УДК 551.324.63
Полувековые исследования баланса массы и морфометрических изменений Центрального
ГТ1 »-» Г» и А
1уюксуйского ледника в Заилийском Алатау
© 2011 г. К.Г. Макаревич, Н.Е. Касаткин
Институт географии Министерства образования и науки Республики Казахстан, Алматы
alice1006@mail.ru
Статья принята к печати 2 сентября 2010 г.
Баланс массы ледника, граница ледника, объём ледника. Boundary of glacier, glacier mass balance, volume of glacier.
Оценены ежегодные составляющие баланса массы Центрального Туюксуйского ледника и изменение его морфометрии за период наблюдений с 1957 по 2006 г. В 50-летней эволюции ледника выделено два этапа. Первый, относительно благоприятный для ледников Заилийского Алатау, длился с 1957 по 1972 г. Второй период, с 1973 по 2006 г., был исключительно неблагоприятен по климатическим условиям. В это время граница питания на леднике поднялась в среднем на 70 м, положительный годовой баланс массы наблюдался только четыре раза, остальные 30 лет он был устойчиво отрицательным. В среднем, за полувековой период баланс массы ледника, определяемый величиной летнего таяния, составил -38 см в.э. Ледник постоянно отступал. За 50 лет длина его сократилась почти на 700 м, объём льда уменьшился на 50 млн м3. В настоящее время длина ледника составляет 3 км, площадь 2,51 км2, объём 122 млн м3.
Введение
Оценка баланса массы ледников — ключевая проблема гляциологии. Для стран Центральной Азии этот вопрос особенно важен, так как сток рек формируется в горных регионах летом и ледники играют важнейшую роль, отдавая рекам талые воды и обеспечивая водоёмкие отрасли народного хозяйства на предгорных равнинах.
Международная служба мониторинга ледников уделяет особое внимание исследованиям баланса массы ледников. Этот показатель наиболее информативен и отражает климатические колебания. В системе объектов, охватываемых Службой мониторинга, Центральный Туюксуйский ледник (или ледник Туюксу) занимает одно из первых мест среди десяти ледников мира, по которым ведутся долговременные исследования баланса массы. Полученные результаты один раз в два года публикуются в бюллетенях Службы «Glacier mass balance bulletin» и более подробно — в бюллетенях «Fluctuations of glaciers», но один раз в пять лет.
Центральный Туюксуйский ледник относится к ледникам долинного типа с ярко выраженными областями аккумуляции и абляции. Его площадь в 2006 г. составляла 2,51 км2, длина — около 3 км. Высота границы питания из года в год значительно меняется (рис. 1), и в настоящее время её среднее положение составляет 3810 м, что практически равно средневзвешенной по площади высоте ледника.
Область питания ледника занимает однокамерный цирк, крутизна склонов которого достигает 35—40°, что создаёт определённые трудности и опас-
ность для наблюдений. Тем не менее, в течение 18—20 лет на склонах и пригребневых участках цирка велись детальные измерения, позволившие установить связь составляющих баланса массы в высотной зоне 3700—3800 м с балансом массы верхних участков ледника. Язык ледника с редкими трещинами и уклоном 8—10° относительно доступен. Здесь установлены 124 рейки для снегомерных работ, наблюдений за абляцией льда и снега, скоростью движения льда и оценки современного сокращения ледника.
Баланс массы ледника во второй половине XX—начале XXI вв.
В 50-летней эволюции ледника выделяют два периода. Первый, наиболее благоприятный для ледников Заилийского Алатау, длился с 1957 по 1972 г. Граница питания в эти годы располагалась на высоте 3750 м, отношение площади аккумуляции к площади всего ледника (AAR) составляло 52 %. Баланс массы ледника в течение этого периода был восемь лет положительным и столько же раз — отрицательным. Второй период, 1973—2006 гг., был исключительно неблагоприятен для ледников по климатическим условиям. Граница питания ледника поднялась в среднем на 70 м и достигла 3820 м; отношение AAR составило 34 %, в то время как за 50-летний период эта величина равна 38 %. Положительный баланс массы наблюдался в отдельные годы только четыре раза, остальные тридцать лет он был устойчиво отрицательным. В среднем, за полувековой период баланс массы ледника составлял —38 см в.э. Именно так ледник Туюксу, считающийся репрезентативным
Рис. 1. Годовой баланс массы ледника Центральный Туюксуйский за 1992/93 (а) и 2005/06 гг. (б): 1 - изолинии годового баланса, м; 2 - линия нулевого баланса; 3 - площадь зоны абляции Fig. 1. Tsentralny Tuyuksu Glacier. Mass balance: 1992/93 (a) and 2005/06 (б): 1 - isolines of the mass balance; 2 - the line of zero balance; 3 - the area of the ablation zone
Таблица 1. Основные параметры Центрального Туюксуйского ледника в 1957-2006 гг.
Высота Леднико- Баланс массы ледника, Высота Леднико- Баланс массы ледника,
Год границы вый коэф- см в.э. Год границы вый коэф- см в.э.
