CC BY
21УДК 504.064.2
ИСТОРИЯ И ЗАДАЧИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ В БАССЕЙНЕ ТЕЛЕЦКОГО ОЗЕРА
М.А. Лукашева
ФГБУ «Алтайский государственный природный биосферный заповедник», Горно-Алтайский государственный университет г. Горно-Алтайск, Республика Алтай, Россия сhuch2@mail.ru, www.altzapoved.ru
Аннотация. Статья посвящена историческому обзору развития мониторинга окружающей среды в бассейне Телецкого озера. С 20-х гг. ХХ века по настоящее время в указанном регионе производились гидро- и метеонаблюдения, сейсмологические исследования, регистрация магнитных вариаций, появились пункты наблюдения с автоматическим оборудованием. Исследования показали отчетливый перекос в плотности расположения наблюдательных постов, т.е. не ведутся регулярные метеонаблюдения в южной части рассматриваемого региона.
Ключевые слова: Телецкое озеро, станция фонового мониторинга, озерный пост, гидрология, метеорология, сейсмология, магнетизм.
THE MONITORING HISTORY ON THE LAKE TELETSKOYE BASIN
M.A. Lukasheva
Altaisky state nature biosphere reserve, Gorno-Altaysk, Altai Republic, Russia сhuch2@mail.ru, www.altzapoved.ru
Abstract. The history of history of instrumental observations system development and the current state are presented. Problems and prospects of monitoring stations network development are specified. Observations of natural processes cover hydro and meteorological observations, seismological studies, registration of magnetic variations. There are observation points with automatic equipment. The are no regular weather observations in the southern part of the region under consideration.
Keywords: Teletskoye Lake, monitoring station, lake post, hydrology, meteorology, seismology, magnetism.
Водосборный бассейн Телецкого озера расположен в Северо-Восточной и Восточной Алтайской провинциях Алтае-Саянской горной страны. Площадь бассейна вытянута и составляет 20400 км2, имеет уклон с юго-востока на северо-запад. В северной части расположено Телецкое озеро. Площадь водного зеркала составляет 223 км2, глубина 325 м, объем воды - более 41 км3, протяженность порядка 70 км. Озеро расположено среди горных цепей, имеет широтное и меридиональное направления.
Телецкое озеро являлось объектом исследования многих российских и зарубежных ученых еще в начале прошлого столетия. В 20-30-х годах ХХ века начинает активно происходить процесс становления инструментальных наблюдений в бассейне Телецкого озера. Первоначально производились метеорологические и гид-
рологические наблюдения, этим занимались: П.Г. Игнатов (1901 г.), Ч.Э. Генрихов-ский (1919-1930 гг.), О.А. Алекин (1920-1930 гг.), Н.Г. Николаев (1930-1932 гг.), С.Г. Лепнева (1928-1934 гг.), В.В. Селегей (1965-1980 гг.; 1994-2001 гг.).
История создания первой Телецкой озерной станции уходит в начало тридцатых годов прошлого века. В первые годы Советской власти изучением озера занимался Алтайский гидротехнический подотдел (учрежденный в Омске в 1919 г.), руководимый инженером Ч.Э. Генриховским.
В ходе исследований р. Бии, Ч.Э. Генриховский положил начало открытию в с. Артыбаш в 1919 г. первого на озере водомерного поста, просуществовавшего до 1922 г. Одновременно с этим был учрежден водомерный пост верхнем течении р. Бии у с. Камболина в 28 км от Телецкого озера [Лепнева С.Г., 1933]. Наблюдения Алтайского гидротехнического подотдела были продолжены и расширены Бий-ским отделением Сибисполвода, в который он был преобразован в 1920 г. Эта организация, работавшая под руководством того же Ч.Э. Генриховского, продолжила содержать водомерный пост у с. Артыбаш, открыла водомерный пост в с. Балыкча на р. Чулышман и увеличила число постов на р. Бие. В 1922 г. организация Сибис-полвода была ликвидирована, как и вся водомерная сеть. Однако, благодаря сознательности водомерного наблюдателя Катаева, были продолжены наблюдения на водомерном посту р. Бии у с. Камболина еще до 1927 г [Лепнева С.Г., 1933].
