Факультет

Студентам

Посетителям

Закономерности снегонакопления и снеготаяния в высокогорьях Урала

Поскольку осевая часть Уральского хребта с ее наиболее высокими горными вершинами представляет собой зону наиболее обильных атмосферных осадков, становится очевидным, что от накопления и таяния снега в высокогорьях во многом зависит режим рек, берущих здесь свое начало.

Более детальное изучение снегонакопления и снеготаяния производилось нами в течение ряда лет в районе Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива; дополнительные наблюдения велись на горе Ялпинг-Ньер, хр. Чистоп и в ряде других мест. Маршрутной съемкой снежного покрова (с измерением его мощности, плотности и анализом структуры) нам удалось охватить все основные элементы рельефа и типы растительного покрова от предгорий до горных вершин. Снегомерные наблюдения приурочивались ко второй половине зимы (конец февраля и март), когда мощность снежного покрова была наибольшей или приближалась к таковой.

Общие сведения о снежном покрове Северного Урала. Для общей характеристики снежного покрова можно воспользоваться опубликованными данными метеорологических наблюдений. К сожалению, не только в высокогорной части Северного Урала, но и в среднегорной стационарные метеорологические наблюдения не велись (метеорологические станции расположены лишь в предгорьях и в нижней части горных склонов). Из ближайших к району наших работ метеорологических станций мы избрали станции Карпинск и Ивдель, расположенные на восточном склоне, и станцию Кизел — на западном склоне хребта. Для сравнения приводятся также данные наблюдений смежных метеорологических станций на прилегающих к хребту равнинах: Чердынь (Предуралье) и Верхотурье (Зауралье).

Снежный покров достигает большей толщины в осевой полосе Северного Урала, на западном склоне и в Предуралье; на восточном склоне и в Зауралье он менее мощен.

В горах южной части Северного Урала и в Предуралье, снежный покров появляется в среднем 9—12 октября, а в смежных районах Зауралья — 15 октября. Устойчивый снежный покров в среднем образуется в период с 29 октября до 2 ноября (несколько раньше в Предуралье и в горах, позже — в Зауралье). Сроки образования устойчивого снежного покрова за отдельные годы значительно варьируют.

Наиболее интенсивно снежный покров нарастает в ноябре, декабре и январе. В феврале приращение мощности снежного покрова на восточном склоне и в Зауралье уже сильно замедляется, хотя на западном склоне и в Предуралье мощность снега еще продолжает нарастать. В марте мощность снежного покрова в горных районах и в Зауралье идет на убыль, но все еще возрастает в Предуралье (Чердынь). Наивысшая мощность снежного покрова в горных районах и в Зауралье наблюдается в конце февраля или в первой декаде марта, а в Предуралье — в конце марта.

Высокогорные пояса — область интенсивного перевевания снега ветром. В формировании снежного покрова в горах исключительно велика роль перевевания снега ветром. Перевевание снега происходит особенно интенсивно в безлесных поясах холодных гольцовых пустынь и горных тундр, где почти всегда с большей силой дует ветер, и в прилегающем к ним подгольцовом поясе.

Проведенные нами измерения показали, что с подъемом в горы скорость ветра неуклонно возрастает. Она заметно повышается уже в мелколесьях подгольцового пояса, но достигает максимума на безлесных вершинах.

В горах Северного Урала часты снежные бураны и метели. Период выпадения осадков в виде снега в высокогорьях более продолжителен, чем в средней и нижней частях горных склонов, а снег здесь сухой, подвижный, легко переносимый ветром. Перевеванию подвергается, главным образом, свежевыпавший снег, пока он не успел уплотниться и перекристаллизоваться. Пояса холодных гольцовых пустынь и горных тундр являются зоной преобладающего сдувания снега, а подгольцовый пояс с его низкорослыми разреженными лесами — зоной преобладающего накопления снега, приносимого ветром с гольцов. После обильного снегопада снег начинает быстро перераспределяться ветром, причем уже в течение первого дня в редколесья, криволесья и парковые леса подгольцового пояса, где скорость ветра понижена, с безлесных вершин навевается слой свежевыпавшего снега толщиной до 20—25 см. В ясные солнечные дни на безлесных седловинах гор даже издали заметна дымка, образованная переносимыми ветром частицами снега (низовая метель).

