Вопросы расчета гидрологического режима горного оледенения

Для бассейнов рек снегово-ледникового типа формирования стока разработана научно-информационная основа расчета составляющих уравнения годового водного баланса (сток, осадки, испарение, динамические запасы воды), которая включает: а) Определение средних и средневзвешенных параметров квазиоднородных групп ледников путем структурирования либо классификации [2-3,5-6] исходной совокупности Ngl ледников выше замыкающего гидрологического створа. Применение синтезированных морфометрических параметров для групп ледников повышает обоснованность пространственной экстраполяции климатических данных. б) Использование морфометрических характеристик Ngl, полученных с применением дистанционных данных и спутниковых изображений. Так, в Каталоге ледников СССР [1] контуры ледников, характеризующие состояние оледенения 60-70 лет тому назад, были визуализированы вручную по материалам аэрофотосъемки 1:20 000/1:25 000 и перенесены затем на топографические карты масштаба 1:100 000 для определения: числа ледников и их географических координат, площадей ледников и моренного покрова на них zmor, высот начала zmax и конца ледника zmin, средней высоты ледника zmean, равной (zmax+zmin)•0,5, ориентации, максимальной и минимальной длины ледников. В Каталоге RGI v.6 [11] основой для полуавтоматического определения площади, высотных и других параметров ледников служили изображения со спутника TERRA (сканер ASTER) цифровые модели рельефа (ЦМР) SRTM 3 и ASTER GDEM 2. При подготовке гляциологического каталога GAMDAM [9] в большинстве регионов оледенения Азии была использована ЦМР SRTM 3, кроме Гималаев, Каракорума и Центрального Тянь-Шаня, где более приемлемой оказалась ЦМР ASTER GDEM 2. Контуры ледников были оцифрованы вручную на 356 изображениях со спутника LANDSAT ETM+. В результате сравнения выявлено различие высотно-площадных параметров ледников в Каталогах RGI v.6 и GAMDAM. в) Рекомендации для расчета слоев осадков P, испарения и средних значений температуры воздуха T и упругости водяного пара U в воздухе как функции высоты местности. В результате исследования [4] линейной и нелинейной аппроксимации средних месячных значений T, P, U по данным 660 метеостанций на территории Центральной Азии в интервалах: высоты 0.60-4.2 км над уровнем моря и географических координат 35-450с.ш. и 66-810в.д. установлены коэффициенты корреляции более 0.80 линейных уравнений T=T(z), U=U(z) в течение февраля-ноября, которые значимо возрастают при аппроксимациях вида T=T(z,long,lat) и U=U(z,long,lat). Коэффициенты корреляции уравнений для расчета осадков достигают значений более 0.70 в январе-декабре только для нелинейных уравнений P=P(z,.., z4,long,lat).; г) Принятый для расчета водного баланса состав типов поверхности ледников в период абляции [2-3,6]. Особенность гидрологического режима ледников состоит в том, что в течение года поверхностное таяние происходит на площади пяти характерных областей: лед под мореной различной толщины и сплошности, открытый лед, фирн возрастом более одного года («старый фирн»), зимний снег, летний снег. Размеры и число активных областей, где образуется ледниковый сток (m=1…5), изменяются как внутри года в зависимости от высоты сезонной снеговой границы zssb, так и в многолетнем разрезе в связи с динамикой ледников, обусловленной колебаниями климата. Основой для определения средних или ежегодных значений площадей пяти активных областей служат высоты zmin, zmor, zmean, zmax и снеговой границы zssb на поверхности ледника. Средние значения zssb получаем путем расчетов [2-3,8], а ежегодные в результате обработки спутниковых изображений гляциальных областей [7,10]; д) Средние за 30-летний интервал времени составляющие годового водного баланса определены для 28 речных бассейнов Азии, Северного Кавказа и Аляски с площадью оледенения от 102 км2 до 14 113 км2. Отклонение измеренного годового стока от рассчитанного по уравнению водного баланса составило от -1.8 % до 9.4 %.