В 1927 г. благодаря рекогносцировочной поездке К.И. Лубны-Герцык и П.П. Пиварелиса, сеть водомерных постов была восстановлена. В 1929 г., с организацией Бийского гидрометрического участка был открыт ряд постов на верхней Бии (в т.ч. у с. Шумилкина на 12 км ниже Телецкого озера), и учреждена первая метеорологическая станция (МС) на Телецком озере в с. Артыбаш [Лепнева С.Г., 1933]. Это была метеостанция второго разряда, организованная в 1932 г. на базе поста Артыбаш, открытого в сентябре 1927 г. МС проработала по июнь 1935 г. Н.Г. Николаев отмечал, что «станция в Артыбаше отличается непостоянством местоположения: в 1929 г. она была открыта в соседнем с Артыбашем селении Кокаиха, в том же году переведена в п. Байказан (вероятно, название современного кордона Байга-зан), все на том же берегу озера. С начала 1931 г. была перенесена в Артыбаш» [Николаев Н.Г., 1934]. В итоге метеостанцию расположили в северо-западной части долины Телецкого озера на пологом склоне горы Кужуган, ограничивающей эту часть долины озера.
В 1929 году, еще до учреждения Алтайского заповедника, был открыт водомерный пост в Кыгинском заливе. Был восстановлен водомерный пост в с. Ба-лыкча, где с 1930 г. стали производиться наблюдения над уровнем и расходом воды. В 1931 г. были открыты метеорологические станции II разряда: 6 июля в с. Яйлю (с водомерным постом), а в течение лета организована вторая метеорологическая станция в с. Беле [Лепнева С.Г., 1931]. Созданию озерной станции во многом поспособствовал член-корреспондент Академии наук СССР О.А. Алекин, который в начале двадцатых годов часто бывал здесь в комплексных экспедициях Ленинградского государственного гидрологического института.
По состоянию на 1933 г. на Телецком озере функционировало три метеорологические станции II разряда: в с. Яйлю (опорная станция озера), с. Беле и с. Артыбаш1, водомерные пункты в селах Яйлю, Артыбаш, заливе Кыга, и дождемерные в заливах Камга и Кыга. Предполагалось и дальнейшее развитие сети, в частности открытие высокогорной метеорологической станции в окрестностях Телецкого озера.
1 С 1932 г. сеть постов и станций переходит в ведение Западно-Сибирского Гидрометкомитета (Западно-Сибирское УГМС).
В январе 1940 года была организована самая южная метеостанция 11-го разряда бассейна Телецкого озера в с. Усть-Улаган. В состав метеостанции был включен пост на р. Башкаус (открытый в декабре 1936 г.) [Селегей В.В., Селегей Т.С. 1978; Кривоносов Б.М., 1971] (рис. 1).
До 1965 года метеостанция Яйлю была только метеорологической. Штат составлял всего пять человек, и было два пункта наблюдения: Яйлю и второй неподалеку от устья р. Кыги. С 1965 г. новая гидрометеорологическая станция расширяет свои функции, увеличивает штат и укрепляет материальную базу [Телецкая озерная, 1970]. Начинаются стационарные наблюдения за ветро-волновым, ледово-термическим, гидрохимическим и метеорологическим режимами Телецкого озера, организуются наблюдения за испарением с водной поверхности, актиномет-рические, шаропилотные, аэрологические и другие виды наблюдений, проводятся водно- и тепло- балансовые расчеты, промерные работы, развивается сеть постов как на самом озере, так и на притоках. Появление новых направлений в деятельности МС Яйлю послужил приход заслуженного метеоролога Российской Федерации В.В. Селегея.
По состоянию на 1977 г. на Телецком озере функционировали: одна метеостанция 11-го разряда (с. Артыбаш), две метеостанции 1-го разряда (с. Яйлю, с. Беле), озерный пост (с. Яйлю), четыре озерных гидрологических поста 1-го разряда (с. Артыбаш, с. Яйлю, крд. Кокши, Кыгинский залив) и три метеорологических поста 11-го разряда (с. Артыбаш, крд. Кокши, Кыгинский залив). На р. Чулышман в с. Ба-лыкча работали гидрологический пост 1-го разряда и метеорологический пост 11-го разряда. На р. Чири в Кыгинском заливе, р. Большие Чили, р. Кокши, р. Чеченек и на р. Бия были по одному гидрологическому посту 1-го разряда [Селегей В.В., Селегей Т.С., 1978].
По устному сообщению, руководителя станции фонового мониторинга (СФМ) Яйлю, А.И. Зырянова, за 1978-1979 гг. в пределах современных границ Республики Алтай велась работа десяти автоматических радиостанций. Из них в пределах бассейна Телецкого озера работали: Беле, Ижон, Кокпаш, Джулукуль. В их задачи входило замеры температуры воздуха, атмосферного давления, скорости и направления ветра, влажности воздуха.