В зоне интенсивного перевевания снега древесные стволы несут явственные признаки снежной корразии. Морфологические особенности таких деревьев могут даже служить косвенным показателем мощности снежного покрова. На уровне, соответствующем средней мощности снега или несколько превышающем его, следы снежной корразии отчетливо выражены: поверхностный слой коры ободран, она отполирована частицами снега, перевеваемыми ветром, живые боковые ветви отсутствуют. Выше и ниже этого уровня на стволах признаков таких повреждений нет. У некоторых древесных пород (например, у ели сибирской) живые ветви имеются не только выше поврежденного снежной корразией участка ствола, но и ниже его, так как нижняя часть ствола хорошо защищена от зимних холодов и иссушения толщей снега и не подвержена разрушающему воздействию перевеваемых ветром снежных частиц. Таким образом, расстояние от основания дерева до места появления отчетливых признаков снежной корразии на стволе примерно соответствует средней мощности снежного покрова.

Судя по этим признакам, на Приполярном Урале, например, в районе хр. Сабля, средняя мощность снежного покрова в подгольцовых редколесьях равна 2—2,5 м. Местами в отдельные годы толща снега достигает значительно большей мощности. Обилие снегов в западной части Приполярного Урала отмечалось еще в прошлом столетии К. Д. Носиловым, пересекшим хребет по маршруту от Саранпауля до Аранца.

Снегонакопление в горнолесном и подгольцовом поясах. На Тылайско-Конжаковско-Серебрянском массиве горнолесной пояс простирается до высоты 650—700 м над ур. м., затем приблизительно до высоты 900 м следует подгольцовый пояс.

По мере подъема в горы наблюдается постепенное возрастание толщины снежного покрова почти до верхней границы леса. Приращение толщины снега сначала в горнолесном поясе происходит только лишь за счет более обильных осадков в горах (она нарастает на 10—12 см с каждой сотней метров высоты над ур. м.).

Темнохвойные леса горнолесного пояса зимой представляют очень живописное зрелище. Снег толстыми пластами лежит на ветвях ели и пихты, на валежнике; под тяжестью накопившегося в кронах снега сгибаются вниз тонкие стволики елового, пихтового и кедрового подроста. В поясе горной темнохвойной тайги снег достигает наибольшей толщины в прогалинах и разреженных участках леса; менее мощен снежный покров в местах с более сомкнутым древесным пологом.

Еще выше, в подгольцовом поясе, приращение толщины снежного покрова при подъеме в горы происходит значительно более интенсивно за счет обильного навевания снега с гольцов. С подъемом от 650 до 850 м это приращение достигает наибольшей средней величины — 35 см на каждую сотню метров высоты. При приближении непосредственно к верхней границе леса намечается уже некоторое уменьшение толщины снежного покрова. В лесах подгольцового пояса (лиственничные редколесья, березовые криволесья и парковые пихтово-еловые мелколесья) средняя толщина снежного покрова колеблется от 160 до 205 см наибольшей величины она достигает в средней части этого пояса, особенно там, где площадь гольцов больше и с них наметается больше снега в высокогорные леса.

В мелколесьях подгольцового пояса снежный покров залегает неравномерно, поверхность его сугробистая. В некоторых местах, например на террасовидных уступах, непосредственно примыкающих к гольцам с подветренной стороны, толщина снежного покрова в сугробах среди мелколесий достигает даже 300—350 см. В подгольцовых парковых пихтовоеловых мелколесьях более мощные снежные сугробы располагаются обычно около куртин ели и пихты.

Накопление значительной толщи снега в горных мелколесьях отражается и на форме древесных стволов. Стволы извилистой березы под давлением снежных масс обычно искривлены у основания в стороны уклона местности.

Снегозадерживающая роль горных мелколесий особенно ярко проявляется на верхней границе леса, где разобщенные куртины низкорослых деревьев нередко почти до вершин занесены сугробами снега, в то время как на прилегающих участках горной тундры на расстоянии 50—60 м от куртин мощность снега крайне незначительна.

При подъеме в горы, к верхней границе леса, одновременно с увеличением толщины снежного покрова возрастает и плотность снега. Так, в последней декаде февраля и в начале марта при подъеме от 300 до 900 м над ур. м. плотность снега в лесах увеличивается от 0,20 до 0,35—0,39. Наибольшая плотность снежного покрова наблюдается в высокогорных редколесьях, криволесьях и парковых лесах как в связи с накоплением здесь более мощной толщи снега, так и вследствие уплотнения снега ветром.

