CC BY
47
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ЛЬДА В ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ КАТУНСКОГО ХРЕБТА ПО ДАННЫМ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
С.А. Никитин, А.В. Веснин, А.В Осипов, Н.В. Итовская
Томский государственный университет Представлены результаты радиозондирования 14 ледников в западной части Катунского хребта Центрального Алтая
В летнем полевом сезоне 2000 г. гляциологическим отрядом Томского государственного университета были осуществлены рад иофизические исследования ряда ледников в западной части Катунского хребта Центрального Алтая. Работы проводились при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках инициативного научного проекта «Изучение закономерностей распределения льда в ледниковой системе Центрального Алтая на основе данных радиолокационного зондирования».
Произведено подробное радиолокационное зондирование 14 ледников, расположенных в верховьях рек Мульты, Курагана (притоки: Иолдо, Левая Осиновка), Кучерлы (притоки Иолдоайры, Кониайры) и Капчал. Среди прозондированных ледников 3 - долинные, 6 -карово-долинные, 4 - каровые и 1 - котловинный. Часть ледников находится на территории Катунского государственного заповедника. Диапазон высот залегания прозондированных ледников находится в пределах от 2200 до 3300 м. На слиянии рек Осиновка и Кураган был организован базовый лагерь экспедиции. Из него было сделано три радиальных многодневных маршрута на исследуемые ледники.
В настоящее время радиолокационное зондирование является одним из самых производительных геофизических методов дистанционного изучения ледников. Сущность этого метода заключается в следующем. В ледник передатчиком через передающую антенну излучается короткий высокочастотный радиоимпульс, который, проходя через ледник, отражается от неоднородностей льда и от его ложа. Отраженные радиоимпульсы поступают через приемную антенну в приемники затем анализируются схемой обработки. Информация о характеристиках неоднородностей и толщине ледника заключена во временной задержке и интенсивности отраженных радиосигналов.
Для зондирования был использован портативный радиолокационный измеритель толщины льда, разработанный в лаборатории гляциоклиматологии Томского государственного университета. Основные технические характеристики прибора таковы: несущая частота 700 МГц, чувствительность приемника 125 дБ, длительность зондирующего импульса 50 не, полоса пропускания приемника 40 МГц, мощность излучения передатчика в импульсе 10 Вт, диаграмма направленности приемной и передающей антенных решеток 30°, энергетический потенциал локатора не менее 150 дБ, вес прибора с источником питания и антеннами 10 кг.
Зондирование проводилось по ряду поперечных и продольных профилей в точках отстоящих друг от
друга на 25, 50 или 100 м. Интервал съемки выбирался в зависимости площади исследуемого ледника и получаемых значений толщины. При радиозондировании толщину льда измеряли по шкале индикатора, представляющего собой светодиодную матрицу. Каждый ее элемент при принятой скорости распространения радиоволн во льду 169±2 м/мке соответствует толщине льда 4 м. Такое значение скорости радиоволн в сплошном горном льду хорошо согласуется с нашими данными измерений в районе скважин на ледниках Алтая, Тянь-Шаня и Кавказа [2-4]. Наряду с сигналами, отраженными ложем ледника, на записях присутствуют сигналы от внутренних неоднородностей и промежуточных отражающих горизонтов. При интерпретации данных радиозондирования сигналом от ложа считался тот, который имел максимальную временную задержку, присутствовал на записях всех отсчетов в месте съемки и согласовывался с измерениями в соседних точках профилей.
Построение карт толщины ледников, вычисление их объемов и средних значений толщины выполнено на персональном компьютере с использованием программного обеспечения SURFER. Результаты съемки отображены табл. 1. В ней представлены следующие сведения: номер ледника по каталогу [1], название ледника, морфологический тип ледника, основная экспозиция, нижняя и верхняя отметки высот ледника над уровнем моря, площадь ледника на момент измерения, объем ледника, средняя толщина ледника и максимальная толщина.
