Введение к работе
Актуальность темы. Одна из центральных задач гляциологии и горной гидрологии заключается в изучении режима ледников, от которого зависят объем и колебания ледникового стока. Изменения массу, которые обычно представляются в виде годовой величины баланса, и ледниковый сток служат обобщающими показателями режима как отдельных ледников, так и крупных ледниковых систем.
К настоящему времени накоплен значительный опыт массбалансшнп исследований, которые начали проводиться с 40-х годов XX в. Традиционно основными объектами изучения являлись ледники, расположенные в районах морского климата - Альпах', Скандинавии, на Кавказа. Режим и динамика горнкх ледников, находящихся в типично континентальных условиях, изучены в меньшей степени. Ледники Центральний Туск-су, Карабаткак (Тянь-Шань), Актру (Алтай), на которых впервые в СССР были начаты многолетние наблюдения, продолжающиеся До настоящего времени, располагаются на внешней периферии передовых по отношению к источникам атмосферного питания орографических барьеров, а поэтому занимают своего рода промежуточное положение между морскими и континентальными» Впервые достаточно полно и четко специфические особенности ледников внутриконтинентальних районов были определены Г.А.Авсюком, который и предложил выделять их как ледники континентального типа (Авсюк, 1355).
Международная комиссия снега и льда обращает особое внимание на необходимость развертывания широких исследований в нивально-гляциальных зонах Центральной Азии, в том числе в рамках Международной гидрологической программы (МШ). Оледенение Центральнс.1 Азии играет огромную роль в формировании стока рек в вегетационный период, особенно в областях внутреннего стока, к которым отно-
сятся бассейны рек Сырдарья, Амударья, Или,'Тарим, Чу. Предполагается, и это уже подтверждено исследованиями последних лет, что етокообразующая роль ледников в этих районах значительнее, чем в областях оледенения с морским типом климата. Важно отметить, что Тянь-Шань, являющийся одной из крупнейших в мире внутриконтинента-льных горно-ледниковых систем, служит также самой обширной в Центральной Азии областью формирования речного стока, в котором ледниковая составляющая имеет существенное значение (Диких, 1962).
В рамках региональной программы МГО по Центральной Азии уже выполняются двусторонние соглашения между КНР, СССР, Японией, Индией и Непалом. Автор настоящей диссертации принимал участив в совместных советско-китайских работах в двух ледниковых бассейнах Тянь-Шаня - в массиве Акшийрак, СССР п в Восточном Тянь-Шане, в верховьях р.Урумчи (КНР).
Известно, что среди многих природных образований снежно-ледовые объекты представляют наибольшие возможности для исследования их совместными наземными и аэрокосмическими методами, в частности, путем слежения за динамикой снеговой линии и границы питания. В этом состоит одно из важных положений задачи мониторинга ни-вально-гляциальных объектов и систем. Однако для специфических условий оледенения континентальных районов задача такого мониторинга пока не имела экспериментальной базы.
Основная цель работы заключается в экспериментальном изучении режима формирования массы ледников континентального типа для выявления общих закономерностей и специфических особенностей накопления и расходования льда и использования полученных результатов при решении задачи мониторинга колебаний стока с горно-ледниково-го бассейна. Для реализации поставленной цели потребовалось решить ряд задач:
_з -
-
выявить основные черты, определяющие специфику режима ледников континентального типа по сравнению о ледниками морского климата,и установить районы их распространения;
-
исследовать пространственную и временную изменчивость соста.-вляюдах баланса массы;
-
изучить механизм и особенности процессов формирования летнего баланса массы ледников внутриконтинентальных областей - летних снегопадов и инфильтрационно-коюкеляционного льдообразовании, проанализировать их воздействие на массообмен рассматриваемых ледников;
-
на основе результатов детальных экспериментальных исследований проследить взаимосвязь-динамики границы питания в течение периода абляции с изменениями составляющих ма~сообмена и стока с бассейна;
-
доказать возможность применения имитационной модели - замены внутригодовых соотношений изменений высоты границы питания, баланса массы и стока с горно-ледникового бассейна на межгодовые - для условий оледенения континентального типа;
-
разработать подходы для расчета и мониторинга баланса массы и стока о ледника.
Материалом для исследования послужили данные непосредственных наблюдений автора в 1985-1990 гг, на ледниках внутриконтинентальных областей, расположенных в массиве Акшийрак во Внутреннем Тянь-Шане и преаде всего леднике Сары-Top; плосковершинном леднике Григорьева (южный склон хребта ТерскеЙ Алатоо), леднике li I (КНР). Полевые работы включали проведение прямых гляциологических и гидрометеорологических наблюдений на ледниках по специальной программе коротхопериодаческих измерений (Дюргеров, 1988). Были использованы основные работы советских и зарубежных гляцио-
логов, посвященные вопросам оледенения континентальных районов; опубликованные материалы наблюдений в различных горно-ледниковых бассейнах, полученные во время работ по программам МГГ, МГД к Ш1.
Научная новизна представленной работы заключается в том, что в ней впервые предпринята попытка на базо экспериментальных исследований проЕеоти комплексный анализ процессов массообмена в условиях оледенения континентального типа, изучить диапазон колебаний баланса массы и стока с бассейна в связи с динамикой границы питания.
Научное и практическое значение работы,. Ледники выступают одним из главных компонентов в системе атмосфера - водные объекты суши - океан и в этом отношении изменения их массы служат важным показателем водообмена. Слежение за ледниками, их реакцией на изменение климатических условий может стать основой для рошенкя задачи глобального мониторинга природной среды.
Мониторинг баланса льда и воды в горно-ледниковых бассейнах имеет важное значение для расчета и прогноза талого ледникового стока, изучения водного реяима горных рек, контроля за условиями фущщионирования ирригационных и гидроэнергетических систем. Роль изучения массообмана ледников континентального типа повшается в связи с тем, что они расположены в аридных зонах с напряженным водным балансом, где значение ледникового стока особенно велико.
Предмет зашиты. На базе пятилетних экспериментальных коротко-периодических исследований выявлены основные закономерности процессов массообмена ледников континентального типа. Доказана воз-можность расчета и мониторинга баланса массы и стока с бассейна по динамике годовых и текущих значений границы питания для условий оледенения континентальных районов.
- о -
Апробация работы. Основные результаты работы по теме диссертации обсуждались на Всесоюзной школе-семинаре по гляциологии (Звенигород, 1987); на научной конференции, посвященной 40-летию Тянь-Шансюзй высокогорной физико-географической станции АН Кирг. ССР (Покровка, 1988); Всесоюзной конференции "Снежно-ледовые ресурсы и гидроклиматический режим внутриконтинентальшн горных районов" (Алма-Ата, 1989); на заседании гляциологической комиссии Московского филиала Географического общества СССР (Москва, 1986); научных семинарах отдела гляциологии Института географии АН СССР.
Публикации. По теме диссертации опубликовано и подготовлено к печати 10 статей, отражающих ее основное содержание.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Она изложена на ISO страницах, включает 19 таблиц, 31 рисунок, список литературы, состоящий из 108 наименований, и приложение.