Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Общий физико-географический обзор карстовой полосы западной Грузии
1.1. Спелеологическая характеристика . 9
1.2. Структурно-геологические условия . 12
1.3. Орография и гидрография 14
1.4. Основные черты климата карстовой полосы 17
1.5. Почвы 24
1.6. Растительность 26
Глава 2. Обзор шкрокжмтичесжх исследований карстовых полостей ссср 28
Глава 3. О методических основах работы
3.1. Приборы, применяемые при микроклиматических исследованиях 33
3.2. Проведение наблюдений 35
3.3. Обработка наблюдений 37
ГЛАВА 4. Исследование основных микроклиматических показателей карстовых полостей
4.1. Особенности микроклимата карстовых полостей и исходные материалы наблюдений 39
4.2. Влияние морфологии карстовых полостей
на их микроклимат 41
4.3. Атмосферное давление воздуха 43
4.4. Движение воздуха 51
4.5. Температура воздуха 59
4.6. Влажность воздуха 75
4.7. Конденсация водяного пара 80
ГЛАВА 5. Исследование некоторых элементов атмосферного электричества, аэрозолей и газового состава воздуха карстовых полостей
5.1. Радиоактивность и ионизация воздуха 89
5.2. Запыленность воздуха 96
5.3. Газовый состав воздуха 97
5.4. Бактериологическое изучение воздуха . 100
ГЛАВА 6. К вопросу классификации карстовых полостей 102
ГЛАВА 7. Народно-хозяйственное значение изучения микроклимата карстовых полостей
7.1. Пещеры - склады-холодильники 112
7.2. Пещеры - лечебницы и санатории . 117
7.3. Пещеры - шамшшарии 123
7.4. Пещеры - спелеотуристские объекты 124
7.5. Изменение микроклиматического режима карстовых полостей под влиянием хозяйственного использования (на примере Новоафонской пещеры) * 127
Заключение 139
Литература
- Структурно-геологические условия
- Проведение наблюдений
- Атмосферное давление воздуха
- Газовый состав воздуха
Введение к работе
В СССР в настоящее время исключительно большое значение приобретает проблема планомерного и многостороннего использования природных ресурсов. В связи с этим возрастает роль географических исследований, что находит яркое отражение в государственных мероприятиях и планах. Так, в постановлении ХХП съезда КПСС по проекту ЦК КПСС "Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" предусматривается повышение эффективности мероприятий в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов. Задачи эти нашли свое отражение также в новой Конституции СССР.
К настоящему времени на территории Грузии в разных климато-ландшафтных зонах южного склона Б.Кавказа открыто и исследовано более 1000 карстовых полостей и собран богатый фактический материал о метеоэлементах пещерной атмосферы (давление, температура, влажность и др.).
Микроклиматические исследования карстовых полостей служат предпосылкой к выявлению их благоприятных особенностей, определяя эффективность их хозяйственного освоения в пределах конкретных территорий. Анализ работ отечественных и зарубежных исследователей показывает, что на данном этапе изучения микроклимата карстовых полостей дальнейшее развитие его ограничено, поскольку полученные результаты основываются главным образом на краткосрочных стационарных наблюдениях. Учитывая широкие возможности народнохозяйственного использования микроклимата карстовых полостей, проблемы его перспективного исследования требуют дальнейшей разработки. 0 необходимости развертывания в карстовых
провинциях в СССР спелеометеорологических исследований неоднократно отмечались в Решениях Всесоюзных совещаний последних лет по карстоведениго и спелеологии. Изложенное позволяет прийти к заключению, что микроклиматическое исследование горных карстовых полостей является актуальнім.
