научная статья по теме ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ КАТАСТРОФИЧЕСКИХ СЕЛЕЙ НА СТАДИИ ДЕГРАДАЦИИ ОЛЕДЕНЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА Геофизика

Текст научной статьи на тему «ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ КАТАСТРОФИЧЕСКИХ СЕЛЕЙ НА СТАДИИ ДЕГРАДАЦИИ ОЛЕДЕНЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА»

Материалы гляциологических исследований, вып. 102

Циркуляционные механизмы формирования катастрофических селей на стадии деградации оледенения Центрального Кавказа

Н.К. Кононова1, И.В. Мальнева2, И.Б. Сейнова3

институт географии РАН, Москва; 2всегингео, Москва; 3Высокогорный геофизический институт, Нальчик

Рассмотрены особенности катастрофических гляциальных селей на Центральном Кавказе в связи со сложившимся характером циркуляции атмосферы в последние десятилетия и проанализирована тенденция изменения селевой активности в ближайшие годы.

Введение

В последние десятилетия увеличилась повторяемость селей, в том числе катастрофических, в разных горных системах, в частности, на Центральном Кавказе. Примером может служить катастрофический сель, прошедший по р. Герхожан-су 18—25 июля 2000 г. и повлекший человеческие жертвы и разрушения в г. Тырныаузе, а также сели, сошедшие 19 июля 1983 г. в долинах рек Чегем, Адыр-су и др. Все они непосредственно связаны с деятельностью ледников, колебания которых в XIX и ХХ вв. происходили на общем фоне деградации оледенения, обусловленном климатическими причинами. Единым механизмом, управляющим всем многообразием региональных особенностей климата, служит атмосферная циркуляция [1].

Мы рассмотрели особенности формирования наиболее опасных гляциальных селей в связи со сложившимся характером циркуляции атмосферы на Центральном Кавказе. Для этого были собраны и проанализированы данные о проявлении селей в бассейнах рек Баксан, Чегем и Черек за период наблюдений с конца XIX в. по настоящее время. Установлены даты и места схода селей, а также их категории — единичные, локальные и массовые. Для каждого случая прохождения селей определен элементарный циркуляционный механизм (ЭЦМ) по типизации Б.Л. Дзердзеевского [2], отмечавшийся в день схода, по календарю последовательной смены ЭЦМ [3, 4]. Проанализированы также продолжительность ЭЦМ за месяц, предшествующий прохождению селей, суточные температуры воздуха (средняя, максимальная, минимальная) и осадки (суточные суммы) по данным ближайших к очагам формирования селей метеостанций и постов, в том числе Терскол, Тырныауз, Тегенекли, и создан каталог, содержащий все указанные сведения.

Селевая деятельность на Центральном Кавказе

Самые значительные площади (более 70%) селе-проявлений сосредоточены в высокогорной зоне; здесь высока вероятность прохождения селей почти на всех водотоках. Так, интенсивная селевая деятельность наблюдается по притокам р. Баксан — Гараба-ши, Адыл-су, Адыр-су, Герхожан-су и др. [10, 11]. В долине р. Чегем наиболее селеопасны притоки Сары-

су, Булунгу-су, а в долине р. Черек — Шики-су, Из-мяльцы-су и Гюльчи-су. В бассейнах перечисленных рек различаются крупные и средние водотоки (объем выносов от 100 тыс. до 6 млн м3) и малые — с объемом выносов порядка 10 тыс. м3 и менее. Абсолютные отметки истоков селеопасных рек в среднем составляют более 3000 м, устьев — около 1800 м.

Практически все крупные селевые бассейны тяготеют к современным ледниково-моренным комплексам или же к районам распространения более древних морен. Формирование значительных по объему ледниково-моренных комплексов, способных участвовать в селеформировании, наиболее вероятно у ледников с низкой интенсивностью массоэнергообме-на [7, 13]. Например, ледниково-моренный комплекс ледника Каяарты представляет активный очаг зарождения селей. В то же время такие ледники как Джан-куат, в бассейне которого крупные сели не наблюдались, имеет высокую интенсивность массоэнергооб-мена. Как правило, у них нет ярко выраженных лед-никово-моренных комплексов из-за размыва и транспортировки моренного материала талыми водами.

В высокогорье Центрального Кавказа мы выделяем два типа селевых бассейнов, в которых очаги зарождения селей связаны с моренными комплексами ледников, имеющих низкую либо высокую интенсивность массоэнергообмена. В первых активность селевого процесса связана с колебаниями ледников опосредованно. Прорывной механизм поступления жидкой составляющей в русловую сеть здесь маловероятен из-за отсутствия на таких ледниках необходимых условий для формирования активных внутри-ледниковых полостей, а также ледниковых и моренных озер. Механизм зарождения селей — оползневой или эрозионный [7, 14], чаще формируются грязека-менные сели, реже — водокаменные. Вероятность се-леформирования велика [7].

Оптимальные условия для зарождения селей в бассейнах этого типа возникают в периоды активного таяния ледников, когда в русле отмечаются значительные расходы воды и одновременно с этим происходит массовое поступление переувлажненного материала, особенно в сочетании с интенсивными ливнями, усиливающими абляцию. К бассейнам этого типа относятся Кулумкол-су, Каяарты-су, Сакашили-су.

