Хребет Кодар

Хребет Кодар простирается на юго-востоке Сибири (56°45′ – 57°15′ с.ш., 117–118° в.д.) между двумя притоками Лены – Витимом и Олекмой, в 500 км к северо-востоку от оз. Байкал. Здешние горы характерны узкими глубокими долинами, а высоты рельефа самые большие в Забайкалье, что обеспечивает существование ледников, в отличие от других районов восточнее Байкала, располагающихся на той же широте. Высочайшая гора в этом районе – пик Байкало-Амурской магистрали (БАМ), достигает 3073 м.

Климат района резко континентальный. Сибирской антициклон определяет ситуацию в ноябре и марте, обеспечивая низкие температуры и малое количество осадков. (Panagiotopoulos et al., 2005). По данным З.С. Новиковой и А.М Гринберг (Каталог…, т. 17, вып. 2, ч. 1, 1972), в 1960-х годах сумма годовых осадков составляла 850–1000 мм на высоте 2500 м над ур. моря и 50% осадков выпадало в виде снега преимущественно в осенний и весенний период.

Оледенение хр. Кодар представляет собой несколько групп каровых, карово-долинных и долинных ледников в относительной близости от высочайшей вершины хребта – пика БАМ (рис. 90). Три ледника имеют площадь более 1 км² каждый: Советских географов, Нины Азаровой и Сыгыктинский. По состоянию на 1959–1960 гг., площадь отдельных ледников составляла от 0,2 до 1,4 км², а длина – от 0,4 до 2,1 км.

Хребет Кодар. Синим цветом показаны места расположения ледников

История исследований ледников

Ледники на Кодаре были обнаружены в конце XIX в. В 1883 г. о них сообщил француз, член Русского географического общества, Жозеф Мартен, прошедший с группой эвенков через Кодарский хребет с севера на юг (Преображенский, 1962). Однако в то время господствовало представление о невозможности существования ледников в глубинной Азии, ему не поверили (Преображенский, 1960). Подтверждение наблюдений Мартена советскими геологами в 1930-х годах также было названо невероятным (Александрова, 2010) – ведь в расположенной рядом межгорной Чарской котловине за зиму образуется снежный покров толщиной не более 20 см.

Решительный шаг к выяснению этой проблемы сделал В.С. Преображенский. Изучив материалы аэрофотосъёмки 1955 г., он выявил в осевой части хр. Кодар, на границе Иркутской и Читинской областей, 30 разнообразных по размерам и форме ледников, образовавших в совокупности Кодарский ледниковый район. Эти ледники посетили участники двух экспедиций Преображенского в 1958 и 1959 гг. Основной вывод: «Хотя все обследованные ледники несут следы небольшого отступания, их все же нельзя рассматривать как реликты. Их существование вполне соответствует условиям современной климатической обстановки в районе Станового нагорья. По нашим подсчетам, подтверждаемым результатами шурфовки снежных толщ фирновых бассейнов ледников, на высотах более 2500 м в Кодарском ледниковом районе выпадает около 800–1000 мм осадков в год» (Преображенский, 1960).

В 1972 г. в отделе гляциологии Институт географии АН СССР был составлен Каталог ледников хребта Кодар с использованием аэрофотоснимков 1955, 1959 и 1963 гг. (Каталог…, т. 17, вып. 2, ч. 1, 1972). Выяснилось, что здесь существует 30 ледников общей площадью 18,8 км² (при этом ледники размером менее 0,1 км²не учитывались). 70% площади оледенения приходится на ледники размером менее 1 км², четыре ледника имеют площадь более 1 км²: Безымянный ледник № 29 – 1,1 км², ледник Азаровой (№ 20) – 1,3 км², ледник Советских географов (№ 12) – 1,4 км², ледник Сыгыктинский – 1,4 км². Последний из названных ледников – перемётный, он состоит из карового Северного Сыгыктинского (№ 5) и долинного Южного Сыгыктинского (№ 26) ледников. Присклоновых ледников всего три: № 6, 16 и 23. По данным А.Н. Кренке (1982), средняя аккумуляция–абляция на ледниках Кодара равна 1500 мм слоя. Как свидетельствуют О.Н. Соломина и Е.С. Филатов (1998), ледники покоятся, как правило, в днищах глубоко врезанных (500–700 м) каров, у некоторых отсутствуют морфологически выраженные гряды конечных морен.

Два крупных ледника на хр. Кодар: а) ледник Печерского, б) ледник Преображенского

Исследования сибирских географов в 1970-х–2000-х годах позволили присоединить к системе Кодара ещё 10 ледников, расположенных в основном к северо-западу от главного массива, общей площадью 2,35 км² (Пластинин, 1998; Плюснин и др., 2008). По данным Э.Ю. Осипова (2010), в 2001 г. здесь насчитывалось 42 ледника общей площадью 11,9 км², открытая площадь ледников составляла 60% .

Оценка современного оледенения по данным космической съемки

В обстоятельной публикации интернационального коллектива исследователей (Stokes et al., 2013) говорится о составлении на основе анализа космической информации нового каталога ледников Кодара на 2010 г. Исследуя динамику площади открытых частей ледников, авторы обнаружили её сокращение с 12,6 км² в 1963 г. (Каталог…, т. 17, вып.2, ч.1, 1972) и 12 км² в 1974 г. (Пластинин, Плюснин, 1979) до 11,72±0,72 км² в 1995 г., 9,53 км² в 2001 г. и 7,01 км² в 2010 г., по данным их собственного анализа космических снимков. В целом авторы приходят к выводу, что реакцию оледенения на потепление климата уменьшает процесс интенсивного заморенивания концов ледников.