В планах развития гидрометеорологической сети до 1980 г. предусматривалось создание высокогорных станций в с. Чодро, Язуле, а также создание постов на р. Чульча - Ак-Курум. Организация подобных точек мониторинга была необходима для более полного изучения климата в указанном регионе [Кривоносов Б.М., 1971]. К сожалению, дальнейшую информацию о развитии мониторинга в южной части бассейна Телецкого озера обнаружить не удалось, но эти планы до нынешнего времени так и не были реализованы.
В 1974 г. академиком Ю.А. Израэлем была разработана концепция комплексного фонового мониторинга (КФМ), как подсистема общегосударственной системы наблюдений и контроля. Основными задачами мониторинга стало комплексное проведение исследований, включая получение длительных рядов наблюдений за состоянием загрязнения всех основных компонентов окружающей природной среды. В программу изучения были включены наиболее токсичные химические соединения антропогенного происхождения, способные переноситься на большие расстояния. В качестве площадок для проведения наблюдений были выбраны особо охраняемые природные территории (ООПТ), на базе которых в начале
1980-х годов была создана сеть из 15 станций [Пастухов Б.В. и др., 2019]. В Азиатской части СССР это были Алтайский, Саяно-Шушенский, Баргузинский и Сихотэ-Алинский заповедники.
С 1998 г. метеостанция с. Яйлю, расположенная на территории Алтайского заповедника, вошла в систему комплексного фонового мониторинга (СКФМ). С этого момента начинается проведение регулярных наблюдений за фоновым загрязнением природной среды.
По причине того, что на момент открытия СФМ Яйлю в селе отсутствовало постоянное электрообеспечение необходимой мощности, станция до настоящего времени работает по сокращенной программе, выполняя следующие виды наблюдений:
-отбор суммарных месячных (осредненных) проб атмосферных осадков на определение тяжелых металлов (свинец, кадмий, медь и ртуть), хлорорганических пестицидов (ХОП) и полиароматических углеводородов (ПАУ);
-отбор суммарных недельных проб атмосферных осадков на анализ содержания макроионов;
-отбор проб поверхностных вод из оз. Айрыкель (один раз в год) и из р. Кокша (в основные фазы гидрологического режима, шесть раз в год) на содержание тяжелых металлов ХОП и ПАУ;
-отбор проб почв и растительности (один раз и два раза) на выбранных (утвержденных) пробоотборных площадках в районе р. Кокши и оз. Айрыкель на содержание указанных выше химических ингредиентов;
-отбор проб донных отложений из оз. Айрыкель и р. Кокши на содержание тех же веществ [Акт инспекционный..., 2016].
В 2005 году решением Западно-Сибирского управления по гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды (УГМС) СКФМ Яйлю была переименована в станцию фонового мониторинга, хотя в паспорте остается как станция СКФМ [Акт инспекционной., 2016]. Для того чтобы перейти в категорию СКФМ необходимо, наряду с вышеперечисленными функциями, иметь оборудование для измерения загрязнения атмосферного воздуха. На данном этапе СФМ Яйлю не имеет такого оборудования.
По состоянию на 2016 год на территории Российской Федерации сохранились и продолжают функционировать только пять специализированных станций национальной сети КФМ Росгидромета. Единственная, сохранившаяся на азиатской территории, СФМ находится в с. Яйлю территории Алтайского заповедника [Обзор фонового., 2017, 2017, 2018].
На сегодняшний день речные и озерные посты Телецкого озера находятся в подчинении филиала ФГБУ «Западно-Сибирского УГМС» - «Горно-Алтайского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды».
Современная сеть озерных и речных постов расположена в прибрежной части озера (рис. 2). Самая южная точка наблюдения - речной пост в с. Балыкча (Ула-ганский район) в 9 км вверх по устью р. Чулышман. Севернее от с. Балыкча по Те-лецкому озеру в Кыгинском заливе расположена следующая точка наблюдения. До настоящего времени здесь функционируют два поста: речной и озерный.
В 2015 г. в с. Беле по причине смерти наблюдателя единственный метеопост был ликвидирован. На данный момент при Беле расположена автоматическая МС, которая фиксирует температуру воздуха, атмосферное давление, влажность воздуха, скорость и направление ветра. Данные автоматически отправляются в г. Новосибирск (ФГБУ Западно-Сибирское УГМС).
На кордоне Кокши расположен метеорологический, озерный и речной посты. В с. Яйлю расположена СФМ, при которой работают МС, озерный и речной посты. Метеорологическая станция Яйлю располагается на стыке меридиональной и широтной частей озера.