Цель работы заключается в оценке роли природных ландшафтов южного известнякового склона Б.Кавказа и морфологических особенностей карстовых полостей в формировании микроклиматического режима горных пещер Грузии. Достижение цели потребовало решения следующих задач:
обработать и проанализировать по единой методике материалы 14-летних маршрутных и полустационарных наблюдений автора под землей и на поверхности карстовой полосы Грузии (68 тысяч средних замеров, более 30 тысяч часовых замеров, снятых с лент самописцев) ;
изучить влияние физико-географической обстановки известняковой полосы и оценить роль морфологических типов горных карстовых полостей на формирование их микроклиматического режима;
выявить основные закономерности суточного и сезонного хода метеоэлементов в пещерах, заложенных на разных гипсометрических уровнях, а также проанализировать условия конденсации в них;
дать количественную оценку некоторых элементов атмосферного электричества, аэрозолей и газового состава подземного воздуха с позиций возможной эксплуатации карстовых полостей;
разработать микроклиматическую классификацию карстовых полостей с учетом местных особенностей и существующих схем советских и зарубежных исследователей;
разработать практические рекомендации по использованию карстовых пещер Грузии для разных нужд народного хозяйства
республики (пещеры - склады-холодильники, резервуары питьевых вод, лечебницы и санатории, объекты массового туризма и т.д.).
Для решения перечисленных задач автором были проведены разновременные микроклиматические исследования в горных карстовых полостях Грузии. В качестве изучаемых объектов нами выбраны пещеры разных морфогенетических типов и климато-ландшафтных зон карстовой полосы с учетом их возможного освоения в будущем.
Спелеоклиматология, как отрасль знания, в своих исследованиях опирается на специфические методы, многие из которых используются в метеорологии. Исключительная сложность рассматриваемой проблемы заключается в расположении ее на стыке нескольких наук (физической географии, климатологии, карстоведения, горного дела и др.). Для обобщения и анализа обширного материала были применены математические и статистические методы, успешно используемые в аэродинамике подземных горных выработок.
Исходной информацией для выполнения данной работы послужили материалы, собранные автором в 1970-1983 гг. в ходе полевых исследований, в том числе в составе экспедиции Лаборатории карстоведения и спелеологии Института географии им.Вахушти АН ГССР, опубликованные научные работы по данной теме, а также фондовые источники различных научно-исследовательских институтов и ведомств.
Предлагаемая работа является первой попыткой изучения микроклимата западногрузинских карстовых полостей. Каждая карстовая полость нами рассматривается как неотделимая часть природной ландшафтной зоны, в которой она формировалась или формируется. Результаты исследований позволили выявить главные особенности микроклиматического режима горных карстовых полостей Грузии. В частности, достаточно четко прослеживается связь хода метеоэлементов в карстовых полостях с наружной атмосферой прилегающих
климато-ландшафтных зон. Полученные выводы являются оригинальными и позволяют научно обосновать мероприятия, направленные на охрану и рациональное использование природішх ресурсов карстовых массивов Грузии.
Предлагается микроклиматическая классификация карстовых полостей с учетом местных природных особенностей климато-ландшафт-ных зон. Вместе с тем установлена зависимость термического режима карстовых полостей от географической широты, гипсометрического местоположения, экспозиции склонов горных массивов, морфологии самих пещер и др. Это позволило уточнить критерии отнесения карстовых полостей к теплым, холодным или умеренным климатическим подтипам и одновременно выявить зависимость термического режима и увлажнения от особенностей морфологии пещер.
Исследование микроклиматических особенностей карстовых полостей представляет не только чисто научный интерес, но и имеет большую практическую значимость. В теоретическом отношении результаты спелеометеорологических исследований помогают раскрыть закономерности хода современных карстовых процессов (вопросы денудации карстующихся толщ в разных климатических зонах, проблема спелео- и спелеолитогенеза и др.), а в практическом отношении они уже широко используются при эксплуатации самой посещаемой в мире Новоафонской и других пещер (Сатаплийская, Навенахевская), при чтении спецкурсов "Основы пещероведения", "Карстоведения", "Динамическая геоморфология", а также в работе со студенческой молодежью при выполнении дипломных и курсовых работ на географо-геологическом факультете Тбилисского гос.университета. Основные положения и рекомендации, сформулированные в работе, могут также найти применение при предстоящем освоении пещер Грузии (Абрскилова, Тобская, Белая, Акую, Цхраджварская и др.) в
8 качестве складских помещений, холодильников, туристских объектов, шампинариев, лечебниц и т.д.
