Проблемы управления экологической ситуацией на горных территориях

Если современная тенденция увеличения концентрации СО[pic] на 4% в год

сохранится, то к 2075 г. концентрация углекислого газа в атмосфере удвоится

по сравнению с доиндустриальной эпохой. В настоящее время концентрация

метана в атмосфере возросла по сравнению с доиндустриальными значениями

более чем в 2 раза и продолжает расти со скоростью около 1% в год.

Теплопоглощающий потенциал парниковых газов существенно различается.

По данным Института мировых ресурсов, появление в атмосфере дополнительной

молекулы метана приводит к удержанию количества тепла, в 20-30 раз

большего, чем в случае выделения молекулы СО[pic], а появление молекулы ХФУ

приводит к задержке количества тепла, в 20000 раз большего, чем при

выделении молекулы СО[pic]. Поэтому углекислый газ вызывает лишь около

половины теплового потенциала, образующегося в результате человеческой

деятельности. Оценка роли основных парниковых газов, основанная на их

концентрации в атмосфере в середине 80-х годов и на их теплоудерживающем

потенциале, дает такую картину: углекислый газ - 50%, хлорфтороуглероды -

20%, метан - 16%, тропосферный озон - 8%, окись азота - 6%.

Современный беспрецедентный рост концентрации парниковых газов и то,

что в прошлом за изменениями их концентраций следовали глобальные изменения

климата, привели научную общественность к мнению о том, что в следующем

столетии весьма вероятно существенное глобальное потепление климата. Данные

Межправительственной комиссии по проблемам изменения климата (IPCC)

свидетельствуют о том, что это потепление уже проявляется. Так, приводятся

значения глобального повышения температуры воздуха на 0,5є - 0,7є C по

сравнению с 1860 г. Измерения температуры воздуха, проводимые с воздушных

шаров после 1958 г., свидетельствуют о повышении температуры на 0,08є C

каждые 10 лет.

На основе результатов наблюдений Комиссия по проблемам изменения

климата (IPCC) пришла к выводу, что «антропогенное воздействие на мировой

климат весьма ощутимо» (Houghton и др., 1995). Этот процесс, вероятно,

будет продолжаться из-за увеличения концентрации в атмосфере всех

парниковых газов, кроме хлорфторуглеродов, концентрация которых начала

снижаться в результате контроля за ними, введенного после подписания

Монреальского протокола в 1987 году.

На основании разработки моделей общей циркуляции, выполненной на

мощнейших компьютерах, Комиссия (IPCC) пришла к выводу, что в наступившем

столетии климат планеты продолжит изменяться и к 2100 году среднегодовая

температура возрастет на 1є - 3,5є C. Потепление будет сопровождаться

уменьшением суточной амплитуды температур. Изменения компонентов климата

будут сильно варьировать в различных регионах, но особенно

труднопрогнозируемой станет частота экстремальных явлений (Прайс, Барри,

1999).

Современные тенденции климата на Тянь-Шане.

Происходящему глобальному потеплению климата посвящено много

публикаций. Среди них следует отметить работы М.И. Будыко, в которых дается

пространственный прогноз изменений климата к 2025 и 2050 гг. В последнее

время появились работы, отмечающие, что глобальное потепление климата

проявляется и на Тянь-Шане.

В данном разделе основное внимание направлено не на характеристику

современного климата (это сделано во многих работах, посвященных климату

Тянь-Шаня), а на анализ метеорологических рядов наблюдений основных

элементов климата - температуры воздуха и осадков.

Реакция рек на потепление климата.

Резкое увеличение летних расходов воды за счет потепления климата,

повлекшего активное таяние ледников, отмечается почти на всех реках

Кыргызстана, имеющих ледниково-снеговое и снегово-ледниковое питание, после

1972 года. Так, в период 1973 - 1996 гг. на реках этого типа в Иссык-

Кульском бассейне июльские расходы воды увеличились по сравнению с

предшествующим периодом на 2,2 - 3,0 мі/с (р. Джууку, Ак-Суу). Увеличение

летнего стока привело к нарастанию и средних годовых расходов воды, которые

на этих же реках возросли с 5,8 до 6,6 мі/с и с 2,5 до 3,8 мі/с

соответственно.