Алтайский государственный заповедник в 2010 г. начал работу по программе мониторинга изменений климата и экосистем «GLORIA» и программу эко-тона верхней границы древесной растительности в рамках научно-исследовательской работы: «Организация системы долгосрочного мониторинга изменений климата и экосистем заповедника «Алтайский». Работы производились при поддержке Алтае-Саянского проекта программы развития организации объединенных наций глобального экологического фонда (ПРООН/ГЭФ) по теме «Сохранение биоразнообразия в российской части Алтае-Саянского Экорегиона».
Объектами мониторинга в Алтайском заповеднике были выбраны высокогорные экосистемы, которые наиболее чувствительны к изменению климата и обладают высокой долей биологического разнообразия и эндемизма - Кыгинский и Кожлонский профили [Программа мониторинга..., 2010]. В 2011 г. начались полевые работы по программе мониторинга горных вершин «GLORIA». На Кыгинском профиле был заложен полигон с разметкой, проведена документальная фотосъемка, начато описание площадей. Согласно руководству по мониторингу экотона верхней границы древесной растительности было заложено 10 площадей среднего и верхнего уровня профиля, размером 20х20 м и проведено обследование местности на наличие подходящих склонов для закладки еще 2-х профилей, сделаны фотоснимки склонов [altzapovednik.ru].
В рамках реализации проекта в 2010 году были установлены датчики влажности воздуха, температуры и осадков у кордона Чири, на горе Колюшта и горе Кожлон (южная часть Телецкого озера). На кордоне Язула была установлена метеостанция для сбора данных по атмосферным осадкам (не выполняющая свои функции в настоящее время из-за отсутствия специалиста). В 2019 году научными сотрудниками Алтайского заповедника были установлены датчики температуры воздуха по р. Кыга (южная часть) и в северной части Телецкого озера на горе Торот. Отметим, что в настоящее время, определенные причины (порча датчиков животными, труднодоступность, дороговизна нового оборудования) свели подобный вид мониторинга к минимуму.
В 2003 г. Алтае-Саянским филиалом Геофизической службы Сибирского отделения Российской академии наук (АСГС СО РАН) в селе Яйлю был создан экспериментальный полигон для мониторинга сейсмических событий. Результаты наблюдений позволяют подготавливать прогнозные показатели об уровне сейсмичности в Прителецкой части. Сейсмостанция с. Яйлю входит в сеть сейсмостан-ций АСГС, работающих в постоянном режиме. Несколько лет назад сейсмостанцию преобразовали в автоматическую [дед-алтай.рф].
В декабре 2009 г. в результате выполнения гранта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) Горно-Алтайским государственным университетом на кордоне Алтайского заповедника «Байгазан» была установлена магнитная станция, осуществляющая непрерывную регистрацию геомагнитных вариаций [Гвоздарев А.Ю. и др, 2010; Измерения., 2012]. Станция удалена от промышленных объектов и транспортных магистралей, а ее расположение на территории заповедника гарантирует неизменность магнитной обстановки в течение длительного периода [Бакчабаев А.М. и др., 2013].
В период 2013-2015 гг. сотрудниками Лаборатории гидрологии и геоинформатики института водных и экологических проблем (ИВЭП СО РАН) и Лаборатории гидрологии и гидрофизики Лимнологического института (ЛИН СО РАН) на Телец-ком озере были установлены три автономные гидрометеорологические станции (АГМС). Первая станция установлена на кордоне Чири, вторая - в селе Яйлю, третья на кордоне Байгазан. Автономная гидрометеорологическая станция разработана сотрудниками лаборатории гидрологии и гидрофизики Лимнологического института СО РАН. Станция предназначена для сбора и передачи в режиме реального времени гидрологической и метеорологической информации по беспроводным каналам связи на удаленный интернет-сервер ИВЭП СО РАН (Барнаул) и ЛИН СО РАН (Иркутск) [Отчет АГМС, 2015].
В 2017 г. сотрудниками ИВЭП (Барнаул) были установлены группы ловушек Таубера на метеоплощадке СФМ Яйлю и на территории Кыгинского залива (на мостике гидропоста). В 2019 г. третью группу ловушек установили на кордоне Байга-зан. Сосредоточение на территории биосферного заповедника разнообразных водных и наземных экосистем позволяет изучать первичные биологические аэрозоли (группы частиц, состоящие из микроорганизмов: водоросли, археи, бактерии; из дисперсных частиц: споры грибов, пыльца растений; и простых конкреций биологического происхождения) - альго-пыльцевой мониторинг. Результаты исследований могут быть использованы при создании прогнозов регионального изменения климата [Митрофанова Е.Ю. и др., 2019].