Снегонакопление на гольцах. Безлесные гольцы (горнотундровый пояс и фрагменты холодных гольцовых пустынь) располагаются на Тылайско-Конжаковско-Серебрянском массиве, начиная от уровня 900 м абсолютной высоты до вершин гор.

Хотя на гольцах зимние осадки обильны, большая часть выпадающего здесь снега уносится ветром в нижележащий подгольцовый пояс, задерживаясь в мелколесьях. С плоских поверхностей седловин, перевалов и нагорных террас снег нередко выдувается полностью, причем обнажаются каменные глыбы и почва. Толщина снежного покрова в горных тундрах в среднем равна всего лишь 4—25 см.

Снежный покров оказывает нивелирующее влияние на растительность. В горных тундрах растения с деревянистыми стеблями (кустарнички и кустарники) тесно связаны в своей жизни со снежным покровом, защищающим от зимних холодов и иссушающего влияния ветра. У этих растений почки возобновления на побегах, расположенных выше среднего уровня снежного покрова, зимой обычно отмирают, в, то время как побеги, защищенные снегом, сохраняют жизнеспособность и затем успешно развиваются и многократно ветвятся. Это приводит к образованию распростертых стланиковых экземпляров кустарничков и кустарников. Стланиковый характер роста особенно выражен у ряда арктовысокогорных ив и можжевельника сибирского. Даже древесные породы (например, ель, кедр, пихта) в горных тундрах выше границы леса принимают вид прижатого к субстрату стланика.

В свою очередь кустарнички и кустарники, задерживая своими стеблями какую-то часть перевеваемого снега, влияют на снежный покров, в известной степени определяя его мощность. Снежный покров менее мощен в лишайниковых тундрах и в большинстве типов каменистых тундр, где основа растительного покрова слагается лишайниками, мхами и травянистыми растениями, слабо задерживающими снег. Напротив, в тех типах горных тундр, где в сложении растительного покрова большую роль играют кустарнички и особенно кустарники (например, карликовая березка, ивы и можжевельник сибирский), снежный покров достигает значительно большей толщины. Даже около одиночных экземпляров кустарников и древесного стланика навеваются сугробы снега.

Снежный покров на гольцах распределен неравномерно и полностью никогда не одевает поверхности. В большинстве горных тундр (за исключением ассоциаций мохово-кустарниковой тундры с карликовой березкой) зимой на фоне снега резко выделяются обнаженные каменные глыбы. В пятнистых тундрах из-под тонкого слоя снега торчит пожелтевшая листва осок, а местами поверхность почвы обнажена. В характерных для пятнистых тундр оголенных от растительности блюдцеобразных углублениях («пятна»), где с осени скапливается вода, в холодное время года образуются линзы льда.

Значительная часть поверхности каменных россыпей (от 25 до 70%) совершенно обнажена; крупные глыбы выступают под снежным покровом. Снег между каменными глыбами не особенно глубок (в среднем толщина снежного покрова колеблется от 20 до 60 см), но сильно уплотнен с поверхности ветром. На склонах южной экспозиции крупные, обнаженные от снега каменные глыбы нагреваются солнечными лучами и частично отражают их, поэтому непосредственно около глыб снег интенсивно подтаивает, в результате чего образуются характерные воронкообразные углубления в снежном покрове.

С каменных глыб в россыпях снег сносится ветром и стаивает. Лишь кое-где с южной стороны поверхность крупных глыб обледеневает, покрываясь наростом прозрачного льда толщиной до 4 см. На гребнях гольцовых вершин с северо-восточной стороны иногда встречаются массивные наросты сильно уплотненного снега, отмеченные в свое время Л. Д. Долгушиным.

Снежный покров в горных тундрах (на плоских поверхностях седловин, перевалов и нагорных террас), а также среди каменных россыпей характеризуется, несмотря на его малую мощность, высокой плотностью — от 0,33 до 0,40. Снег здесь с поверхности сильно уплотнен ветром, покрыт ветровой доской, ветровым настом или температурной коркой, возникшей в результате обледенения его поверхности под воздействием солнечных лучей. Поверхность его обычно неправильно волнистая, с ветровой рябью, волнами и застругами.

