ИССЛЕДОВАНИЯ СНЕЖНОГО ПОКРОВА В ГЕОСИСТЕМАХ Г

ИССЛЕДОВАНИЯ СНЕЖНОГО ПОКРОВА В ГЕОСИСТЕМАХ
Г. МОСКВЫ ЗИМОЙ 2012/13 ГОДА
Литвиненко В.В., Фролов Д.М.
Московский государственный гуманитарный университет им. М.А.
Шолохова. E-mail: vl.litv7@mail.ru
МГУ имени М.В.Ломоносова,
географический факультет, Научно-исследовательская лаборатория
снежных лавин и селей. E-mail: denisfrolovm@mail.ru
Снежный покров является важным компонентом природной среды
зимнего периода. Комплексное изучение и наблюдение за снежным
покровом имеет теоретическое и практическое значение, в том числе
потому, что при обильных снегопадах могут создаваться трудности для
работы транспорта, а в результате значительного снегонакопления и
последующего его резкого таяния возможна опасность высокого
половодья.
Целью исследования является изучение стратиграфии и характера
распространения снежного покрова в различных геосистемах г. Москвы в
неодинаковые по снегонакоплению годы [3] и сравнение их с модельными
разрезами, выполненными на основе анализа метеорологических данных
[6] по методу, предложенному ранее [1,2].
Одними из основных объектов исследования стали геосистемы
Главного ботанического сада РАН им. Н.В. Цицина (ГБС РАН),
расположенного на севере г. Москвы в пределах отрогов СмоленскоМосковской возвышенности в междуречьях рек Каменка, Лихоборка и
Яуза. Критериями для выбора данного района послужили разнообразие
геосистем, близость метеостанции Гидрометцентра (ВВЦ) и небольшое
антропогенное воздействие на исследуемую территорию. Изучение
проводилось несколько раз за зимний период в течение последних лет, в
том числе в конце марта в период максимального снегонакопления.
Модельные площадки были выбраны в геосистемах соснового, елового
и широколиственно-березового лесов и на луговой поляне. В каждой из
них были заложены шурфы размером 100×70 см. В ходе исследования
измерялась высота снежного покрова, количество и мощность слагающих
его слоев, интегральная плотность снега, величина, цвет и форма
слагающих снег кристаллов в разных горизонтах. Выявлялись ледяные
корки на почве и в толще снежного покрова, а также определялось
видимое
загрязнение
снежного
покрова.
Проводились
микроклиматические наблюдения.
Традиционно климатическая зима, когда среднее многолетнее значение
дневной температуры воздуха является отрицательным, продолжается в
Москве 136 дней, с 10 ноября по 26 марта. На территории г. Москвы
средние климатические сроки образования устойчивого снежного покрова
приходятся на 28 ноября, а его разрушения – на 2 апреля [5].
Зимний сезон (ноябрь – март) 2012/13 гг. был более холодный по
сравнению со средними многолетними значениями. Средняя температура
зимы составила – 5,18°С, в то время как в 2011/12 она была всего -4,17°С, а
в 2010/11 – -5,07°С, но это теплее, чем среднее значение по нормам за
1960-1990гг (– 5,44°С). Суммарные осадки зимнего периода 2012/13 гг.
составили 297,4 мм. Это больше, чем за 2011/12 гг. (271,9 мм) и 2010/11 гг.
(263,7 мм) сезон, и тем более, по сравнению со средней многолетней
нормой за 1960-1990гг. (220,9 мм).
Устойчивый снежный покров на территории г. Москвы образовался 27
ноября, что соответствовало климатическим срокам. Его мощность
достигла сразу 20 см и в последствие не опускалась ниже 10 см. Рост
мощности в течение зимнего сезона можно охарактеризовать, как
равномерный с небольшими волнами. Средняя высота снежного покрова в
феврале 2013 г. составила 42,9 см. Это значительно больше, чем в феврале
2012 г. (27,9 см), но меньше, чем в феврале 2011 г. (49 см), и выше в
сравнении со средней многолетней нормой за период 1960-1990 гг.
(36,2 см). Наибольшей мощности снежный покров достиг 26 марта. На
метеостанции Москва (ВВЦ) в этот день было зафиксировано значение в
77 см, что всего на один сантиметр меньше многолетнего максимума. За
указанный период снегонакопления выпало 243 мм осадков.
На основе метеорологических данных удалось также выделить
периоды снегонакопления (согласно методу [1, 2]), которые отвечают
стратиграфическим слоям в снежной толще. Всего выделено 7 периодов
осадконакопления, приблизительные сроки и интенсивность которых
представлены в таблице 1.
Таблица 1. Сроки основных периодов снегонакопления и сумма
выпавших осадков в Москве в период 2012-2013 г.
