сезон в том числе при ветрах восточной четверти в том числе при ветрах северной и западной четверти
1991/92 180/406 13/16 9,4 -103 2,8 -103 6,6 -103 39 -103/89-103 0,24 17/312 2/159 19/471
1992/93 247/516 19/17 28,7 -103 23,6 -103 5,1-103 72 -103/107-103 0,39 76/378 7/176 83/554
1993/94 296/841 21/25 50,3 -103 36,5 -103 13,8-103 116 -103/184-103 0,43 73/558 38/ 209 111/867
1994/95 251/753 11/20 12,1 -103 9,5 -103 2,6 -103 29 -103/144-103 0,42 35/281 3/140 38/421
1995/96 263/1041 14/12 23,9 -103 2,3 -103 21,6-103 46 -103/255-103 0,52 23/216 7/125 30/341
Среднее 247/712 78/90 24,9 -103 74,7 -103 49,7-103 60 -103/156-103 0,42 45/369 11/162 56/531
*Метелемерные наблюдения по методике ЦПЗ на Чамгинс
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.