Работа выполнена в лаборатории карстоведения и спелеологии Института географии им.Вахушти АН ГССР в качестве составной части плановой теми "Изучение карстовых пещер Грузии".
Основные результаты исследований по теме диссертации были заслушаны на Всесоюзных (Сухуми, 1978; Пермь, 1981; Симферополь, 1982) и региональных (Тбилиси, 1978) совещаниях по карсту, на научных конференциях Института географии им.Вахушти АН ГССР (Тби-лиси, 1976-1983), а также на постоянно действующих научных семинарах Института географии им.Вахушти АН ГССР (1976, 1978, 1982), Института геофизики (1977) и Географического общества Грузинской ССР (1976, 1979, 1982). Доклад на тему "ІЛикроклиматические черты горных карстовых полостей Грузии" опубликован в трудах Европейской региональной конференции по спелеологии (София, 1980).
Пользуясь случаем, выражаю свою искреннюю благодарность научным руководителям диссертационной работы, заведующему кафедрой геоморфологии Тбилисского государственного университета, руководителю лаборатории карстологии и спелеологии Института географии им.Вахушти АН ГССР, лауреату Государственной премии СССР, профессору З.К.Тинтилозову и руководителю отдела климатологии Института географии им.Вахушти АН ГССР, доктору географических наук К.С.Гогишвили. За ценные замечания при ознакомлении с работой автор благодарит доктора географических наук Л.В.Когошвили, а также сотрудников лаборатории карстологии и спелеологии (Ш.Я. Килиани, Б.А.Гергедава, В.М.Джишкариани, О.Н.Еркомайшвили), отделов картографии (А.Н.Кукушкина, А.В.Джашиашвили) и информации (Л.М.Гогиберидзе) Института географии им.Вахушти АН ГССР за оказание помощи при подготовке диссертационной работы.
Структурно-геологические условия
Территория Грузии относится к альпийской складчатой области и, по схеме П.Д.Гамкрелидзе (1964), делится на ряд крупных геотектонических единиц. Карстовая полоса по данной схеме захватывает Гагрско-Джавскую зону (Абхазская, Амзарско-Мухур-ская, Рачинско-Лечхумская подзоны), в Грузинскую глыбу (подзоны: Колхидская, Гудаутская, Самурзаканская, Асхская, Кутаисская) и зону Дзирульского массива.
Гагрско-Джавская зона складчатой системы южного склона Большого Кавказа в пределах карстовой полосы Западной Грузии является наиболее сложной по своему геологическому строению и истории развития. Она интенсивно дислоцирована и в основном сложена мощными вулканогенными образованиями байоса, карбонатными отложениями верхней юры - мела (Абхазия) и сравнительно маломощными терригенными и карбонатными отложениями верхней юры - мела (в южной полосе).
Карбонатные породы занимают значительную часть территории Абхазии, Верхней Рачи, Имеретии и Юго-Осетии. Здесь выделяются все ярусы меловой системы, и при этом многие из них достигают значительной мощности. В отдельных районах их общая мощность колеблется в пределах 1200-2200 м. Этим и обусловлены большая сложность и многообразие ландшафтных и спелеологических особенностей ряда массивов (Арабика, Бзыбский хр., Охач-куэ и др.), в то время как карстовые районы, сложенные сравнительно маломощными карстутощимися толщами (Верхняя Имеретия, Кударо-Буба, Центральная Мегрелия и др.), характеризуются меньшей масштабностью карстовых явлений.
На территории карстовой полосы верхнюю юру представляют терригенные фации (лузитан-титон), в основном карбонатного состава. В Абхазии, в низовьях р.Бзыби, верхняя юра (мощностью 1000 м) залегает на среднеюрских отложениях, самые нижние ее ярусы (келловей и Оксфорд) сложены глинистыми песчаниками с базальным конгломератом (келловей) и песчаниками, мергелями и известняками (Оксфорд). Приблизительно такой же литологический характер имеет верхняя юра в пределах Верхней Рачи и Юго-Осетии. К лузитану относятся здесь массивные корраловые известняки, пестрые глины, песчаники и вулканогенные породы, а к тито-ну - брекчиевидные известняки и доломиты.