На рис. 1. представлена карта толщин карового ледника Томич (№ 69 по каталогу ледников [1]), на котором в 1969-1973 гг. проводились комплексные гляциологические исследования в рамках программы Международного гидрологического десятилетия [6]. Ледник залегает в двухкамерном цирке, слабо наклоненном в восточном направлении. Нижняя и верхняя отметки ледника - соответственно 2200 и 2850 м. По данным зондирования значительная часть ледника имеет толщины в пределах 40-50 м, средняя толщина составляет 31,2 м, а максимальная толщина- 55 м. На карте отчетливо прослеживается подледниковый гребень, разделяющий ледник на две части Толщины льда в этом районе уменьшаются от 40 до 25 м.
В табл. 2 представлены значения площадей и объемов льда в ледниках на различных высотах, заключенных между соседними стометровыми горизонталями поверхности. Диаграммы распределения объемов и площадей ледников по высоте показаны на рис. 2.63% объема льда находится в высотном интер-
иц
'олш
гпах
М
76
55
50
80
67
55
55
50
101
76
50
97
105
73
Рис. 1. Карта толщин ледника Томич
Результаты зондирования ледников западной части Катунского хребта
Название ледника Морф. тип Эксн Выс.отм. тт., м Выс.отм. тах, м Площадь, км2 Объем, км1
№20 кар.-дол. ю 2690 3200 1,546 0,0556
Томич каровый в 2200 2850 1,550 0,0483
№72 кар.-дол. С 2300 2700 0,865 0,0245
№73 кар.-дол. С 2300 2700 1,146 0,0412
№74 кар.-дол. С 2350 2800 0,932 0,0320
№97 каровый СВ 2350 2920 0,527 0,0157
№98 кар.-дол. СВ 2400 2900 0,508 0,0137
№136 дол. с 2450 3140 1,657 0,0509
№143 Дол. юз 2440 3130 0,960 0,0379
№145 каровый юз 2640 3400 0,358 0,0128
№146 каровый юз 2660 3400 0,337 0,0084
Иолдоайры котловин. СВ 2640 2930 3,034 0,1215
№175 кар.-дол. с 2640 2920 1,333 0,0572
Кониайры дол. с 2560 3490 3,681 0,1113
Таблица 2
Распределение объемов и площадей ледников по высоте
Высота. №20 Томич N«72 №73 №74 №97 №98
кит., км У.км3 в, км2 V, км3 в, км2 V, км5 в, км2 V, км5 в, км1 У.км3 Б, км2 V, хм3 в, км2 V, км3 в, км2
2.2-2.3 0,0055 0,1547 0,0013 0,0678
2.3-2.4 0,0035 0,1451 0,0116 0,3153 0,0062 0,1609 0,0017 0,0710 0,0003 0,0184 0,0011 0,0543
2.4-2.5 0,0123 0,3167 0,0062 0,2154 0,0159 0,2995 0,0053 0,1502 0,0083 0,2655 0,0071 0,1844
2.5-26 0,0215 0,5882 0,0010 0,0720 0,0113 0,2750 0,0122 0,2695 0,0062 0,1610 0,0048 0,1814
2.6-27 0,0104 0,3412 0,0002 0,0290 0,0052 0,1549 0,0119 0,2932 0,0009 0,0451 0,0003 0,0359
2.7-2.8 0,0086 0,2952 0,0009 0,0668 0,0016 0,0757 0,0011 0,0828
28-2.9 0,0316 0,6055 0,0003 0,0273
2.9-3.0 0,0154 0,5807
3.0-3.1
3.1-3.2
3.2-3.3
