Влияние площади и ориентации ледников на их сокращение
при изменении климата
Г.Е. Глазырин
Научно-исследовательский гидрометеорологический институт Узгидромета, Ташкент
Показано, почему в южных районах Средней Азии мелкие ледники в среднем сокращаются быстрее, чем крупные, и на южных склонах ледники более устойчивы, чем на северных.
Распределение ледников по размерам и по экспозициям склонов несет полезную информацию о некоторых сторонах их режима [4, 5, 7]. Данные же повторных инвентаризаций оледенения в различных районах позволяют ответить на вопрос: как в среднем влияют размеры ледников и их экспозиция на сокращение оледенения, на его устойчивость к колебаниям климата. В дальнейшем мы будем говорить лишь о площади ледников, не рассматривая вариации их числа и объема. В качестве меры изменения площади возьмем величину, равную отношению этого изменения к значению площади в начальный момент, выраженному в процентах.
И.В. Северский и Т.Г. Токмагамбетов [10] обнаружили, что малые формы оледенения на Северном Тянь-Шане и в Джунгарском Алатау более устойчивы, чем крупные ледники, и ледники на южных склонах сокращаются быстрее, чем на северных. Как будет показано ниже, по нашим данным, наоборот, малые ледники в среднем сокращаются быстрее, а ледники, расположенные на склонах южных румбов, более устойчивы. В.Д. Панов [9] показал, что на Кавказе картина более сложная: в целом для Кавказа минимальное сокращение отмечено на ледниках, ориентированных на юг, а максимальное — на север; отдельно же для северного макросклона максимально сокращаются ледники южных румбов, далее следуют ледники северных румбов; меньше всего они сокращаются на востоке и западе; на южном макросклоне картина путаная.
Для наших исследований мы воспользовались данными А.С. Щетинникова, которые послужили основой для написания им книги [15]. Он заново повторил инвентаризацию оледенения Памиро-Алая, используя данные аэрофото- и космосъемок 1957— 1959, 1966 и 1980 гг., что позволило рассчитать изменение размеров каждого ледника, попадающего в выборку.
Относительная точность определения площади ледников сильно зависит от их размеров и существенно меньше для малых ледников, чем для больших. По этой причине в расчетах были использованы только ледники, имевшие в начальный момент площадь не менее 0,3 км2. Такой предел выбран, исходя из того, что, с одной стороны, точность определения площа-
ди более мелких ледников невелика, а с другой — если предел взять большим, то уменьшится число ледников, попадающих в выборку, и это повлияет на точность расчетов.
Речные бассейны, в которых исследовалось изменение оледенения, должны были удовлетворять некоторым требованиям. Во-первых, отбирались бассейны с достаточно большим числом ледников площадью 0,3 км2 и более; во-вторых, важным требованием было наличие в них достаточно большого числа ледников, расположенных на склонах южных румбов.
В результате в выборку попали 13 бассейнов (табл. 1). Как видно из таблицы, выборка весьма представительна. К сожалению, инвентаризация ледников в разных бассейнах проводилась по съемочным материалам разных лет, поэтому сопоставление темпов сокращения оледенения для них не вполне корректно. Тем не менее, можно сказать, что во всех выбранных бассейнах суммарная площадь ледников уменьшалась. Среднее годовое относительное сокращение оледенения было рассчитано по формуле сложных процентов:
где Fgl1 и Fgl2 — площадь оледенения соответственно при первой и второй инвентаризациях, п — число лет между ними. Мы воспользовались этой формулой, так как, по нашему мнению, скорость изменения площади оледенения должна зависеть и от самой этой площади.
Для каждого ледника в каждом перечисленном речном бассейне было рассчитано относительное изменение его площади (с^ %) за период между инвентаризациями. Рассмотрим, как зависит величина df от начальных размеров ледника. На рис. 1 показаны в качестве примеров четыре типичные зависимости. Такие же зависимости были построены для каждого бассейна и оказались аналогичными.
Итак, что же прежде всего бросается в глаза? Во-первых, чем мельче ледники, тем шире спектр их изменений: от значительного роста (который, правда, может быть вызван ошибками измерений) до сильного сокращения и даже исчезновения. Этот вывод полностью согласуется с данными авторов работы [10].
Таблица 1
Некоторые характеристики изменения оледенения в речных бассейнах
Бассейн реки
Годы
Fgll,
U"M2
dFgl, %
Число ледников с площадью не менее 0,3 км всего южных румбоЕ
2
Пскем 1957- -1978 119,6 -10,1 -0,51 99 11
Исфайрам 1954- -1978 88,6 -22,4 -1,05 93 7
Сох 1957- 1978 279,3 -12,3 -0,62 136 34
Матча 1957- -1980 504,8 -13,9 -0,65 265 46
Фандарья 1965- -1980 133,4 -21,5 -0,96 120 7
Мургаб 1957- -1980 543,0 -20,0 -0,79 444 37
Муксу 1966- -1980 1272,0 -2,8 -0,20 449 101
Бартанг 1957- 1980 1082,8 -13,9 -0,65 507 106
Гунт 1957- 1980 534,8 -16,6 -0,78 401 51
Ванч 1957- 1980 330,8 -13,5 -0,56 173 52
Язгулем 1957- 1980 330,8 -20,4 -0,87 168 45
Маркансу 1966- 1980 171,0 -0,2 -0,01 72 25
Оз. Кара-Куль 1966- 1980 395,5 -4,6 -0,39 217 27
Во-вторых, совершенно очевидно, что чем меньше площадь ледников, тем быстрее в среднем они сокращаются (речь идет только об относительном изменении их размеров). Такая картина наблюдается во всех рассмотренных бассейнах. Этот результат противоположен полученному авторами упомянутой работы [10]. Возможной причиной может быть то, что ее авторы рассматривали только открытую часть ледников, а не оледенение в целом. Ведь по имеющимся данным [15] при сокращении оледенения быстро возрастает доля площади, покрытая мореной.