Таким образом, результаты исследования демонстрируют, что грамотная система мониторинга в указанном районе отсутствует. В настоящее время сбор отдельных видов метеорологической информации сведен к минимуму. Например, по причине проектной недоработки АГМС для условий с. Яйлю, в осенне-зимний период оборудование часто выходит из строя из-за сильных штормов на озере, что приводит к потере суточных данных. Другая серьезная проблема - нехватка специалистов на удаленных постах. По этой причине собранные данные носят прерывистый характер, и не подлежат восстановлению.
Необходимо сохранить и восстановить (кордон Колдор, левый берег озера) сеть метеорологических и гидрологических постов в долине Телецкого озера. Южная часть водосборного бассейна с контрастными природными условиями остается по-прежнему «в стороне» - созданная метеостанция в 1940 году в с. Улаган была ликвидирована, метеоданные по р. Башкаусу не найдены. Создание метеорологической сети в Улаганском районе должно быть приоритетным. Оборудование необходимо довести до совершенства и подстроить под местные природные условия. Расширение сети мониторинга и повышения качества собираемой информации позволит накопить ценные непрерывистые данные для рассматриваемого региона. Стратегический характер данных послужит для более детального и точного моделирования природных изменений и прогнозирования ЧС.
Список использованной литературы и источников
1. Акт инспекционной проверки выполнения работ на станции фонового мониторинга «Яйлю» в Алтайском государственном биосферном заповеднике от 25.08.2016 г.
2. Алтайский государственный природный заповедник URL: http://www.altzapovednik.ru/news/2011/07/monitoring-klimata.aspx (дата обращения 10.02.2020)
3. Бакчабаев А.М., Гвоздарев А.Ю., Учайкин Е.О., Хомутов С.Ю. Организация контроля базисных значений вариометров на магнитной станции «Байгазан» // Научный вестник Горно-Алтайского государственного университета. - №8. -Горно-Алтайск, 2013. - С. 156-175.
4. Гвоздарев А.Ю., Бетев А.А., Бакиянов А.И., Учайкин Е.О. Регистрация геомагнитных вариаций на станции Байгазан (Телецкое озеро, Горный Алтай): результаты 2010 г. // Физика окружающей среды. - Томск, 2011. - С. 240-243.
5. Дед Алтай URL: http://xn—8sbanaf6ao7d.xn--p1ai/news/v-rajjone-teletskogo-ozera-ustanovjat-sejjsmostantsiju (дата обращения 25.01.2020).
6. Кривоносов Б.М. К вопросу о развитии сети гидрометеорологических станций и постов на территории Горного Алтая // Природа и природные ресурсы Горного Алтая. - Горно-Алтайск, 1971. - С. 60-64.
7. Лепнева С.Г. К истории изучения Телецкого озера. - Ленинград, 1933. - С. 5-33.
8. Лепнева С.Г. Работы Телецкой экспедиции летом 1931 года. - Ленинград, 1931. - С. 59-98.
9. Митрофанова Е.Ю., Курятникова Н.А., Малыгина Н.С., Отгонбаяр Дэмберел. Альго-пыльцевой мониторинг в Алтайском биосферном заповеднике (Республика Алтай, Россия) // Acta Biologica Sibirica. - Барнаул, 2019. - №5(2). - С. 60-67.
10. Николаев Н.Г. Предварительные данные о климате долины Телецкого озера // Исследования озер СССР. - Вып. 7. - Ленинград, 1934. - С. 5-52.
11. Отчет АГМС. 2015 / Архив Алтайского государственного заповедника. - 5 с.
12. Пастухов Б.В., Бурцева Л.В., Парамонов С.Г., Галушин Д.А. Комплексный фоновый мониторинг на особо охраняемых территориях Российской Федерации // Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции. - Симферополь, 2019. - С. 91-96.
13. Программа мониторинга изменений климата и экосистем заповедника «Алтайский». Горно-Алтайск, 2010 г. / Архив Алтайского государственного заповедника. - 5 с.
14. Селегей В.В., Селегей Т.С. Телецкое озеро. - Ленинград, 1978. - 140 с.
15. Телецкая озерная // Звезда Алтая. - №152(9282). - 1970. - 30 июля.
Датчики Глория
Магнитная станция
Метеостанции
Сейсмостанция
СФМ
AMC
Ловушки Таубера АГМС
Речные посты
Гидропосты
Метеопосты
Граница водосборного бассейна Телецкого озера
90
90 километры
Рисунок 1. Сеть наблюдений в бассейне Телецкого озера
0 Метеостанция О Сейсмостанция О Магнитная станция # АГМС 0 AMC
Ловушки Таубера Ж Речной пост ■ Гидрологический пост Ф Метеопост 1, 2, 3 Профиль "GLORIA"
Рисунок 2. Современная сеть инструментальных наблюдений на Телецком озере