Сумма 0,0557 1,4815 0,0485 1,4579 0,0245 0,7864 0,0418 1,0612 0,0322 0,8666 0,0158 0,4901 0,0133 0,4560
Высота, №136 №143 №145 №146 Имщоайры №175 №182
ИНГ., км V, км3 в, км2 V, км3 в, км2 V, км3 км2 V, км3 8, км1 V, км3 в, км2 У.км3 Б, км2 V, км3 в, км2
2.2-2.3
2.3-2.4
24-2.5 0,0050 0,1789 0,0005 0,0573
2.5-2.6 0,0153 0,4061 0,0008 0,0506 0,0156 0,3742 0,00283 0,1875
2.6-2.7 0,0182 0,4452 0,0086 0,2582 0,0392 0,7649 0,0013 0,0758 0,0124 0,3642
2.7-2.8 0,0109 0,3682 0,0213 0,3879 0,0041 0,1226 0,0044 0,1496 0,0455 1,2206 0,0388 0,8604 0,0405 0,8307
28-2.9 0,0015 0,1594 0,0076 0,2124 0,0087 0,2158 0,0041 0,1671 0,0215 0,5599 0,017! 0,3496 0,0234 0,6334
2.9-3.0 0,0187 0,6464
3.0-3.1 0,0112 0,6564
3.1-3.2 0,0015 0,0797
3.2-3.3 0,0003 0,0446
Сумма 0,0509 1,5578 0,0383 0,9091 0,0128 0.3385 0,0085 0,3168 0,1218 2,9196 0,0572 1,2859 0,1113 3,5002
ВЕСТНИК ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
а)
6)
Томич
0.01
0,02
N«73
2.6-29
гь-2.7
24-2.5
22-2.3
№74
Ыв97
28-29
26-27
24-25
22-23
0,003
0,005
2.8-29 ш
2.6-2.7
»XV* V ІV і‘"’/Х ■" V С1 Й -
24-2.5
2.2-23 ^ - „ -
0.03
28-2.9 ; ш
2в-г7
2.4-25
2.2-23 ЖШ
0,004 0,006 0,012 0,016
Ш
0,009
№98
28-2.9 26-27 ' п.. юви*3
24-25 ШШШШл ‘К,жтат%-л'?1я;‘Г.>т
2223 і
0.С 302 0,С Ю4 о,с Ю6 о,с
Рис.2. Распределения объемов - а) и площадей - б) ледников по высоте
2.8-29 2 6-2.7 2,4-25 2.2-2.3
Рис.2. (продолжение) Распределения объемов - а) и площадей - б) ледников по высоте
N■143
2 8-2.9
2.6-27
24-2.5
2.2-2.3
N8145
2.6-2.9
2.6-27 2.4-25 2.2-2.3
2 8-2.9 2.6-2 7 2.4-25 2.2-2.3
2 8-2.9
2 6-2.7 24-2.5 2.2-2 3
Кониайры
З.И.1 2.8-2.9 2.6-27 2.4-2.5 2 2-2.3
2.6-2.7 2.4-2.5 2.2-2.3
28-2.9
N»136
№143
28-29 28-27 2.4-25 22-23
О 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
£
28-29
2.6-27
24-25
2 2-2.3
28-29
2.6-27
24-25
22-2.3
28-2.9 26-2.7 24-25 2.2-2.3
№146
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005
28-2.9
26-27
24-2.5
22-23
3.0-3.1 2.8-29 26-2.7 2.4-2.5 2.2-2.3
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 км’
№136
№145
0,0025 0.005 0,0075 0,01
№175
Эта зависимость была применена для расчета объемов не зондированной части ледников западной оконечности Катунского хребта. Для этой цели использовались данные Каталога ледников [1]. Характеристики распределения оледенения по бассейнам сведены в табл. 3. В ней представлены наименование бассейна, количество ледников в бассейне, общая площадь оледенения бассейна, объем льда в ледниках, рассчитанный по полученной зависимости. По нашим оценкам в рассматриваемых ледниках Катунского хребта аккумулировано 2,2528 км3 льда.
