Равновесные конфигурации ледника Джанкуат в разных климатических условиях

от

 О.О. Рыбак1,2, Е.А. Рыбак1,2, И.А. Корнева2,3, П.А. Морозова4, В.В. Поповнин5

 1Сочинский научно-исследовательский центр РАН, Сочи

2Филиал Института природно-технических систем, Сочи

E-mail: o.o.rybak@gmail.com, elena.rybak@gmail.com

3Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН, Москва

E-mail: comissa@mail.ru

4Институт географии РАН, Москва

E-mail: morozova_polina@mail.ru

5Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва

E-mail: begemotina@hotmail.com

DOI: 10.33075/2220-5861-2018-4-102-109

УДК 551.89, 551.583.7      

Реферат:

      Повсеместная (за редким исключением) деградация горного оледенения по всей планете, которое охватило и Большой Кавказ, выводит на первый план задачу прогноза состояния ледников в условиях климатических изменений. Альтернативой привязки прогностических исследований к результатам постепенных изменений климата в численных экспериментах по его реконструкциям в глобальных климатических моделях является использование простых схематических сценариев. Их суть состоит в изучении последствий скачкообразных изменений того или иного компонента климатического форсинга. Настоящая статья продолжает серию исследований, посвященных различным аспектам динамики ледника Джанкуат на Центральном Кавказе. В ней представлены результаты исследования равновесных состояний ледника Джанкуат при скачкообразном изменении двух ключевых климатических переменных – приземной температуры воздуха и осадков.

     Использованная математическая модель, ее архитектура, система уравнений и численные методы решения, а также использованные климатические, топографические и иные данные были достаточно подробно рассмотрены в ранних работах, ссылки на которые приводятся в тексте. В результате проведения одиннадцати численных экспериментов, длительностью 150 модельных лет, была подтверждена высокая чувствительность ледника к повышению температуры воздуха. Чувствительность к сокращению общего количества осадков не столь велика, однако комбинация прогнозируемого к концу столетия роста температуры в регионе более, чем на 3º С, и значительного уменьшения осадков (особенно в период снегонакопления) неизбежно приведет к катастрофической деградации ледника. Учитывая типичность морфометрических характеристик ледника Джанкуат для своего региона, то, по всей видимости, аналогичных последствий можно ожидать и для всего горного оледенения Центрального Кавказа. Следствием этого будут изменения в гидрологическом режиме и снижение доли ледникового стока в его общем объеме.