Нижнемеловые отложения широко развиты в Западной Абхазии, Горной Раче, Юго-Осетии и в горной части Мегрелии. В западной Абхазии, в бассейне р.Псоу эти отложения в основном представлены мергелями и мергелистыми известняками. Южнее, в Гагрско-Джавской зоне нижний мел представлен мелкозернистыми карбонатными осадками. В окрестностях г.Гагра валанжин-готерив сложен слоистыми пелитоморфными известняками.
Самый западный выход верхнемеловых отложений отмечается в ущелье р.Псоу. Здесь на водоразделах рр.Псоу и Гега идут слоистые известняки, с прослоями мергелей (турон-нижний сенон, 125-150 м). Выше залегает сенонская толща, состоящая из органогенных обломочных известняков и зеленых и красных мергелей (кампан, 50-100 м). Завершает разрез верхнего мела толща слабо-известняковых аргиллитов, песчаников и песчанистых известняков (дат, 100-400 м).
Палеогеновые отложения развиты в Верхней Раче, Лечхуми, Имеретин и Абхазии. Нижний палеоген здесь представлен главным образом белыми литотамниевыми известняками, мощностью 50-130 м, трансгрессивно перекрытыми среднеэоценовыми известняками, песчаниками и конгломерат шли с нуммулитами. Выше идут верхне-эоце-новые известняки, брекчии, конгломераты и известняковые песчаники с нуммулитами.
В пределах Западной Грузии (в Абхазии и Одшпи) плиоцен представлен конгломератами, глинами и известковистыми отложениями, а в центральной части депрессии - песчано-глинистыми толщами с прослоями песчаников и конгломератов (мощностью в Абхазии 400-1000 м, в Одшпи 200-350 м). В Абхазии и по окраинам Восточной Одшпи к плиоцену относятся синеватые глины и суглинки (понт мощностью от 100 до 1300 м - Абхазия и 300 м - . Вост.Мегрелия).
Грузия - страна сложных орографических контрастов. Не менее сложен карстовый рельеф исследуемой территории, в котором сочетаются высокогорный, среднегорный и низинно-равнинный ландшафты. В соответствии с общей вертикальной ландшафтной поясностью здесь выделены три яруса рельефа, различающиеся не только абсолютными высотами, но и набором, спецификой древних и современных экзогенных процессов, созданных ими форм рельефа.
Ярус высокогорья сложен преимущественно денудационно-ус-тойчивыми породами мезозоя и палеозоя и характеризуется максимальными скоростями поднятий - до 13 мм/год. Верхнюю границу карстовой полосы представляет альпийская горно-луговая зона. Широко представлены древнеледниковый рельеф (троги, цирки и моренные образования), который активно перерабатывается процессами денудации - выветриванием (особенно физическим), нива-цией, карстом. Здесь лежат истоки всех крупных рек региона, частично глубоко врезавшиеся в днища древних троговых долин. Средние высоты водосборов составляют от 1500 до 3000 м, а глубина вреза достигает 700-1500 м. Модули стока изменяются здесь от 9,5 до 97,5 л/с.кьг.
Проведение наблюдений
Организация микроклиматических наблюдений предполагает регулярный контроль за состоянием измерительных средств, их проверку или сличение показаний перед началом измерений для выявления неисправных приборов, определения индивидуальных случайных и систематических погрешностей. При проведении первых замеров надо предусмотреть время, необходимое для выравнивания температуры прибора с температурой воздуха в пещере (15-30 мин).
В узких ходах и залах небольшого объема присутствие и дыхание наблюдателя могут существенно исказить результаты измерений. Поэтому в той части пещеры, где производятся метеонаблюдения, необходимо ограничить пребывание посторонних людей и исключить пользование светильниками и нагревателями открытого огня.