Наиболее правдоподобное объяснение более быстрого уменьшения малых ледников и многолетних снежников при неблагоприятных изменениях климата дал в свое время В.Г. Ходаков [12]. Он обнаружил, что абляция этих небольших объектов на краях гораздо интенсивнее, чем в середине, вследст-
50 1 Бассейн р.Сох
5 -50 К?
-100-
о 0
S 100-1
s 3 s 50-
В S °
S -50
Л
2 4 6 8 Бассейн р.Матча
10 0
-100
• Ьассеин
CI
Бассейн р.Язгулем
5 10 15 20 25 Бассейн р.Гунт
0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 2 15 20 Площадь ледников в начале периода, км
вие теплового излучения окружающих склонов, которые в летнее время сильно нагреваются. Поскольку отношение длины периметра к площади ледников и снежников, как правило, возрастает с уменьшением последней, то роль «бокового» таяния больше именно на малых формах оледенения.
Ранее мы выявили эффективные обратные связи между балансом массы, абляцией и аккумуляцией, в результате чего многолетние снежники и, возможно, некоторые малые ледники гораздо более устойчивы к колебаниям погоды и климата, нежели крупные ледники [6, 16]. Обнаруженное в среднем более быстрое сокращение малых ледников говорит о том, что такие механизмы, видимо, «работают» лишь на некоторых малых гляциальных объектах, чем, возможно, объясняется незначительное число в горах многолетних снежников и ледников площадью менее 0,1 км2. Это, по нашему мнению, — важный результат.
В-третьих, из табл. 1 видно, что оледенение в наиболее высоко расположенных бассейнах (Мар-кансу, оз. Кара-Куль) сокращается медленнее, чем в тех, где ледники опускаются ниже. Аналогичную картину обнаружили и авторы книги [2].
Рассмотрим теперь, как зависит изменение площади ледников от ориентации склонов, на которых они лежат. Соответствующие графики для тех же четырех бассейнов, (см. рис. 1) представлены на рис. 2, а в табл. 2 — параметры косинусоид, сглаживающих соответствующие зависимости:
Рис. 1. Зависимость относительного изменения размеров ледников от их начальной площади в четырех речных бассейнах
Fig. 1. Dependence of relative change of glacier areas on their initial areas in four river basins
Здесь dfm — среднее для всех ледников изменение площади, А — амплитуда относительного изменения площади в зависимости от ориентации г
Бассейн р.Сох S
-100
I Ч ! : ! ; I
Бассейн р.Матча .
• • :
1 H ! | i ! |
СВ В ЮВ Ю ЮЗ 3 С3
Бассейн р.Язгулем
J-j-jJ-i-'-U
Mi!'.1!
! !
Бассейн р.Гунт
iliiHil
С СВ В ЮВ Ю ЮЗ 3 сз
Рис. 2. Зависимость относительного изменения размеров ледников от их ориентации по странам света в четырех речных бассейнах Fig. 2. Dependence of relative change of glacier areas on their orientation in four river basins
(с точностью до 8 румбов), R — румб минимума сокращения оледенения.
Как видно и на рис. 2, и в табл. 2, ледники практически во всех бассейнах в среднем меньше всего сократились на склонах южных румбов. Чем это можно объяснить? Очевидно, условиями существования. Основное отличие климата южных и северных склонов — больший приход тепла на первые за счет более высокой радиации, что хорошо известно. Чтобы понять, как же это влияет на большую устойчивость ледников, лежащих на южных склонах, нужно разобраться в процессах, определяющих режим ледников, подробнее. Но предварительно нам придется немного отвлечься, чтобы показать, почему расчет абляции можно (и даже лучше) вести не по солнечной радиации, а по температуре воздуха.
Гляциологам и гидрологам хорошо известно, что наилучшим аргументом при расчетах таяния
Таблица 2
Характеристики изменения площади ледников в зависимости от их ориентации*
Бассейн реки Годы Fgll, 2 км2 dfm, % A, % R
Пскем 1957- -1978 119,6 -10,7 5,2 З
Исфайрам 1954- -1978 88,6 -31,5 4,3 В
Сох 1957- -1978 279,3 -17,9 8,1 ЮВ
Матча 1957- -1980 504,8 -16,0 4,3 ЮВ
Фандарья 1965- -1980 133,4 -22,8 1,8 ЮЗ
Мургаб 1957- -1980 543,0 -18,6 2,7 ЮВ
Муксу 1966- -1980 1272,0 -2,8 4,5 Ю
Бартанг 1957- -1980 1082,8 -19,5 7,2 В
Гунт 1957- -1980 534,8 -18,5 6,2 Ю
Ванч 1957- -1980 330,8 -24,2 2,7 ЮЗ
Язгулем 1957- -1980 330,8 -26,7 6,4 ЮЗ
Маркансу 1966- -1980 171,0 2,1 7,7 В
Оз. Кара-куль 1966- 1980 395,5 -7,6 3,6 СЗ
*Обозначения см. в тексте.
снега и льда служит, как ни странно, именно температура воздуха, а не солнечная радиация. Введение последней не только не повышает точность расчетов, но часто даже ухудшает ее, приводит к неустойчивости результатов. Любопытно с этой целью посмотреть статьи и книги г
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.