galakhov_kolebaniya_lednikov

Таблица 2 Изменение среднемноголетних составляющих водного баланса

бассейна р. Локтовка - п. Курья в теплый период (апрель-октябрь) при изменении термического режима. Среднемесячные осадки

и максимальные снегозапасы неизменны

	Изменение	Изменения составляющих водного баланса
		Осадки		Испа рение		Сток
	температуры, °С
		мм	%	мм	%	мм	%
	-2,0	+4,9	+0,9	-30,7	-11,9	+9,2	+4,2
	-1,0	+2,6	+0,5	-21,4	-6,6	+2,1	+1,0
	-0,5	+1,3	+0,2	-9,4	-2,9	+1,6	+0,7
	0,0	00,0	00,0	00,0	00,0	00,0	00,0

Примечание: слабое изменение годовой суммы осадков происходит за счет изменения зимнего испарения.

Более сложно оценивать изменение осадков теплого периода при изменении термического режима, поскольку существуют про­ тивоположные мнения. Например, палеореконструкции по Барабе, проведенные В.А. Климановым, показывают, что при похолодании на 0,5-1,0 °С годовое количество осадков должно увеличиваться примерно от 50 до 100 мм, а при соответствующем потеплении должно уменьшаться на 50-100 мм (Орлова Л.А., 1990). Но в то же время, например, в монографии «Антропогенные изменения кли­ мата» (1987) приводится прямо противоположное мнение: при по­ теплении в оптимум голоцена (+1,4 °С) отмечалось увеличение го­ дового количества осадков на 40—45 мм. Поэтому, используя суще­ ствующие оценки изменения осадков при похолоданиях, мы про­ считали оба варианта. Увеличение или уменьшение осадков при похолодании и неизменной величине максимальных снегозапасов существенно влияет лишь на изменение прихода влаги в бассейн и увеличивает или уменьшает испарение. При похолодании на 2 °С и увеличении годовых осадков на 100 мм сток за теплый период уве­ личится всего лишь на 5%.

В последнем варианте расчетов будем изменять максимальные снегозапасы перед началом снеготаяния при неизменных темпера­ турах и осадках за теплый период (табл. 3). Как видим, наибольшие изменения составляющих водного баланса (влагоприхода в бассейн и стока) наблюдаются при изменении снежности. Влияние увели­

22

чения или уменьшения снегозапасов сказывается не только на сток половодья, но и почти с той же интенсивностью на сток в летне­ осенний период.

Таблица 3 Изменение среднемноголетних составляющих водного баланса бассейна р. Локтовка - п. Курья в теплый период при изменении

максимальных снегозапасов. Среднемесячные осадки и температуры за теплый период постоянны. (Галахов В.П., Редькин А.Г.,

Белова О.В., Назаров А.Н., 2002)

	Изменение снежности,	Изменения составляющих водного баланса
		Осадки		Испарение		Сток
	в долях от единицы
		мм	%	мм	%	мм	%
	0,5	-135,1	-23,7	00,0	00,0	-121,7	-56,3
	0,8	-54,0	-9,5	00,0	00,0	-54,9	-25,4
	1,0	00,0	00,0	00,0	00,0	00,0	00,0
	1,2	+54,0	+9,5	00,0	00,0	+63,5	+29,4
	1,5	+135,1	+23,7	00,0	00,0	+183,4	+84,8
	2,0	+270,2	+47,4	00,0	00,0	+406,5	+186,9

В соответствии с исследованиями А.Ф. Ямских и А.А. Ямских (2000, с. 14):

«Современные половодные расходы на Среднем Енисее дости­ гают З7х103 м3/с“'. В ледниковые эпохи плейстоцена при увеличе­ нии твердых осадков на юге Сибири, уменьшении испарения и ин­ фильтрации расходы увеличивались до 15x104 м3/с~‘ (без учета рас­ хода прорывных потоков из подпрудных озер). Урони современных половодий Енисея на том же участке достигают 6-12 м. В плейсто­ цене они увеличивались до 20-25 м (также без учета подпрудных явлений)».

Если предположить, что подобное соотношение амплитуд ко­ лебаний уровней было вызвано осадками теплого периода, необхо­ димо их увеличение, как минимум, на порядок, что совершенно нереально. Увеличение же снежности всего лишь на 50% дает из­ менение стока в период половодья почти в два раза.