питания ELA, м фициент AAR, % зимний летний годовой питания ELA, м фициент AAR, % зимний летний годовой
1956/57 3760 48 + 107 -122 -15 1982/83 3930 24 +68 -122 -54
1957/58 3670 67 + 125 -92 +33 1983/84 4050 10 +40 -165 -125
1958/59 3800 37 +97 -139 -42 1984/85 3840 42 +50 -105,2 -55,2
1959/60 3740 54 + 109 -119 -10 1985/86 3850 34 +54 -106 -52
1960/61 3820 34 +92 -148 -56 1986/87 3800 40 +680 -102 -34
1961/62 3840 31 +87 -156 -69 1987/88 3835 35 +59 -120 -61
1962/63 3640 72 + 129 -85 +44 1988/89 3825 37 +42 -88 -46
1963/64 3600 76 + 132 -118 +52 1989/90 3885 28 +54 -150 -96
1964/65 3730 53 + 116 -118 -2 1990/91 3950 22 +27 -137 -110
1965/66 3740 62 + 113 -107 +6 1991/92 3800 39 +55 -79 -24
1966/67 3720 58 + 129 -105 +23 1992/93 3632 80 +58,5 +1,7 +60,2
1967/68 3840 35 +81 -159 -78 1993/94 3790 44 +57 -101,3 -44,3
1968/69 3720 58 + 121 -100 +21 1994/95 3870 31 +27 -86,6 -58,7
1969/70 3790 45 + 115 -101 + 11 1995/96 3840 34 +48 -94 -46
1970/71 3820 38 +99 -132 -33 1996/97 4230 0 +39 -181 -147
1971/72 3730 59 +95 -85 + 10 1997/98 3780 45 +62 -96 -34
1972/73 3800 38 + 100 -131 -31 1998/99 3780 45 +47 -69 -22
1973/74 3860 35 +79 -141 -62 1999/2000 3765 52 +78 -89 -11
1974/75 3840 34 +58 -103 -45 2000/01 3820 37 +64,3 -119,8 -55,5
1975/76 3860 37 +51 -123 -72 2001/02 3820 39 +74 -104 -30
1976/77 3840 32 +48 -162 -114 2002/03 3750 52 +55,6 -19,7 +35,9
1977/78 4210 6 +35 -183 -148 2003/04 3790 42 +58 -51,8 +6,2
1978/79 3850 25 +70 -122 -52 2004/05 3780 48 +73,6 -107,5 -33,9
1979/80 3850 26 +56 -119 -63 2005/06 3980 29 +68,7 -165,6 -96,9
1980/81 3760 58 +66 -55 + 11 Среднее 3821 41 +73,7 -111,8 -37,6
1981/82 3820 38 +46 -109 -63
для ледников всего Тянь-Шаня, отреагировал на глобальное потепление.
Рассмотрим формирование зимнего и летнего баланса массы ледника. Из табл. 1 следует, что мно-
голетний режим зимних месяцев не способствует накоплению больших масс снега: в среднем за 50 лет величина зимнего баланса составила +74 см в.э., тогда как для положительного годового баланса
массы ледника зимний баланс должен быть не менее + 120+130 см в.э. Наиболее высокие значения зимнего баланса отмечались в 1963, 1964 и в 1969 гг., наиболее низкие - в 1978, 1984, 1991 и 1995 гг.
В целом, зимний баланс не играет решающей роли в годовом балансе массы ледника, который определяется величиной летнего таяния. Из общего правила выбиваются лишь 1992/93 и 2002/03 балансовые годы, когда летние температуры воздуха были настолько низки, что тепла не хватало для стаивания даже незначительного количества зимних и летних осадков и многолетнего льда. В результате этого в 1993 г. граница питания опустилась до отметки 3632 м (см. рис. 1), годовой баланс массы оказался положительным и на долю области абляции пришлось лишь 20 % площади ледника.
За 50-летний период размах колебаний высоты границы питания достиг 500 м, а изменение площади области аккумуляции относительно площади всего ледника колебалось в отдельные годы от 0 до 80 % (см. рис. 1). Кумулятивная кривая баланса массы ледника за 50 лет показывает практически постоянную отрицательную тенденцию годового баланса массы, сопровождающуюся ежегодной потерей в среднем по 0,38 см в.э. В сумме ледник потерял слой льда в 19 м (рис. 2).
Изменения в области аккумуляции и абляции ледника
Изменения балансы массы Центрального Туюксуй-ского ледника за 40 лет видны также при сравнении крупномасштабных карт, выполненных на основе сте-реофотограмметрических съёмок немецких геодезистов в 1958 и 1998 гг. Среднегодовой баланс массы ледника, рассчитанный по картам за этот период, отличается от прямых наблюдений всего на 0,06 м [11]. Согласно данным немецких картографов, поверхность области аккумуляции снижалась со скоростью 0,13 м/год (в водном эквиваленте 0,10-0,12 м/год), а области абляции — со скоростью 0,48 м/год.
В начале рассматриваемого 50-летия, в 1957—1967 годах, область аккумуляции имела положительный баланс массы, равный +9 см в.э. [6]. Отметим, что оценка сделана при приравнивании внешней границы питания (БЬЛ) к кинематической границе питания (КГП). В 1977—1992 гг. баланс массы определялся для кинематических областей аккумуляции и абляции. В этот период выполняли детальные геодезические и гляциологические измерения, результаты которых стали несколько неожиданны по отношению к 50-летнему периоду. 15-летний период отличался высоким положением БЬЛ, в среднем 3880 м, тогда как высота КГП была достаточно устойчивой и равной примерно 3800 м. В то время ледник ежегодно выносил из области питания на язык в среднем около 1 м льда в год (—0,95 м), а накопление льда за счёт внешнего массо-
0
■300
-400-
о
m -60°-^
о
о -800-
го с; го
^ -1000-ъ
х ш
^ -1200-
с;
>
>,-1400--1600
1800
-¿uuui-i-i-i-i-i-i-i-i-i-1
19571962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Годы
Рис. 2. Кумулятивная кривая баланса массы ледника Центральный Туюксуйский за 1957—2006 гг. Fig. 2. Cumulative mass balance of the Tsentralny Tuyuksu Glacier for 1957-2006
обмена в области аккумуляции за тот же период составляло +0,18 м/год. В результате усиленного выноса льда в область абляции поверхность ледника в области питания за 15 лет опустилась на 11,6 м. При визуальном наблюдени
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.