- 154 -

В бассейнах второго типа материалом для формирования твердой составляющей селей служат флю-виогляциальные отложения, иногда перемычки моренных озер. Активность селевого процесса здесь тесно связана с колебаниями ледников и усиливается при интенсивной их деградации. Вероятен прорывной механизм поступления жидкой составляющей в русловую сеть. Механизм зарождения селей — эрозионный, реже — оползневой; сели водокаменные, реже — гря-зекаменные. Вероятность селеформирования мала.

Оптимальные условия для зарождения селей в этом случае появляются в период аномальной абляции, когда в русле формируются расходы редкой (5% и 1%-ной) обеспеченности (непрорывной механизм) или же растет объем воды во внутриледнико-вых и внутриморенных полостях, в ледниковых и моренных озерах (прорывной механизм). Ливень в конце такого периода усугубляет селеопасную обстановку. Массовая активизация селей в бассейнах этого типа отмечена в 1953 г. при максимальной сумме положительных температур за теплый период года. К наиболее характерным бассейнам такого типа относятся Измяльцы-су, а к потенциально селео-пасным — Башкара, Джанкуат и др.

Указанные особенности селевой деятельности на Центральном Кавказе необходимо учитывать при составлении долговременных и краткосрочных прогнозов схода селей, связанных с деятельностью ледников. При этом наибольшую роль играет правильное установление основных факторов образования селей [7, 8]: температуры воздуха и атмосферных осадков, а также характера погоды на конкретной территории, что может быть выражено числом дней с тем или иным ЭЦМ [2].

К настоящему времени накоплены данные за столетний период, позволяющие провести анализ условий формирования селевых потоков. На протяжении последних 30 лет обследованы все крупные селевые потоки (табл. 1) [11, 12]. Из таблицы следует, что в бассейне р. Баксан селеопасная погода в значительной степени связана с определенными ЭЦМ (13л, 12бл, 4б и др.). Для доказательства этого рассмотрим отдельные случаи формирования наиболее катастрофических селей.

В 1934 г. причиной формирования селей было переувлажнение морены талыми ледниковыми водами. Несмотря на то, что годовые значения метеорологических показателей не превышали норму, в середине лета наблюдалась жаркая и сухая погода. Число дней с ЭЦМ 4б, 10б в селеопасный период превышало норму. Некоторые исследователи считают, что в результате таких погодных условий летом этого года вода, скопившаяся в озерной впадине в истоках р. Правая Каяарты-су, прорвала перемычку и дала начало мощному селевому потоку.

В августе 1937 г. сели сформировались при влажной и теплой погоде. Количество осадков за год, а также средняя температура воздуха за теплый период и за год в целом были выше нормы. В день про-

хождения селей наблюдался ЭЦМ 2б, но в августе погоду определяли также ЭЦМ 4б, 4в, а на протяжении лета отмечен и ЭЦМ 13л. В 1937 г. из 16 дней с ЭЦМ 13л 11 дней пришлось на июнь, жаркая погода при этом ЭЦМ обусловила благоприятные условия для формирования селей.

В исключительно влажном 1940 г. мощные сели прошли по рекам Адыр-су, Сылтран-су и др., причем объем единовременных выносов на первой из этих рек составил 3 млн м3. Селеопасная ситуация сложилась в результате взаимодействия двух факторов: интенсивного таяния ледников и обильных осадков (их количество за год имело обеспеченность менее 10%). В бассейне р. Герхожан-су сели в этом году не доходили до русла р. Баксан.

В 1953 г. прохождение селей в бассейне р. Бак-сан было обусловлено аномальным количеством осадков за год (обеспеченность 10%) и за месяц до этого (обеспеченность 2—5%). Сумма положительных температур с начала теплого периода по данным метеостанции Терскол достигала экстремальных значений и составила 1255,7° С, что на 400° больше, чем во все другие селеопасные годы. В бассейне р. Герхо-жан-су, который относится к первому типу, слабые сели отмечались только в верховье.

В начале 1960-х годов (1960-1963, 1965 гг.) основная причина формирования селей в бассейне р. Герхожан-су заключалась в таянии льда при жаркой, сухой погоде, иногда сменяющейся затяжными ливнями. Самым теплым был 1962 г., когда средняя температура как за теплый, так и за холодный периоды характеризовалась обеспеченностью 10% и менее. В июле этого года число дней с ЭЦМ 13л в 8 раз превышало норму, а количество осадков оставалось на ее уровне. Однако, если в июле 2000 г. за 10 дней до прохождения селя месячная сумма температур по данным метеостанции Терскол составляла около 165°, то в 1962 г. она оказалась несколько меньше — 148°. В селеопас-ный период прошли редкие интенсивные ливни.

Аномальное проявление селей в 1967 г. вызвано экстремальной суммой осадков 1%-ной обеспеченности. Так, в Терсколе 5 августа выпало 69,9 мм осадков при интенсивности ливня 0,42 мм/мин. Поскольку ливень был теплый, он максимально способствовал усилению абляции. В рассматриваемом районе преобладали ливневые сели; гляциальные сели здесь, по-видимому, если и были, то незначительные.

Разрушительный сель по р. Герхожан-су прошел 10-11 августа 1977 г. Лето этого года выделялось по количеству и мощности селей в бассейне р. Баксан. С июня по первую декаду августа суммы положительных температур и количество осадков отличались аномально высокими значениями [7]; при этом небольшие положительные анома

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.

Показать целиком