Согласно расчетам по бассейну Хемчика, существование оле­ денения в соответствии с исследованиями Н.А. Ефимцева возмож­ но при увеличении аккумуляции примерно в два раза. Бассейн р. Хемчик достаточно хорошо экранирован горными хребтами Запад­

23

ного Саяна и Шапшальским как от современных влагонесущих по­ токов, так, очевидно, и от влаги, приносившейся с акватории Ман­ сийского озера. Очевидно, снежность Кузнецкого Алатау и север­ ных склонов Западного Саяна в период существования Мансийско­ го озера могла быть и больше. Поэтому и сток Енисея в период по­ ловодий 26-10 тыс. лет назад должен быть больше современного как минимум в четыре раза, что хорошо подтверждается исследо­ ваниями А.Ф. и А.А. Ямских. При отсутствии Мансийского озера объяснить столь значительную амплитуду колебаний Среднего Енисея в период позднего плейстоцена невозможно.

Таким образом, существование и деградация позднеплейсто­ ценового оледенения в бассейне р. Хемчик, как и значительное из­ менение водности Среднего Енисея в этот же период, можно объ­ яснить существованием Мансийского озера, а следовательно, и панарктическим ледниковым покровом. Мы специально не исполь­ зовали исследования М.Г. Гросвальда по последнему оледенению Саяно-Тувинского нагорья (Взаимодействие..., 1987), которые так­ же подтверждаются аналогичными палеогляциологическими рас­ четами. Правда, по нашему мнению, столь значительного похоло­ дания в 6-7 °С для развития подобного оледенения совершенно не нужно. Необходима смена резко континентального климата на морской и увеличение зимней аккумуляции до 250 г/см2, чтобы де­ прессия снеговой границы достигала 700 м при похолодании всего лишь в 2 °С. Исследования климатологов показывают, что:

«...существует эффект так называемого полярного усиления, благодаря которому фактическое похолодание в высоких широтах может в 4-5 раз превысить среднеглобальное» (Взаимодействие..., 1987, с. 61).

Таким образом, похолоданию на территории Алтае-Саянской горной страны на 2 °С должно соответствовать похолодание в по­ лярных областях на 8-10 °С, что отмечается в обширной литерату­ ре по полярным областям (см., например: Гляциологический сло­ варь, 1984).

Существование подобного панарктического оледенения могло оказывать определенное влияние на оледенение Алтая, который входит в Атлантико-Азиатскую гляциологическую область. Поэто­ му мы решили остановиться на изучении колебаний ледников Ал­ тая за последние 5 тыс. лет, когда «давления» на Алтай не проис­ ходило.

Основу предполагаемого мемуара составляют документы.

Миры братьев Стругацких:

___________ Волны гасят ветер.

Глава 2 КОЛЕБАНИЯ ЛЕДНИКОВ В ПОЗДНЕМ ГОЛОЦЕНЕ

2.1. Инструментальные наблюдения

Наиболее длительные и подробные инструментальные наблю­ дения за колебаниями конца языка ледника на Алтае имеются по леднику Малый Актру:

«...Ледник Малый Актру был открыт в 1907 г. барнаульским краеведом В.И. Верещагиным. В 1911 г. его посетил, описал и за­ маркировал В.В. Сапожников. В 1936 г. на леднике побывал М.В. Тронов, который отметил, что ледник за 25 лет отступил на 90 м. В 1939-1949 гг. в долине Актру были проведены комплексные гля­ циологические работы. Позднее, с 1956 г., стали проводиться регу­ лярные исследования ледников Актру» (Арефьев В.Е., Мухаметов Р.М., 1996, с. 132).

Достаточно подробная карта в масштабе 1:25000 для ледников бассейна Актру выполнена в 1960 г. по материалам топографиче­ ской и аэрофотосъемок в 1959 и 1960 гг. На ее основании на рисун­ ке 10 приводится увеличенный фрагмент этой карты с языком лед­ ника Малый Актру. Повторные топографические съемки языка это­ го ледника выполнялись P.M. Мухаметовым в 1977, 1978, 1979, 1980, 1981 и 1982 гг. Изменение поверхности языка ледника за эти периоды можно найти в работе В.П. Галахова, P.M. Мухаметова (1999). В приложении 3 мы приводим выкопировку с карты съемки ледника Малый Актру, проведенной P.M. Мухаметовым в 1990 г.

Как уже говорилось ранее, инструментальные наблюдения за отступанием языка ледника Малый Актру начаты с 1911 г. Все эти наблюдения по 1995 г. сведены P.M. Мухаметовым в таблицу (Га­ лахов В.П., Мухаметов P.M., 1999). С 1995 г. наблюдения за отсту­ панием языка ледника проводятся Ю.К. Нарожным (табл. 4).

В 1961 г. съемку языка ледника проводил П.А. Окишев, в 1998 г. - А.Г. Редькин, летом 2001 г. - А.Н. Назаров. В различные годы проводилась аэрофотосъемка бассейна Актру. Некоторое

25

представление об отступании языка ледника Малый Актру дает фотосъемка с постоянной точки (мы посчитали необходимым опубликовать эти съемки, см. приложение 3).