В целом по котловине приток из зоны формирования стока, составивший за

период 1935 - 1972 гг. в среднем 117 мі/с, увеличился в последующем периоде

(1973 - 1996 гг.) до 129 мі/с. Величина годового притока по двум периодам

составила 3,7 и 4,1 кмі, что в пересчете на площадь Иссык-Куля

соответствует слою воды толщиной 590 и 650 мм. Увеличение притока произошло

за счет дополнительного стаивания ледников объемом около 4 кмі, что

составляет 8,3% от объема всех ледников котловины. На стоке р. Тюп, имеющей

снеговое питание, потепление климата после 1972 г. привело к смещению пика

весеннего половодья с мая на апрель. При этом апрельские расходы

увеличились на 2,7мі/с, а майские - уменьшились на 6,0 мі/с. Средние

годовые расходы по р. Тюп после 1972 года уменьшились на 0,5 мі/с.

Таким образом, современное увеличение стока рек котловины происходит

за счет вековых запасов воды в ледниках. Тенденция потепления климата может

привести в недалеком будущем к такому сокращению оледенения, при котором

произойдет резкое сокращение летних расходов воды в реках. Пример тому река

Тору-Айгыр, в бассейне которой в настоящее время оледенение сведено до

минимума, т.е. практически отсутствует. Это можно рассматривать как модель,

отражающую влияние потепления климата на распад оледенения и последующее

сокращение водности. Река имеет снегово-ледниковое питание, но участие

ледникового стока стало очень незначительно. И угроза сокращения летних

расходов воды в ближайшее время наиболее реальна для обращенного к солнцу

южного склона хребта Кунгей Ала-Тоо (где и расположен бассейн р. Тору-

Айгыр) с относительно небольшими высотными отметками, где отступание

ледников наиболее активно, а площадь оледенения уменьшается. В будущем это

будет иметь негативные последствия для озера Иссык-Куль и сельского

хозяйства котловины, основанного на поливном земледелии.

Увеличение водности рек Нарынского бассейна очень отчетливо видно по

средним годовым расходам воды, подсчитанным по десятилетиям. Возрастание

стока на большинстве рек началось с 70-х годов и особенно значительным

оказалось в последнем десятилетии, увеличившись в пределах 2,0 (р. Ат-Баши)

- 28 мі/с (р. Кёкёмерен). На р. Нарын в створе «г. Нарын» увеличение стока

произошло почти на 18, а в створе «устье р. Кекжерты» - на 7,0 мі/с, на ее

составляющих - Большом и Малом Нарыне - более чем на 5,0 мі/с.

Все анализируемые реки имеют на водосборе оледенение (степень

оледенения составляет от 1,0 до 10 %), также относятся к ледниково-

снеговому и снегово-ледниковому типам питания и увеличение водности

соотносится с повышением температуры воздуха на МС Тянь-Шань и Нарын,

которое особенно стало ощутимо и существенно после 1972 г.

Увеличение июльских и августовских среднемесячных расходов воды

(месяцы наиболее активного таяния ледников) в периоде 1973-1998 гг.

отмечается на р. Нарын (в пределах 10 - 2,0 мі/с по гидрологическим постам

«г. Нарын» и «устье р. Кекжерты»). На р. Кёкёмерен значительно возросли

июньские расходы воды. На других реках рассматриваемого бассейна увеличение

стока после 1972 г. отчетливо видно на трендах среднеиюльских расходов

воды.

Составляющими р. Кара-Дарьи являются реки Тар и Кара-Кульджа,

формирующие свой сток на склонах Ферганского и Алайского хребтов в месте их

смыкания, в юго-восточной части. Крупными притоками р. Кара-Дарьи являются

правые - Яссы, Кугарт, Тентек-Сай; левые - Куршаб, АкБура, Араван-Cай. Эти

реки относятся к снегово-ледниковому (d > 1,0) и снеговому (d < 0,5) типам

питания и только р. Ак-Бура имеет ледниково-снеговое питание (d > 1,0),

степень оледенения составляет 1,0 - 4,0%, а на реках снегового питания

практически отсутствует. Сравнение величин среднегодовых расходов воды за

анализируемые периоды до 1962 г. и с 1963 по 1998 гг. показало, что

практически на всех водотоках она возросла на 1,0 - 4,0 мі/с или

существенно не изменилась.

Таким образом, результаты проведенного анализа свидетельствуют о том,

что в целом на реках Иссык-Кульского, Нарынского и Кара-Дарьинского

бассейнов отмечается общая тенденция увеличения водности, связанная с

потеплением климата. Однако динамика и темпы увеличения не на всех реках

одинаковы и даже не всегда однозначны, что зависит от особенностей и

аномалий каждой конкретной реки и ее водосбора, на котором формируется

сток.

Увеличение среднегодового стока и особенно среднеиюльских расходов

воды отмечается на реках ледниково-снегового питания и других бассейнов:

Чуйского, Таласского, Таримского после 70-х годов, которое на данном этапе

можно увязать и объяснить только общей тенденцией потепления климата.

Озёра, ледники и их роль в формировании стоков.

Современный научно-технический прогресс непосредственно связан с

возрастающей ролью водных ресурсов во всех сферах человеческой

деятельности. В связи с этим перед наукой стоит одна из актуальнейших задач

современности - обеспечение человечества чистой водой высокого качества.

Одним из источников такой воды являются горные озёра.

На территории Центральной Азии насчитывается около 5600 озёр общей

площадью 12197 кмІ[3]. Их абсолютное большинство представлено малыми

водоемами с площадью менее 1 кмІ, на которые приходится 95% общего числа и

около 4% площади.

В генетическом отношении котловины горных озёр подразделяются на 4

основные группы: тектонические, гляциогенные, гидрогенные и завальные.

Озёра тектонического происхождения образовались в результате заполнения

водами межгорных тектонических впадин. В Кыргызстане эта группа озёр

представлена наиболее крупными водоемами: Иссык-Куль, Сон-Кёль, Чатыр-Кёль.

Эти озёра приурочены к бессточным котловинам и являются гигантскими

испарителями речного стока. На самые крупные озёра Кыргызстана приходится

более 55% площади водной поверхности озёр Центральной Азии.

Гляциогенные озёра обязаны своим происхождением деятельности как

современного, так и древнего оледенения. Эти озёра занимают верхние этажи

территории Тянь-Шаня. Их максимальное количество и площадь зеркала

приходится на высотный интервал 4000 - 4500 м. Нижняя граница

распространения гляциогенных озёр опускается до 2200 м.

Завальные озёра образовались в результате перегораживания речных долин

обвалами или оползнями. Озёра этой группы расположены в интервале высот от

1700 до 3800 м. Как правило, они приурочены к геологическим разломам и

сбросам, с которыми непосредственно связана активизация деятельности

оползней и обвалов.

Озёра, котловины которых образовались в результате действия речных,

подземных или морских вод, относятся к группе гидрогенных. К этой группе

относятся провальные озёра, котловины которых сформировались в результате

проседания земной коры под воздействием подземных вод. Это могут быть как

карстовые, так и термокарстовые озёра. На Тянь-Шане термокарстовые озёра

сосредоточены в узком интервале высот (3000 - 4500 м.), определяемом

распространением зоны вечной мерзлоты. Наиболее крупные термокарстовые

озёра располагаются на высотах около 3500 м в верховьях реки Нарын.

Одной из важнейших морфометрических характеристик озёр является

площадь водной поверхности. По классификации П.В. Иванова, озёра

Кыргызстана изменяются от «озерков» с площадью 0,01 кмІ до «очень больших»

с площадью более 1000 кмІ. К «большим» и «очень большим» относятся озёра

тектонического происхождения: Иссык-Куль - 6247 кмІ, Сон-Кёль - 270 кмІ,

Чатыр-Кёль - 161 кмІ. Площади зеркала завальных озёр значительно меньше, и

они относятся к «очень малым» озёрам. Это - Сары-Челек (4,92 кмІ), Кара-Суу

(4,17 кмІ), Большой Кулун (3,28 кмІ), Кёльукок (1,60 кмІ), Каратоко (1,07

кмІ).

