Том 2

Запасы снега и льда

Объектами исследования гляциологии являются снежный покров, ледники, льды, покрывающие реки, озера и моря, подземные льды и наледи. Гляциология изучает режим и динамику их развития, взаимодействие с окружающей средой, их роль в эволюции Земли.

Снег и лед образуют гляциосферу Земли, которая в значительной мере влияет на широтную зональность природных процессов и на глобальную циркуляцию атмосферы. Гляциосфера, весьма изменчивая и в прошлом, на некоторых этапах земной истории, исчезала совсем. Ее существование зависит от географической широты и высоты над уровнем моря. Нижняя граница морозного уровня атмосферы (слой атмосферы, в котором вода существует в твердой фазе) в Арктике находится близко к уровню моря, а на юге России, на Кавказе, на высоте 2400–3800 м. Обширные массивы льда у полюсов вызывают большие климатические контрасты и активизируют циркуляцию атмосферы.

В северных и высокогорных районах в результате аккумуляции и преобразования твердых атмосферных осадков при их положительном многолетнем балансе образуются ледники. Под действием силы тяжести масса льда испытывает вязко-пластические деформации и принимает форму потока. Области питания (аккумуляции) и расхода (абляции) разделяются границей питания ледника. Многолетние снега и льды существуют в довольно узком диапазоне условий, определяемых климатом и рельефом. Несмотря на разнообразие климата, в каждой горной стране умеренного пояса область оледенения занимает строго определенную климатическую зону, где средняя годовая температура равна 2–5°С.

Различают две главные группы ледников: горные, форма и движение которых определяются в основном рельефом и уклоном ложа, и покровные, в которых лед настолько толстый, что перекрывает все неровности подледного рельефа. Ледниковые покровы — сложные образования, состоящие из ледниковых щитов, куполов, ледяных потоков, выводных и шельфовых ледников. Ледниковые покровы распространены на российских арктических островах — Новой Земле, Земле Франца-Иосифа, Северной Земле. Большая часть территории Евразии лежит на пути циклонов, поступающих из северной части Атлантического океана. Лишь ледники Чукотки и острова Врангеля получают снежное питание с тихоокеанскими циклонами.

Самый распространенный тип горных ледников — долинные ледники. Они подразделяются на простые долинные и сложно-долинные (или дендритовые), состоящие из нескольких ледниковых потоков. В горах Севера России и Сибири распространены также каровые, карово-долинные и висячие ледники. К ледниковым районам в Европейской части России относятся Хибины, Полярный Урал и северная часть Большого Кавказа. В Сибири — это Горный Алтай, Верхоянский хребет, хребет Орулган, хребет Сунтар-Хаята, Корякское нагорье. Есть ледники на Таймыре и плато Путорана, а на Камчатке они соседству ют с вулканами. Большинство ледниковых районов России относится к субполярному (субарктическому) климатическому поясу, а на Кавказе и Алтае — к умеренному.

Общие запасы льдов на Земле в наши дни достигают 25,8 млн км³ (в водном эквиваленте), что составляет две трети пресных вод на нашей планете. Примерно 0,01% этого количества каждый год обновляется: 3,5 тыс. км³ составляет ежегодная аккумуляция-абляция, включая откол айсбергов, 20 тыс. км³ — сезонные запасы снега, менее 0,5 тыс. км³ — наледи. Приблизительно 0,5 млн км³ приходится на подземные льды многолетнемерзлых пород. Общие запасы льдов в России составляют более 15 000 км³, из них на материке — только 183 км³.

Ледники распространены почти во всех горных районах страны, они есть во всех климатических поясах: арктическом, субарктическом, умеренном. Самое крупное горное оледенение находится на Северном Кавказе (992 км²), следующие по размерам современного оледенения Горный Алтай (910 км²) и полуостров Камчатка (874 км²). Самые незначительными по площади ледники Урала и Кольского полуострова. Площадь оледенения на Полярном Урале составляет 28 км², а в Хибинах, на Кольском полуострове, имеется всего четыре маленьких ледника общей площадью 0,1 км².

Исследование природных льдов необходимо для решения проблем, связанных с изменением климата и стока рек, с гидроэнергетикой, изучением колебаний уровня Мирового океана, орошением засушливых земель, борьбой со стихийными бедствиями в горах, с развитием транспорта и строительством различных сооружений в полярных и высокогорных районах.

По мере роста потребности человечества в пресной воде все более видное место занимают снежно-ледовые ресурсы. В это понятие входит не только сам снег и лед, их вековые запасы, но и воды от их таяния.

В России, в силу ее географического положения, основная составляющая ежегодных нивально-гляциальных ресурсов — это запасы снега. Каждый год на много месяцев снежный покров укутывает просторы России. Максимальная толщина его изменяется от 25 см на юге Восточно-Европейской равнины до 1 м и более на Камчатке, Кольском полуострове и севере Средней Сибири. В центральных областях толщина снега достигает полуметра. Устойчивый снежный покров, т. е. лежащий в течение зимы не менее двух месяцев, занимает всю территорию России, кроме низовий рек Волга и Дон и предгорий Северного Кавказа.

Снежный покров — одна из основ сельского хозяйства России, он нужен не только как накопитель влаги, но и как надежная шуба, укрывающая поля от суровой зимы. Он представляет собой важнейший элемент, фактор и индикатор изменений климата, поскольку он зависит одновременно от осадков и температуры воздуха и, следовательно, от общего характера циркуляции атмосферы. Снежный покров влияет на энергетический и водный баланс земной поверхности, на растительность и животный мир российских просторов.

Снежный покров формирует специфическое звено мирового влагооборота — обмен водой между океанами происходит через снежную толщу, в которой влага задерживается на несколько месяцев. Вся Евразия получает 75% снега из атлантической влаги, 20% из тихоокеанской и 5% из влаги Индийского океана. Соотношение обратного поступления талых вод совершенно иное. Значительная часть влаги уходит в Северный Ледовитый океан и лишь немного возвращается в Атлантический.

Запасы снега на территории Российской Федерации в середине и в конце ХХ столетия составляли 2,3 тыс. км³, а на территории всей Евразии — 4,4 тыс. км³. Таким образом, запасы снега России составляют более половины запасов снега Евразийского континента.

Колебания ежегодных запасов снега в целом относительно невелики и за время изучения непосредственно не были связаны с годовой температурой воздуха. Глобальная площадь снежного покрова в период потепления сокращалась, но запасы снега в Евразии не уменьшались вследствие усиления зимних осадков. Максимум запасов снега пришелся на начало 80-х годов прошлого столетия. Сравнение среднемноголетних данных, относящихся к середине века, когда наблюдался период относительного похолодания, и к концу века, когда начался период потепления климата, продолжающийся и в настоящее время, показало, что несмотря на климатические изменения последних лет, запасы снега для большей части территории Северной Евразии от года к году остаются относительно стабильными, но они интенсивно перераспределяются по площади: увеличиваются объемы на севере и уменьшаются на юге в годы с относительно теплыми зимами и весьма значительно увеличиваются на юге в годы с холодными зимами.

В условиях современного климата России не угрожает резкое уменьшение запасов снега по всей территории с соответствующими последствиями для режима мерзлоты и накопления влаги в почве. Но в отдельных регионах возможны катастрофические явления. Чрезмерное накопление и быстрое таяние снега отражается на динамике ледников, как показали события 2002 г. в ущелье реки Геналдон на Кавказе.