Сроки
27.1110.12
Примерная 68
интенсивность, мм
24.12- 12.01- 31.01- 27.02- 13.0308.01 23.01 11.02 04.03 21.03
32
31
37
15
43
24.0326.03
13
сумма
239
Периоды с 24.12.2012 по 21.03.2013 гг. сопровождались оттепелями,
что позволило говорить о наличии замерзшей талой воды внутри и корок
на поверхности выделенных слоев. Схемы наблюдаемых разрезов,
составленных на основе проведенных авторами в конце марта
снегомерных работ в Москве, и модельного разреза, составленного на
основе рассчитанных периодов осадконакопления на момент
максимальной высоты снежного покрова (26 марта), приведены на рис. 1.
Фотографии разрезов представлены на рис. 2.
Рис. 1. Наблюдаемые и модельный разрезы снежного покрова в ГБС 26
марта. Условные обозначения: 1 – свежевыпавший снег, 2 –
мелкозернистый снег (0,1-0,5 мм), 3 – среднезернистый снег (0,5-1 мм), 4 –
крупнозернистый снег (1-3,5 мм); 5 – огранённые кристаллы; 6 –
смерзшиеся кристаллы 7 – ледяная корка (по международной
классификации [4])
Количество, мощность слоев и положение ледяных корок различалось
в каждом из разрезов, что свидетельствовало о влиянии физикогеографических условий на структуру снежного покрова и процессы,
происходящие в нем.
В березовом лесу было отмечено шесть слоев, сложенных
преимущественно крупно- и среднезернистым снегом с большим
количеством ледяных корок две из которых имели двойную структуру,
разделенную тонкой прослойкой снега.
В сосновом лесу было отмечено шесть слоев, сложенных
преимущественно средне- и мелкозернистым снегом и разделенных
ледяными корками. Также в снегу были обнаружены снежно-ледяные
комки, попавшие туда, по-видимому, с ветвей деревьев. В сосновом лесу
плотность составила 0,324 г/см2, а водозапас составил 196 мм.
Покров в еловом лесу мог быть охарактеризован как имеющий
одинаковую толщину с покровом в сосновом лесу (что не характерно) и
как включающий большее количество слоев. Эти слои были сложены
крупно-, средне- и мелкозернистым снегом и разделены шестью ледяными
корками. Также в трех слоях было отмечено большое количество ледяных
кристаллов, смерзшихся в конгломераты. Измеренная плотность в еловом
лесу составила 0,342 г/см2 и водозапас составил 209 мм.
В поле снежный покров состоял из шести слоев крупно-, средне- и
мелкозернистого снега. Было отмечено наличие пяти корок. Характерной
чертой данного разреза являлось присутствие относительно толстого слоя,
сложенного крупными огранными ледяными кристаллами, а также то, что
мощные ледяные корки здесь располагались сверху, а в глубине
прослеживались лишь небольшие корочки. Также интересно было
отметить, что высота снега в поле и в березовом лесу была практически
одинаковая. Измеренная плотность в поле составила 0,358 г/см2 и
водозапас составил 236 мм.
а
б
в
Рис.2 Фотографии шурфов в ГБС РАН: а- березовый лес; б - еловый лес;
в – луговая поляна
Сопоставление реальных и модельных стратиграфических разрезов,
построенных по результатам проведения полевых наблюдений и на основе
обработки метеорологической информации по методу, описанному в [1,2],
показало хорошее соответствие. Было отмечено одинаковое количество
слоев, их мощность (за исключением нижних), а также число ледяных
корок. Так, на реальных разрезах снежной толщи наблюдалось 5-7 слоев,
ограниченных ледяной коркой, составленных из крупно-, средне- и
мелкозернистого снега, а также из перекристаллизованных кристаллов в
нижних слоях. При модельном расчете было выделено семь слоев,
разделенных 4-5 ледяными корками. Данный метод после необходимых
доработок может использоваться для моделирования и прогнозирования
структуры снежного покрова на основе метеоданных.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
ЛИТЕРАТУРА
Голубев В.Н., Петрушина М.Н., Фролов Д.М. Закономерности
формирования стратиграфии снежного покрова. // Лед и снег. 2010. №1(109) - с. 58-72.
Голубев В.Н., Петрушина М.Н., Фролов Д.М. Межгодовые вариации
строения снежного покрова на территории России. // Вестник
Московского Университета. Серия 5. География. 2009. - № 3. - с.1625.
Литвиненко В.В., Петрушина М.Н., Фролов Д.М. Особенности
распределения снежного покрова на территории Московской области
зимой 2009/10 года // Материалы Х Международного семинара
«Геология, геоэкология, эволюционная география». - СанктПетербург, 2010. - c. 215-218
Международная классификация для сезонно-выпадающего снега
(руководство к описанию снежной толщи и снежного покрова).
Русское издание. // Материалы гляциологических исследований, вып.
2012 –2, 80 c.
Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3:
Многолетние данные, Части 1-6, вып. 8: Москва и Московская
область. - Л., Гидрометеоиздат, 1990. – 256 с.
URL://http://rp5.ru/ (дата обращения к сайту → 03.04.2013)