О	I	200 м
1.-,.		.......Д

Рис. 10. Язык ледника Малый Актру (увеличенный фрагмент карты масштаба 1:25000, 1960 г.)

				Таблица 4
	Сокращение языка ледника Малый Актру
	за период инструментальных наблюдений
Период	Изменение за период, м		Изменение за год, м	Исследователь
1911-1936	90		3,6	М.В.Тронов
1936-1937	0		0	Он же
1937-1939	П		5,5	«-»
1939-1949	22		2,2	«-»
1949-1952	26		8,7	«-»
1952-1954	13		6,5	«-»
1954-1955	10,2		10,2	И.Я. Олейник
1955-1956	11,1		11,1	Он же
1956-1957	9,2		9,2	«-»
1957-1958	1,1		1,1	«-»
1958-1959	4,0		4,0	«-»
1959-1960	0,0		0,0	«-»
1960-1961	4,5		4,5	«-»
1961-1962	8,0		8,0	«-»
1962-1963	4,1		4,1	«-»
1963-1964	5,0		5,0	«-»
1964-1965	4,0		4,0	«-»
1965-1966	+3,2		+3,2	«-»
1966-1967	1,2		1,2	«-»
1967-1968	2,5		2,5	«-»
1968 1969	1,1		1Д	«-»
1969-1970	3,0		3,0	«-»
1970-1971	7,0		7,0	«-»	,
1971-1972	2,0		2,0	«-»
1972-1973	3,0		3,0	«-»
1973-1974	8,5		8,5	«-»
1974-1975	5,0		5,0	М.А. Душкин
1975-1976	1,0		1,0	Он же
1976-1977	3,6		3,6	P.M. Мухаметов
1977-1978	10,5		10,5	Он же
1978-1979	+1,0		+1,0	В.И. Шуров
1979-1980	1,0		1,0	P.M. Мухаметов
1980-1981	2,0		2,0	В.И. Шуров
1981-1982	6,0		6,0	Он же
1982-1983	8,5		8,5	«-»
1983-1984	5,2	•	5,2	«-»
1984-1985	6,3		6,3	«-»
1985-1986	8,0		8,0	P.M. Мухаметов
1986-1987	11,3		11,3	Он же

27

Продолжение таблицы 4

Период	Изменение за период, м	Изменение за год, м	Исследователь
1987-1988	5,2	5,2	P.M. Мухаметов
1988-1989	3,6	3,6	«-»
1989-1995	37,5	7,5	Ю.К. Нарожный
1995-1999	31,5	7,9	Он же

Примечание: В августе 1998 г. вследствие подмыва части ледника Ма­ лый Актру вытекающей из него рекой обрушилось 15-20 м языка (см. фото в приложении 3).

Материалы инструментальных наблюдений позволили доста­ точно подробно восстановить положение края языка ледника Ма­ лый Актру за период наблюдений (рис. 11).

Рис. 11. Современное положение языка ледника Малый Актру на увеличенном фрагменте карты масштаба 1:25000. Условные обозначения: 1 - граница ледника в 2001 г.; 2 - граница ледника на карте 1960 г.; 3 - верхний край

моренного вала «Малой ледниковой эпохи»

28

2.2. Колебания ледового баланса ледника М. Актру

Полное уравнение ледового баланса любого ледника записыва­ ется следующим образом (Совместные исследования..., 1973):

XS± D ± E ± U - Ai+s + Fj+f= Д1,

(4)

где Xs - твердые осадки; D - баланс метелевого снега; Е - разница конденсации-испарения; U - баланс лавинного снега; Ai+S - абляция снега и льда на леднике; Fj+f - массы повторно замерзшей воды в толще фирна и наложенного льда в ледяной зоне; AI - изменение массы льда.

Для расчетов величин уравнения ледового баланса необходимо знать количество твердых осадков, выпадающих в различных вы­ сотных зонах горно-ледникового бассейна, процессы трансформа­ ции этих твердых осадков, количество стаявшего снега, фирна и льда, летних осадков, затраты влаги на льдообразование. Состав­ ляющие ледового баланса и его значение определяют по результа­ там непосредственных наблюдений. Опыт проведения подобных работ на Алтае известен и широко применяется (Ревякин B.C., Га­ лахов В.П., Глещихин В.П., 1969; Галахов В.П., Нарожный Ю.К., Никитин С.А. и др., 1987; Атлас..., 1977). Причем при проведении экспериментальных наблюдений твердые осадки, баланс лавинного и метелевого снега, а также разница конденсации-испарения за зимний период измеряются совместно как общая аккумуляция на леднике. Количество стаявшего снега на леднике определяется ли­ бо повторными снегосъемками, либо, как и для определения абля­ ции льда, при помощи абляционных реек. Внутреннее питание ледников рассчитывается по наблюдениям за изменением плотности и температуры в шурфах.

В горно-ледниковом бассейне Актру количество аккумулиро­ ванного снега определялось площадными снегосъемками (Галахов В.П., Нарожный Ю.К., Никитин С.А. и др., 1987). Как правило, прилагались все усилия для более полного охвата наблюдениями поверхности ледников. Чтобы точно определить плотность снега и фирна, шурфы закладывались на языке ледника, в районе фирновой линии и в точке максимального снегонакопления (Совместные ис­ следования..., 1973).

Установка абляционных реек для определения потерь вещества проводилась либо осенью, либо в начале периода таяния в различ­

29

ных высотно-морфологических зонах. Кроме непосредственно тая­ ния снега, фирна и льда, по абляционным рейкам учитывалось так­ же и испарение, которое, по нашим исследованиям, на ледниках Алтая составляет не более 10-15 мм за весь теплый сезон (Галахов В.П., 2001).

Ошибка определения аккумуляции на ледниках бассейна оце­ нивается в ±5% (Совместные исследования..., 1973). Ошибка опре­ деления абляции за весь теплый период составляла максимум ±5%. Ошибка определения внутреннего питания по отношению к акку­ муляции и абляции, поскольку само внутреннее питание не более 20—30% от суммы влагопоступления в бассейн, не превышает ±10%.

Наблюдения за балансом ледников бассейна Актру начаты с 1957 г. М.А. Душкиным (1978). В дальнейшем они продолжены В.П. Галаховым (Галахов В.П., Никитин С.А., Нарожный Ю.К. и др., 1987) и Ю.К. Нарожным (1991). Однако обобщение и анализ этих данных осложняется несколькими обстоятельствами. Вопервых, методика наблюдений за балансом массы в 1957-1961, 1962-1975, 1976-2001 гг. не была постоянной - изменялось распо­ ложение и количество точек измерений, их периодичность, а глав­ ное - способ камеральной обработки и расчета всех составляющих. Во-вторых, баланс ледника Малый Актру рассчитывался М.А. Душкиным с учетом его правого притока (Кар Малого Ак­ тру), хотя П.А. Окишев (1967) еще в 1961 г. отмечал практически полное отчленение последнего от основного ствола языка. В связи с этим первый этап работы состоял в корректировке данных за 1957-1975 гг. и приведения их к единой методике камеральной об­ работки и расчетов, соответствующих последующему периоду, ко­ торый отличается наиболее качественными и разносторонними сведениями о составляющих ледового баланса (см., например: Га­ лахов В.П., Нарожный Ю.К., Никитин С.А. и др., 1987).

Поэтому приводимые ниже данные о балансе массы и его со­ ставляющих для трех ледников бассейна могут несколько отли­ чаться от ранее опубликованных (табл. 5). Как видно из таблицы, средневзвешенные по площади каждого ледника величины годо­ вого баланса массы весьма изменчивы. Так, для ледника Малый Актру за период инструментальных наблюдений колебания ба­ ланса массы составляют 215 г/см2, изменяясь от +68 до -147 г/см2.

30

	1991)
Актру	Ю.К.,
в бассейне	(Нарожный
Годовой баланс массы ледников	(Северо-Чуйский хребет, Алтай), г/см2

о А п	o
.
л
т
	+8s	ON 00 (
д В		7	г 1		1
к	СП о		V		-
б
к
о	I			!
к й.	55	96	CN		80
А			т—^
В А	1
п		67	38		57
.

лА
ы
В
в
к
U H
б
й е
. к
А
Л
п
ы
л А .	|
л
В -40
к
ыбUH 2
а
к	Г-
А
М	1
д
А	93
о	|
Г	1961-1962
	1

														I1		1
														+34	-37	00		1
																ч
														1	СП т-Н
														22
														О ON				601
																152
																|
														<	69		N	06
														О		СП
														г—*		О
		| |						| 1			| | ! |					1
-34	-28	-56	-38	+29	7	+29	+12	+25	+7	+10	-147	+40	+68	+49	т	-58		+11
									!		ГГ: 1					1
ОО CN О			m ОО 40			20	ON20		Г- ON ОО25				27	28	СП О			40
			|					|	[		1	|		|
105	145	сч	140	00	96	109	06	83	96	66	216	95	СП	89	133	2		о
		|			!		СП О		1	О	: I			1		1
63	105		ON	92		ОО			98			О	О		79			О
		76			78						40					76		О
			ОО				00 00			90
	I I 1				|			1 ]			] 1 !			]		|1
1962-1963	1963-1964	1964-1965	1965-1966	1966-1967	1967-1968	1968-1969	1969-1970	1970-1971	1971-1972	1972-1973	1973-1974	1974-1975	1975-1976	1976-1977	1977-1978	1978-1979		1979-1980
		1	1		1			1 1			1 1 1					1

N -

)

*