В течение периода наблюдений в пещерах и на поверхности производили срочные замеры основных микроклиматических параметров с указанием погодных условий (осадки, направление ветра и др.) и расположения спелеообъекта в карстовом рельефе. Для регистрации осредненных по сечению значений температуры и влажности пещерного воздуха (с помощью психрометра) замеры производят по осевой линии хода, в залах - на расстоянии не менее 0,35-0,40 В (В - наименьший из размеров по высоте или ширине, от пола или стен соответственно) - (Дублянский, Соцкова, 1983). Осредненная скорость движения воздуха определяется путем последовательных замеров в узлах прямоугольной сетки (с шагом 0,25-0,5 В). Измерения метеоэлементов произведены нами в 5-10-20 см от пола. А для определения параметров динамического и термического взаимодействия воздушного тока со вмещающей породой в местах с ощутимой тягой нами были произведены градиентные наблюдения на расстояниях 0,2, 0,5, 1,0 и 1,5 м от пола.
При множестве невидимых входов и выходов, а также при значительных сечениях, весьма затрудняется определение общего количества воздуха, поступающего в подземелье. В полостях стабильного режима интенсивность воздухообмена устанавливается методом задымления или заполнения их разными аэрозолями или же одеколоном (с помощью запахов). Вышеотмеченный прием положен нами в основу исследований аэродинамических параметров некоторых карстовых полостей Западной Грузии. А для определения максимальных высот залов Новоафонской пещеры В.Н.Дублянским и З.И. Дцзинба были применены заполненные гелием воздушные шары.
Отбор проб воздуха на газовый анализ нами произведен путем накачки в резиновые камеры объемом не менее 250 мл с зажимами. Размещение точек отбора проб должно выявить вариации газового состава по площади на разных уровнях пещеры. Режимный отбор проб, обеспечивающий изучение внутрисуточных и сезонных вариа ций газового состава воздуха карстовых полостей, следует проводить на фиксированных точках,
Первичная обработка материалов метеонаблюдений производится в соответствии с существующими инструкциями путем введения всех необходимых поправок (психрометрические таблицы, 1972). Наблюдения над атмосферным давлением на поверхности и под землей приводятся к одной плоскости сравнения по преобразованной формуле Бабине (Дублянский, Илюхин, 1981; Голод и др., 1983). Широкие возможности решения задач практической спелеоклимато-логии открываются при использовании j-d диаграммы (Свойства влажного воздуха ..., 1963).
На основе первичных данных метеонаблюдений определяются параметры воздухообмена (сезонные схемы вентиляции, коэффициент воздухообмена и др.), величина и распределение термо-влажностных параметров по длине (глубине) карстовой полости, амплитуды суточных и сезонных колебаний основных микроклиматических параметров по участкам полости и др.
На основании полученной информации строятся графики и диаграммы термовлажностных параметров по основным галереям полости и по его сечениям, производится совмещение графиков изменений атмосферного давления на поверхности и под землей. Для характеристики температуры по длине карстовой полости используются термограммы, полно описывающие термическое состояние разветвленных пещерных систем. Графически исследуются корреляционные связи между температурой или влажностью подземного воздуха и высотой заложения полости над уровнем моря.
Заключительный этап обработки материалов - построение модели изменений микроклимата карстовой полости на основе аналитических зависимостей или статистических связей между ее основными морфолого-морфометрическими особенностями и климатическими условиями на поверхности (Cigna. , 1961; Лукин, 1962; tfigley , 1967; Голод, 1974; Дублянский, 1977; Дублянский, Илюхин, 1981; Соцкова, 1981 и др.).
Предложенная методика весьма перспективна для оценки термической проводимости карстовых полостей разных морфологических типов. Однако она применима для проведения спелеоклимати-ческих наблюдений в сравнительно легкодоступных полостях. Для изучения микроклимата сложных пещерных систем, глубоких колодцев и шахт и при проведении специальных исследований необходима разработка специальных приборов и методов исследований. При исследованиях микроклиматического режима карстовых полостей Западной Грузии нами в той или иной степени использовались все перечисленные методики исследований. Большинство примененных приемов и методов характеризует, в основном, суточный и месячный ход основных микроклиматических элементов.
Атмосферное давление воздуха
Одной из причин, вызывающих движение воздуха под землей является изменение атмосферного давления. Режим давления в пещерах Западной Грузии обуславливается сочетанием циркуляционных условий региона, режимом теплового баланса и особенностями карстового рельефа. В связи с этим воздушный режим карстовых полостей тесно связан с изменением атмосферного давления воздуха над территорией исследуемого региона.
Зимой под влиянием отрога сибирского антициклона над территорией Грузии усиливаются восточные циркуляционные процессы, при которых над Черным морем обычно располагается область пониженного давления.Преобладание над Западной Грузией направления барических градиентов с востока на запад обуславливает господство восточного ветра - фенового характера. В этом слу чае в карстовых полостях с господствующими входными отверстиями восточной экспозиции (пещеры Тароклдэ, Цуцхватский, Сверис-квабкари и др.) циркуляция воздуха имеет более активный характер.
В летний сезон возрастает влияние азорского максимума и его восточного отрога на атмосферные процессы Грузии, что увеличивает повторяемость воздействия с запада. При прохождении орографической оклюзии над территорией Западной Грузии, атмосферное давление наружного и пещерного воздуха понижается. При тыловом положении идет рост давления. Затем, при усиливающемся восточном барическом градиенте (по долинам рр.Риони и Цхенис-цкали дуют штормовые ветры), атмосферное давление в пещерах и на поверхности резко падает, а после прохождения с запада теплого фронта давление снова повышается (рис.4.2).
Изменения атмосферного давления воздуха на поверхности земли обычно происходит на протяжении всего года. Т входов карстовых пещер Западной Грузии движение воздуха лишено сезонного хода и может быть как восходящим, таге и нисходящим. Более подробно возможно рассмотреть данный процесс в горных карстовых полостях Западной Грузии при проведении микроклиматических исследований. При изучении режим давления был использован большой фактический материал - свыше 13,5 тысяч час (при помощи суточных и недельных барографов) и более 2000 срочных замеров атмосферного давления в пещерах разных ландшафтных зон карстовой полосы Западной Грузии. Самописцы - барографы работали в избранных полостях в летние и зимние месяцы (таблица 4.2).
При обработке материалов использовались синхронные замеры в пещерах и на поверхности. Анализ хода давления в обоих случаях возможен только после приведения данных наблюдений
Приведение давления воздуха к уровню моря и сравнение полученных результатов позволяют установить суточные или сезонные ходы атмосферного давления в пещерах разных ландшафтных зон.
Среднее годовое давление воздуха в пещерах Западной Грузии колеблется в пределах 600-760 мм рт.ст. Наибольшие значения отмечаются в пещерах низкогорной ландшафтной зоны (750-760 мм), а наименьшие - в полостях высокогорья (600-620 мм). Исследова-ния показали, что изменение среднего месячного давления воздуха от месяца к месяцу происходит неравномерно, как в пещерах низко- и предгорного карста, так и на поверхности земяи(рис.4.3). Минимум давления отмечается в феврале, максимум - в августе. Зимой величина давления на поверхности меньше, чем в исследованных полостях, а летом наоборот - в пещере меньше, чем на поверхности, что обусловливает нисходящее (летом) и восходящее (зимой) движение воздуха в пещерной системе (рис.4.4).
В переходные сезоны давление воздуха в пещерах и на поверхности почти одинаковое. В связи с этим направление движения воздуха в них определяется засасыванием воздушных масс во время сильных ветров на поверхности или же связано с резким подъемом уровня водоемов в пещерах (например, Новоафонской, Цивцкал-ской, Верхнекарианиклдэ и др.).
Судя по многочисленным наблюдениям, годовые и месячные амплитуды атмосферного давления в пещерах и на поверхности одинаковы (10-15 мм), а суточные (2-5 и 2,3-7,0 мм) отличаются не-значительно. Следовательно, атмосферное давление воздуха в карстовых полостях изменяется параллельно наружному, но с некоторым отставанием (рис.4.5).