Ключевые слова: климат, горный ледник, математическая модель, численный эксперимент, баланс массы, моренный чехол, ледниковый сток.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Rybak O.O., Rybak E.A. Model-based calculations of surface mass balance of mountain glaciers for the purpose of water consumption planning: focus on Djankuat Glacier (Central Caucasus) // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. V. 107. doi :10.1088/1755-1315/107/1/012041.
  2. Рыбак О.О., Рыбак Е.А. Применение данных сетевых метеорологических станций для расчета баланса массы ледников (на примере ледника Джанкуат, Центральный Кавказ) // Системы контроля окружающей среды. Севастополь: ИПТС. Вып.9 (29). С. 100–108.
  3. Рыбак О.О., Рыбак Е.А., Корнева И.А. Модельные расчеты подморенного таяния на леднике Джанкуат // Системы контроля окружающей среды. Севастополь: ИПТС. 2018.  Вып. 12 (32). С. 86–92.
  4. Кунахович М.Г., Макаров А.В., Поповнин В.В. Отклик ледника Джанкуат на ожидаемые изменения климата (по модели Эрлеманса) // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 1996. №  С. 31–37.
  5. Рец Е.П., Фролова Н.Л., Поповнин В.В. Моделирование таяния поверхности горного ледника // Лед и Снег. 2011. №  С. 116–24.
  6. Zemp M., Frey H., Gartmer-Roer I. et al. Historically unprecedented global glacier decline in the early 21st century // Journal of Glaciology. 2015. V. 61. P. 745–762.
  7. Лурье П.М., Панов В.Д. Изменение современного оледенения северного склона Большого Кавказа в ХХ в. и прогноз его деградации в ХХI в. // Метеорология и гидрология. 2014. № 4. С. 68–76.
  8. Математическое моделирование Земной системы / под ред. Н.Г. Яковлева. М.: Макс Пресс, 2016. 328 с.
  9. Морозова П.А., Рыбак О.О. Регионализация данных глобального климатического моделирования для расчёта баланса массы горных ледников // Лед и Снег. 2017. Т. 57. № 4. С. 437–452. doi:10.15356/2076-6734-2017-4-437-452.
  10. Jouvet G., Huss M., Blatter H. et al. Numerical simulation of Rhonegletscher from 1874 to 2100 // Journal of Computational Physics. 2009. V. 228. P. 6426– doi: 10.1016/j.jcp.2009.05.033
  11. Jouvet G., Huss M., Funk M., Blatter H. Modelling the retreat of Grosser Aletschgletscher, Switzerland, in a changing climate // Journal of Glaciology. 2011. V. 57. P. 1033– doi: 10.3189/002214311798843359
  12. Zekollari H., Fürst J.J., Huybrechts P. Modelling the evolution of Vadret da Morteratsch, Switzerland, since the Little Ice Age and into the future // Journal of Glaciology. 2014. V. 60. P. 1155– doi: 10.3189/2014JoG14J053.
  13. Zekollari H., Huybrechts P. On the climate–geometry imbalance, response time and volume–area scaling of an alpine glacier: insights from a 3-D flow model applied to Vadret da Morteratsch, Switzerland // Annals of Glaciology. 2015. V. 56. P. 51– doi: 10.3189/2015AoG70A921
  14. Рыбак О.О., Рыбак Е.А., Кутузов С.С. и др. Калибровка математической модели динамики ледника Марух, Западный Кавказ // Лед и Снег. 2015. Т. 55. № 2. С. 9-20.
  15. Fürst J.J., Rybak O., Goelzer H. et al. Improved convergence and stability properties in a three-dimensional higher-order ice sheet model // Geoscientific Model Development. 2011. V. 4. P. 1133–1149.
  16. Pattyn F. A new three-dimensional higher-order thermomechanical ice sheet model: Basic sensitivity, ice stream development, and ice flow across subglacial lakes // Journal of Geophysical Research. 2003. V. 108. doi:10.1029/2002JB002329.
  17. Nemec J., Huybrechts P., Rybak O., Oerlemans J. Reconstruction of the surface mass balance of Morteratschgletscher since 1865 // Annals of Glaciology. 2009. V. 50. P. 126–134.
  18. Reid T.D., Brock B.W. An energy-balance model for debris-covered glaciers including heat conduction through the debris layer // Journal of Glaciology. 2010. V. 56 (199). P. 903–916.
  19. Божинский А.Н., Красс М.С., Поповнин В.В. Роль моренного чехла в теплофизике горных ледников // Материалы гляциологических исследований. 1985. Вып. 52. С. 31–46.
  20. Поповнин В.В., Резепкин А.А., Тиелидзе Л.Г. Разрастание поверхностной морены на языке ледника Джанкуат за период прямого гляциологического мониторинга // Криосфера Земли. 2015. Т. 19. № 1. С. 89–98.
  21. Голубев Г.Н., Дюргеров М.Б., Маркин В.А. и др. Ледник Джанкуат (Центральный Кавказ). Водно-ледовый и тепловой баланс горноледниковых бассейнов. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 183 с.
  22. Поповнин В.В., Пылаева Т.В. Лавинное питание ледника Джанкуат // Лед и Снег. 2015. Т. 55. № C. 21–32.
  23. Лаврентьев И.И., Кутузов С.С., Петраков Д.А. и др. Толщина, объем льда и подледный рельеф ледника Джанкуат (Центральный Кавказ) // Лед и Снег. 2014. Т. 54. № 4 . С. 7–19. doi: http://dx.doi.org/10.15356/2076-6734-2014-4-7-19.
  24. Пастухов В.Г. Полный массообмен ледника Джанкуат. Дипломная работа. Москва: МГУ им. М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра криолитологии и гляциологии, 2011. 150 с.
  25. Алейников А.А., Золотарев Е.А., Поповнин В.В. Распознавание ледораздела на переметных ледниковых комплексах (Джантуганское плато на Кавказе) // Вестник Московского университета. Серия 5: География. № 3. С. 36–43.
  26. Поповнин В.В. Миграция ледораздела на Джантуганском фирновом плато // Материалы гляциологических исследований. 1995. № 79. С. 123–127.

Loading