Таким образом, произведена оценка запасов льда и еш распределение в -западной части Катунского хребта. Средняя толщина оледенения составляет 32 м, что почти в два раза меньше, чем в Северо-Чуйском и Южно-Чуйском хребтах (57,7 и 56,7 м соответственно) [5]. В рассматриваемых ледниках западной части Катунского хребта аккумулировано 2,2528 км3 льда. Большая часть льда (1,8 км3) находится в бассейнах северных макросклонов хребта.
Авторы выражают благодарность стрэпам кафедры краеведения и туризма гесгого-географичесюго факу льтета ТГУ А. П. Лушникову, А.Б СуразаювуиАВ. Чеботареву за активное участие в экспедиционных работах.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект 99-05-65564.
Таблиц а 3
Суммарные объемы ледников в бассейна! рек западной масти Катунского хребта, полученные по степенной зависимости V = 0,G328*S 1’**01
№ Бассейны рек и нх притоков Количество ледников в бассейне Номера ледников по каталогу [1J Площадь ледников бассейна по каталогу, км2 Расчитанный объем ледников, км’
1 р. Верх.Кураган 13 29-41 4,1 0.1226
2 Оз.Тайменье 6 42-47 1,3 0,0378
3 р. Озерная 6 48-53 5,9 0,1997
4 р. Тихая ' 2 54-55 1,1 0,0355
5 р. Быстрая Собачья 4 56-59 1,6 0,0510
6 р. Тикая Собачья 1 60 0,3 0,0088
7 р. Проездная 2 61,62 0,4 0,0113
8 р. Крепкая 4 63-66 2,2 0,0704
9 р. Мульта 17 67-83 11,65 0,3813
10 р. Акчан 3 84-86 1,4 0,0441
И р. Ешту 2 87-88 0,2 0,0053
12 р. Караайра 18 89-106 11,7 0,3787
13 р. Хаэиниха 15 107-121 6,4 0,1999
14 р. Иолдо 25 122-146 12,6 0,4060
15 р. Авъяк 3 147-149 0,4 0,0110
16 р. Ермолай 2 150-151 0,4 0,0115
17 р. Мал.Кологаш 5 152-156 3,6 0,1201
18 р. Бол.Кологаш 4 157-160 4,7 0,1578
Сумма 132 69,95 2,2528
Литература
1. Каталог ледников СССР. Ленинград: ГЪщрометеоиздат, 1978. Т. 15. Вып. 1. Ч. 4. 80 с.
2. Мачерет ЮЛ, Никитин С.А. Толщина льда, подледный рельеф и внутреннее строение ледника Туюксу по данным радиолокационного зондирования. Материалы гляциологических исследований. М., 1988. Вып. 64. С. 73-75.
3. Никитин С.А. Результаты радиолокационного зондирования ледников Актру. Гляциологи! Сибири № 1(16), Томск, Изд-во ТГУ, 1981. С. 98-110.
4. Никитин С.А., Татаринов ВД. Применение радиолокационного метода для исследования ледников Алтая. Материалы гляциологических исследований, вып.44, М., 1982. Вып. 44. С. 156-164.
5 Никитин С А., Веснин АВ„ Осипов АВ., Итловская Н.В. Распределение таласоя пресной соды * ледниках Центрального Алтая. TpjOTJ научной конференции «Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже 3-го тысячелетия», Томск, 2000. С. 341-344.
6. Ревякин B.C., Галахов В.П., Голещихин В.П. Горноледниювые бассейны Алтая. Томск: Изд-во ТГУ; 1979. 309 с.
вале 2600-2900 м. Около 30% - в интервале 22002600 м, а остальные 7% - выше уровня 2900 м.
По результатам подробной радиолокационной съемки ледников получена зависимость между их объемам и и площадями (рис. 3), которая аппроксимирована степенной функцией с коэффициентом корреляции 0,967.
V = 0,0328- Б1-0901,
1де8 -площадь ледника , км2; V - объем ледника, км5.
Рис. 3. Зависимость объемов прозондированных ледников отих площадей