Газовый состав воздуха
Большой интерес вызывают пещеры-ледники Бога (Хвамли) и Схвава (Рачинский массив). Первая из них открывается на абсолютной высоте 1710 м, а вторая - на 1310 м. В них имеются не только многолетние, но и плотные натечные агрегаты сезонного льда. В Схвавской пещере, даже в жаркие летние месяцы температура воздуха не поднимается выше 0, скорее,наоборот, она опускается до -2, - 3 (Пирпплашвили, 1962).
В ледяных колодцах и шахтах с узкими входами сезонные и суточные колебания метеоэлементов незначительны. Твердые осадки в них заносятся ветром. В полостях таких типов термический режим воздуха даже в летний период достаточно низкий (1,5-2,5, при наружной температуре 15-20). Классическим карстовым районом снежно-ледяных трещинных колодцев и шахт является карровое плато Акугра (Восточная часть Бзыбского хр.), в карстовых поло-стях которого температура воздуха летом понижается до 0, -2.
Современные климатические условия в горных карстовых полостях Грузии благоприятны для формирования в них снежно-ледяных образований. Их климатические особенности в большей степени определяются гипсометрическим положением местности и тесно связанными с ними особенностями высокогорного климата, а также наличием криогенных отложений в собственно карстовых полостях.
Особенности формирования холодного климата карстовых полостей, для которого характерны низкие (в том числе отрицательные) среднегодовые температуры воздуха, обеспечивающие существование многолетних льдов, освещены в работах Н.А.Гвоздедкого (1950), Г.А.Максимовича (1963), З.К.Тинтилозова (1976), В.Н. Дублянского (1977) и др.
Степень насыщенности пещерного воздуха влагой служит одним из расчетных параметров эффективной температуры и приобретает большое значение при оценке комплексного воздействия пещерного климата на организм человека: влагосодержание пещерной атмосферы определяет напряженность теплообменных процессов в организме; абсолютная влажность влияет на конденсационные процессы и определяет их интенсивность; кроме того она является исходным для расчета потерь на испарение. Показатели влажности взаимосвязаны с температурой, являясь важным элементом в оценке климатических условий пещер.
В привходовой части субгоризонтальных замкнутых пещер влажность воздуха характеризуется резким колебанием. Здесь суточная величина абсолютной влажности колеблется в сравнительно узких пределах - от 3 до 5 мм, а сезонная - от 5 до 10 мм.
Подобно температуре воздуха, абсолютная влажность от входа в глубь пещеры постепенно уменьшается и в статических зонах характеризуется незначительными суточными (0,2-1,0 мм) и сезонными (2-3 мм) амплитудами (см.рис.4.7). Относительная же влаж-ность воздуха в этой зоне у большинства карстовых полостей является практически постоянной (98-100 %).
В мешкообразных восходящих пещерах, расположенных на одной и той же высоте с нисходящими, абсолютная влажность воздуха несколько выше (на 2-2,5 мм), а относительная влажность как в восходящих, так и в нисходящих полостях очень высока, колеблясь от 90 до 100 %.
Распределение абсолютной влажности воздуха карстовых полостей в вертикальном направлении дает следующую картину: высокая абсолютная влажность воздуха устанавливается в пещерах низкогорного карста (10-12 мм); в полостях, расположенных в высотной зоне 500-1000 м, она колеблется в пределах от 8 до 10 мм, а в высокогорных карстовых полостях (1600-2400 м над уровнем моря) резко падает до 3-5 мм. Иными словами, с высотой абсолютная влажность воздуха в пещерах, так же как на поверхности, постепенно уменьшается (см.таблицу 4.5);(рие.4.9).
Вышесказанное свидетельствует о том, что между температурой и влажностью пещерного воздуха существует четкая связь (коэффициент корреляции = -0,86 І 0,05); в частности, с по-вышением температуры воздуха происходит повышение абсолютной влажности. Кроме того между термовлажностными параметрами и расстоянием от входа по длине или глубине карстовой полости и высотой залегания над уровнем моря существует тесная связь, выражаемая уравнением, вида у » ах8 + с (Дублянский, 1967, 1977).
Похожие диссертации на Микроклимат карстовых полостей Западной Грузии в связи с их морфологией и ландшафтными особенностями региона