На гольцах лишь в некоторых местах, например в глубоких расщелинах среди крупных каменных глыб, ущельях и других углублениях рельефа, задерживается перевеваемый снег, накапливаясь мощной, сильно уплотненной толщей, что приводит к образованию снежников. В пределах Тылайско-Конжаковско-Серебрянского массива особенно мощная толща сильно уплотненного снега накапливается в верховьях р. Южного Иова (Полудневой). Водосборная воронка р. Южного Иова с очень крутыми стенками примыкает неспосредственно к обширной плоской седловине Тылайско-Конжаковско-Серебрянского массива. Река прорезала в верховьях глубокое прямолинейное ущелье. Снег, перевеваемый с седловины, накапливается в водосборной воронке р. Южного Иова и в ущелье («пропасть», как его именуют местные жители), достигая толщины 4—6 м. Много снега скапливается и на уступе седловины Иовского перевала, обращенном в сторону истоков р. Конжаковки; здесь также формируются долго не стаивающие снежники. В таких местах скопления мощных толщ снега, плотность его в поверхностных слоях (ветровая доска) к началу марта достигает 0,50—0,55.

Изменение структуры снежного покрова с высотой. С подъемом в горы изменяется также и структура снежного покрова. Эти изменения, основанные на наблюдениях в конце зимы (первая декада марта), иллюстрируются рисунком 68. В горнолесном поясе снежный покров характеризуется таким профилем: под тонкой пеленой свежевыпавшего пушистого снега залегают прослойки осевшего сухого снега, затем молодого фирна, старого фирна и у самой поверхности земли — снега-плывуна (глубинного инея). В снежном покрове мелколесий подгольцового пояса сверху имеется слой пушистого снега (как выпавшего на месте, так и принесенного ветром с гольцов), ниже идут слои ветрового снега, молодого фирна и старого фирна. В горнотундровом поясе среди каменных россыпей верхний горизонт снежного покрова представлен сильно уплотненной и толстой ветровой доской; далее следуют молодой, затем старый фирн.

Необходимо отметить, что на Северном Урале в подгольцовом и горнотундровых поясах в приземном слое снега не образуется плывуна (по крайней мере до первой декады марта). Это, по-видимому, объясняется тем, что в высокогорных поясах снег выпадает уже на сильно промерзшую почву, а в зимнее время здесь удерживаются более низкие температуры, чем в горнолесном поясе.

Снеготаяние в высокогорьях. Анализ многолетних наблюдений метеорологических станций в южной части Северного Урала показывает, что таяние снега раньше начинается в юго-восточных районах, а затем постепенно продвигается на северо-запад. Начало ясно выраженного таяния снега совпадает с концом марта или с первой декадой апреля. Снег окончательно сходит на площадках, где ведутся наблюдения метеорологическими станциями, в среднем в конце апреля или в начале мая. В лесах, особенно тенистых ельниках, кедровниках или пихтачах, снег сходит на 10—15 дней (а иногда и более) позднее, а на северных склонах в отдельных случаях и еще позже.

В весеннее время потепление, продвигаясь с юго-запада и юга, постепенно поднимается от предгорий к горным вершинам. При этом высокогорная область и в летнее время остается областью более холодного климата. Относительная пониженность весенних и летних температур и сокращенность вегетационного периода благоприятствуют замедленному таянию снегов в горах.

В подгольцовом поясе, где в мелколесьях толща уплотненного снега достигает большой мощности, сроки схода снежного покрова отодвигаются на 15—25 дней по сравнению с горнолесным поясом. Наиболее задерживается разрушение снежного покрова в парковых пихтово-еловых мелколесьях подгольцового пояса, в которых древесный полог оказывает большее затеняющее влияние, чем в березовых криволесьях или лиственничных редколесьях.

В горнотундровом поясе на высоких горах Северного Урала снега крупными массами лежат приблизительно до середины лета. Особенно задерживается таяние снежников, формирующихся в тенистых ложбинах, ущельях и других углублениях рельефа, куда в течение зимы навевается очень мощная толща снега. Некоторые снежники иногда так и не успевают полностью растаять в течение теплого времени года.

Снеготаяние в высокогорьях продолжается еще долго после полного схода снежного покрова в горнолесном поясе. Вода, образующаяся при разрушении снежного покрова в горных мелколесьях и при таянии снежников, является важным источником питания горных рек.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: