Атмосферная циркуляция и химическое загрязнение ледников Тянь-Шаня
Атмосферная циркуляция и химическое загрязнение
ледников Тянь-Шаня
А.Н.Диких, д.г.н., проф.
Ледники
Тянь-Шаня – один из стокоформирующих элементов природной среды Центральной
Азии. Максимально их влияние на водность рек проявляется в теплую часть года,
количественно завися от площади оледенения речного бассейна и интенсивности
таяния.
Начиная
со второй половины ХIХ столетия размеры ледников направленно сокращаются и
немалое количество их растаяло или образовались мелкие за счет распада крупных
ледников. Только на северной периферии Тянь-Шаня за период с 1955 по 1990 годы
исчезло 57 ледников, а при распаде 56 крупных образовалось 131 новых ледников,
при этом площадь оледенения сократилась на 29,2% [4].
Причинами
деградации оледенения являются происходящее потепление климата и увеличение
загрязненности поверхности ледника, повышающее интенсивность таяния.
Загрязнение ледника обусловлено несколькими факторами, но в данной работе
рассматривается проявление только одного – циркуляции атмосферы.
Располагаясь
в центре Азиатского материка и поднимаясь до 5000-7000 м, горная система
Тянь-Шань активизирует циркуляционные процессы, связанные с вторжениями
воздушных масс с различных направлений. Содержащиеся в атмосфере аэрозоли
выпадают главным образом с осадками, но нередко оседают и в сухом виде.
Количественный и качественный состав аэрозолей не одинаков в воздушных массах,
пришедших из различных регионов земного шара, и обусловлен
физико-географическими условиями районов формирования и прохождения воздушных
масс. Поступление аэрозолей в атмосферу происходит как за счет естественных
процессов (выветривание пород), так и антропогенных выбросов. Только в
результате усыхания Аральского моря подъем пыли в атмосферу с 1975 по 1990 год
возрос в два раза и достиг 90 млн. т в год [8]. Важным при этом является не
столько общая величина поступающей в атмосферу пыли, сколько ее доля,
достигающая ледников Тянь-Шаня. По результатам натурных исследований дальность
выноса аэрозолей зависит от их веса и высоты слоя перемешивания атмосферы.
Мелкие взвеси в атмосфере могут переноситься на расстояние несколько тысяч
километров. По наблюдениям на станциях “Северный полюс” выявлен принос в
Российскую Арктику тяжелых металлов и хлорорганических пестицидов даже из
районов юго-восточной Азии и Северной Америки, хотя выбросы промышленных
предприятий городов Архангельск, Воркута, Норильск распространяются на
расстоянии 80-100 км, а иногда до 250 км [6].
Пыль,
поднимаемая в районе Аральского моря, доходит до Хорезма и Ташкента [10].
Исключительное влияние на загрязнение атмосферы оказывают извержения вулканов,
когда столб пепла поднимается до 15-35 км, а в отдельных случаях и до 70-80 км,
растекается впоследствии по значительной части всех континентов. Так, облако от
извержения вулкана Эль-Чичон в 1982 г обошло земной шар за 21 день [5]. На
ледниках Тянь-Шаня осаждалась сажа после нефтяных пожаров в Кувейте, возросло
количество радиоактивных веществ после Чернобыльской аварии [7]. Большое
влияние на загрязнение поверхности льда оказывает перенос пыли из пустынных
районов Такла-Макана и Тарима в виде мглы. После ее прохождения от осевшей пыли
зона аккумуляции ледника приобретает желтоватый цвет, а интенсивность таяния
резко возрастает. На примере изменения повторяемости количества дней с мглой по
мере удаления от южной и юго-восточной периферии Тянь-Шаня к северной и
северо-западной можно говорить о снижении массы выпадающих аэрозолей в этом же
направлении. Если на южной окраине Тянь-Шаня в среднем за год отмечается 9,3
дней с мглой (ГМС Чатыр-Куль), то к северу их повторяемость уменьшается до 8,1
дней (ГМС Тянь-Шань) и 5,7 дней (ГМС Пржевальск) [9].
Число
отдельных типов синоптических процессов значительно больше и в целом они должны
определять химическую загрязненность поверхности ледников, хотя в их проявлении
отмечаются значительные внутри- и межгодовые колебания. Синоптические процессы
Средней Азии исследованы достаточно детально и результаты представлены в капитальном
труде В.А.Бугаева, В.Н.Джорджио и др. [2]. Со времени выхода этой монографии
прошел большой срок и выяснилось, что, несмотря на масштабность процессов,
когда в сфере их деятельности оказываются огромные территории, интенсивность
вторжения воздушных масс и, соответственно их последствия, в горных регионах не
всегда одинаковы. Исходя из этого, для Кыргызстана была скорректирована [11]
общая типизация синоптических процессов, в которых нашли отражение региональные
особенности. В последние годы конструктивны исследования И.А.Павловой [12, 13],
результаты которых являются одной из основ данной работы.
Над
территорией Кыргызстана проявляются 17 типов синоптических процессов,
повторяемость которых изменяется от 0,1% (широкий вынос теплого воздуха) до
15,1% (западное вторжение). Если учесть, что на высотах более 3000 м, т.е. в
зоне распространения оледенения, воздушные потоки всех подтипов периферии
Сибирского антициклона характеризуются западным или близким к нему
направлением, то повторяемость этих воздушных течений достигает 47,5% [13]. В
среднем за год смена синоптических процессов происходит 239 раз, что
соответствует средней продолжительности процесса в 1,5 суток. В отличие от
повторяемости вторжений, количество которых изменяется в широких пределах, продолжительность
их проявления однотипна как для часто, так и для редко повторяющихся процессов.
Для первых средние значения составляют 1-2 суток, для вторых 0,86–2,59 суток
[13].
Для
оценки интенсивности загрязнения и его элементного состава кроме рассмотренных
средних показателей проявления синоптических процессов важна и их временная
изменчивость. Смена преобладающих направлений с широтной на долготную
обусловливает изменения в величинах накопления различных химических элементов.
Обратимся к данным таблицы 1, в которой представлены результаты определения
загрязнения металлами поверхности ледников, расположенных в различных регионах
Центральной Азии. Эти данные позволяют выявить временные и пространственные
особенности приноса различных аэрозолей в регион. В таблице 1 помещены
результаты анализа проб, отобранных различными исследователями [7, 15] и наши
данные, полученные при работе по проекту Международного научно-технического
центра (МНТЦ)
Анализ
величин химических содержащихся во льду и сезонном снеге свидетельствует о
значительной временной и пространственной изменчивости геохимической
загрязненности ледников. К сожалению, представленные данные к настоящему
времени не позволяют сделать однозначный вывод о проявлении превалирующего
фактора в годовой аккумуляции металлов на ледниках. За период с 1973 по 1984
год резко возросло содержание химических элементов на леднике Энилчек:: от 3,2
раза свинца до 13,1 раза никеля. Несмотря на значительное повышение величины
накопления металлов в годовом слое, за исключением железа, их концентрация была
значительно ниже предельно допустимой концентрации (ПДК.) Такую высокую
концентрацию элементов в годовом слое можно связать только с неблагоприятным
балансовым состоянием ледника и низкой высотой места отбора пробы.
Таблица
1
Содержание
металлов в ледниках Центральной Азии, мкг/л
Ледник
Похожие работы на - Атмосферная циркуляция и химическое загрязнение ледников Тянь-Шаня
|