Состояние водных ресурсов гор является чутким индикатором современной

изменчивости условий общей увлажненности обширных горных территорий аридной

зоны.

Различия в климатических условиях высотных поясов гор весьма

существенны. Интенсивность солнечной радиации возрастает на 10% на каждый

километр высоты, однако длинноволновое излучение земной поверхности с

высотой увеличивается еще быстрее, поэтому температура воздуха понижается в

среднем на 0,6єС на каждые 100 м. подъема в горы. Среднее количество

осадков при тех же условиях увеличивается только до определенной высоты,

затем (обычно выше снеговой границы) начинает уменьшаться. Обратно ходу

осадков ведет себя испарение при увеличении абсолютной высоты. В результате

изменения элементов климата в целом, происходящие с подъемом на 1 км. в

горах, эквивалентны изменениям по широте на расстоянии более 1300 км[4].

Таким образом, с подъемом в горы происходит переход от аридных условий

к гумидным. Наряду с этим проявляются соответствующие закономерности в

развитии озёр и формировании гидрографической сети.

В связи с существенными климатическими различиями закономерности

высотной поясности проявляются и в современном распределении озёр по высоте

в горах и предгорьях. В зоне формирования стока (1500 - 5500 м.)

располагается 41,2% всех озёр Центральной Азии или около 60% всей озёрной

площади. В целом озёрность горной части Центральной Азии составляет 2,04%,

что в 2 раза больше озёрности Кавказа (1,0%). В то же время наибольшей

озёрностью обладают области внутреннего стока Восточного Памира, где

озёрность составляет 5,4%[5].

В высотном распределении горных озёр, которые лежат выше 500 м.,

выделяются интервалы высот, где количество озёр наибольшее. Выше и ниже

этих высотных интервалов количество озёр резко убывает. Такие озёрные

«пояса» располагаются на Памире в интервале высот от 3000 до 5000 м. (93%),

на Тянь-Шане - от 3000 до 4000 м. (84,3%), на Кавказе - от 2000 до 3500 м.

(83%), во французских Альпах - от 2000 до 3000 м. (86,8% всех озёр).

В настоящее время наибольшее количество озёр в горах сконцентрировано

в областях, примыкающих к зонам современного оледенения, т.е. в гляциально-

нивальном и альпийском поясах гор. Верхней границей распространения озёр в

горах является снеговая линия.

Для Тянь-Шаня характерно распространение сыртов - широких, выровненных

внутригорных впадин, лежащих выше 3000 м. над уровнем моря. Это Аксайские,

Чатыркёльские, Арабельские, Кумторские, Тарагайские и другие сырты, для

которых характерен типичный ледниково-аккумулятивный рельеф, большое

количество малых озёр и суровый климат холодных высокогорных пустынь.

В связи с этим на Тянь-Шане не случайно отмечается резкое увеличение

озёрности именно в интервале высот от 3000 до 3500 м, так как на этих

высотах располагаются обширные пространства сыртов, а также начинается зона

сплошного распространения многолетней мерзлоты с присущими ей

термокарстовыми формами рельефа. В озёрном поясе Тянь-Шаня на высоте более

3000 м. сосредоточено 1677 небольших высокогорных озёр. При этом только в

бассейне озёра Иссык-Куль их насчитывается 204, в верховьях Нарына - 203, в

горном обрамлении Ферганской долины -137, в бассейнах р. Чу - 95, р. Талас

- 83, р. Сары-Джаз - 73.

Оледенение.

Кыргызская Республика, занимая практически всю западную половину

мощной внутриконтинентальной горной системы Тянь-Шань и частично хребты

Памиро-Алая, имеет хорошо развитое оледенение. Ледники - одно из природных

богатств республики, ценность которых трудно переоценить, в первую очередь,

за их способность поддерживать достаточно высокую водность большинства рек

даже в самые засушливые годы, когда годовая сумма осадков ниже

среднемноголетних значений.

Роль ледников исключительно многогранна: они переформировывают рельеф,

сглаживая коренные породы, выпахивая долины, образуя кары (цирки) и

моренные холмы; влияют на климат, понижая температуру воздуха и увеличивая

осадки; они являются объектом спортивного и рекреационного использования.

Но наибольшее значение ледники приобретают как источники формирования

стока. Особенно велика их водоресурсная роль в Центральной Азии с ее

аридным климатом.

По данным каталогизации, выполненной в период работ по Программе МГД

(1965-1974 гг.), на территории Кыргызстана насчитывается 7628 ледников,

занимающих площадь 8107 кмІ[6]. Классическое определение А.И. Воейкова

«реки - продукт климата» в полной мере относится и к ледникам: они -

природное образование, эволюция которого согласуется с глобальными,

долгопериодными колебаниями климата. В умеренных широтах вторым фактором,

определяющим возможности образования ледников, является рельеф, но

интенсивность его высотного изменения в историческом плане значительно

меньше колебаний климата, что с оговоркой позволяет принимать его роль в

режиме современного оледенения.

Ледниковый сток.

Роль ледников в питании рек Кыргызстана исключительно велика, особенно

в годы с недостаточным количеством атмосферных осадков. Сток талых вод с

ледников начинается со второй половины июня и продолжается до конца

сентября, т.е. высокая водность рек с ледниковым питанием сохраняется в

течение всего жаркого периода, когда потребность в воде для нужд орошения

особенно велика. В таблице представлена доля (%) объема стока за различные

сезоны года у рек с преобладанием ледникового и снегового питания.

Внутригодовое распределение стока по сезонам (%) у рек с различным

типом питания.

|Река-гидроствор |Показ. |Зима |Весна |Лето |Осень |

| |типа | | | | |

| |питания | | | | |

|Кугарт-с. |0,23 |7,9 |53,8 |29,3 |9 |

|Михайловка | | | | | |

|Яссы-с. Саламатик |0,28 |5,2 |47,9 |39,3 |9 |

|Сох-кордон |2,5 |7,4 |10,6 |61,1 |20,9 |

|Сарыканда | | | | | |

|Нарын-г. Нарын |1,36 |7,6 |17,3 |59,4 |15,7 |

|Чон-Кызыл-Суу-лесно|1,8 |7 |13 |62,8 |17,2 |

|й кордон | | | | | |

|Джергалан-с. |0,6 |8,6 |27,9 |49,2 |14,3 |

|Советское | | | | | |

|Иссык-Ата-с. |2,4 |12,9 |12,5 |49,6 |25 |

|Юрьевка | | | | | |

|Койлю-устье |2,78 |5,7 |8,2 |66,7 |19,4 |

Комментировать представленные величины, вероятно, излишне. Укажем

только, что во всех бассейнах со значительной долей летнего стока

оледенение развито достаточно хорошо. Исключением может явиться р.

Джергалан (снегово-ледникового питания), для бассейна которой характерно

повышенное количество осадков в летнее время. Летний максимум осадков

характерен для всей высокогорной зоны Тянь-Шаня, но в большинстве районов

осадки не столь велики, чтобы они могли быть сопоставимы с объемами

ледникового стока.

В зависимости от степени оледенения водосборов доля ледниковых вод в

годовом объеме стока изменяется от 5,9% у р. Сыр-Дарьи до 48,9% у р. Сары-

Джаз, в летнее время она возрастает в 2-3 раза. Исключительно неравномерен

вклад ледниковых вод по отдельным притокам в бассейнах этих рек. Так, на

притоках р. Сыр-Дарьи он колеблется от 1,8% (р. Кёкёмерен) до 32% (р.

Большой Нарын).

Но особенно значителен вклад ледниковых вод в годы с повышенными

летними температурами и малым количеством осадков. В качестве примера взята

составляющая р. Нарын - р. Большой Нарын. В средние по водности годы доля

ледниковых вод в общем объеме стока этой реки равна 31%, возрастая в летнее

время до 52%. В случаях превышения среднелетней температуры на 0,7 - 1,40 и

осадках ниже нормы на 27 - 44% вклад ледниковых вод возрастает в годовом

объеме до 40 - 61%, а в летнем - до 59 - 96%. В данной ситуации дефицит

стока за счет недобора осадков (особенно холодного периода) полностью

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19