Примером эффективного сочетания методов наземной фотограмметрии, GPS-съёмки и анализа космических снимков с применением программы ArcView 3.2 служит работа (Shahgedanova et al., 2011), в которой даётся анализ изменений площади и баланса массы ледника Азаровой в 1979–2007 гг. на фоне климатических изменений по данным метеостанции Чара (56,92°с.ш., 118,37° в.д.; 711 м над ур. моря). Выводы авторов состоят в том, что за указанные 28 лет площадь ледника уменьшилась на 20±6,9%, а поверхность понизилась в среднем на 20±1,8 м. В публикации представлена крупномасштабная карта изменения положения ледниковой поверхности за 28 лет и панорамная фотография ледника в 2007 г., которую очень интересно сопоставить с аналогичной фотографией 1986 г. в публикации (Шестернев, Шейнкман, 2008). Ледник очень чувствителен к климатическим изменениям, что не удивляет, поскольку, как было указано выше, слой аккумуляции–абляции на кодарских ледниках достигает 1500 мм.

Иное сочетание методов применила экспедиция иркутских географов (Осипов и др., 2012), посетившая в июле и августе 2009 г. южную часть ледника Сыгыктинский. В публикации представлен отдешифрированный космоснимок IRS-P5 (пространственное разрешение 2,5 м) с изображением обеих частей ледника и сделан подсчёт площади южной части ледника на 2009 г. (0,48 км²) и его площади предположительно в середине XIX в. (0,92 км²). Как видим, площадь ледника за это время сократилась на 48%.

Современные изменения ледников Кодарского хребта по данным космической съёмки изучены в работе (Stokes et al., 2013). Для дешифрирования ледников были использованы снимки Landsat 17 июля 1995 (TM path 126, row 020), 11 июля 2001 (ETM+ path 126, row 020) и 27 июля 2010 (ETM+path 127, row 020). Два ледника (№ 29 и 30) не попали на снимок 2001 г. и были отдешифрированы по снимку, полученному 13 августа 2002 г.

Снимки были получены из базы данных Геологической службы США (GLOVIS (http://glovis.usgs.gov/), где они прошли стандартную предварительную обработку, включающую в том числе радиометрическую и геометрическую коррекцию и орторектификацию в проекцию UTM (зона 50, сфероид WGS 84). Разрешение снимков 28,5 м (15 м для чёрно-белого канала 8 ETM). Особое внимание было уделено отсутствию облачности на снимках и минимальной заснеженности, с учётом короткого периода абляции в этом районе.

Для анализа были также использованы два снимка CORONA на 12 июля 1964 г. (the USGS Earth Explorer website http://earthexplorer.usgs.gov/), что позволило визуально оценить некоторые ледники по состоянию на время составления Каталога ледников СССР, и цифровая модель рельефа (the ASTER Global DEM version 2 from the United States Geological Survey Land Processes Distributed Archive Center; LP DAAC: http://gdex.cr.usgs.gov/gdex/) с вертикальной и горизонтальной точностью 20 и 30 м соответственно.

Наложение контуров ледников на цифровую модель рельефа в ArcGIS v. 9.3 позволило получить высотные параметры ледников и оценить потенциальный приход солнечной радиации. Для оценки климатических параметров использовались данные о температурах (с 1960 г.) и осадках (с 1951 г.) с метеостанции Чара. Это единственная станция в районе с длинным рядом наблюдений. Кроме этого привлекались данные реанализа NCEP/NCAR (Kalnay et al., 1996) и ERA Interim (Dee et al., 2011) для температур и осадков в районе 56,5–57,5° с.ш. и 117–118,5° в.д.

Дешифрирование ледников проводилось вручную, так как использование автоматических или полуавтоматических методов дешифрирования не эффективно из-за небольших размеров ледников, многочисленных снежников и наледей и значительных теней при съёмке ледников в глубоко врезанных долинах. Из-за высокой заморененности ледников оценивались площади только открытых участков ледниковой поверхности. Картографирование контуров проведено в программе ERDAS Imagine 2010™. Особое внимание уделено исключению из анализа снежников и наледей. Площади, периметр и длина свободной от морен поверхности ледников были получены для 1995, 2001 и 2010 гг. Оценена также погрешность измерений. По рекомендациям (DeBee, Sharp, 2007) была введена поправка, зависящая от разрешения снимка (по снимкам Landsat – 28,5 м для свободных от облаков и снега и 90 м при наличии облаков и снега) и величины периметра полигона. Кроме того, использовался приём независимого неоднократного проведения границ ледника для оценки субъективного источника ошибок при дешифрировании.

В результате была создана база данных о размерах открытых частей ледников в 1995, 2001 и 2010 гг., что дало возможность оценить изменения их открытых частей во времени. Общая площадь поверхности ледников, свободной от моренного покрова, в 2010 г. равнялась 7,01±0,23 км², что почти вдвое меньше величины 12,6 км², приведённой в Каталоге ледников СССР по данным 1959–1963 гг. В новую базу данных включены четыре ледника, не учтённые в Каталоге ледников СССР и Всемирном каталоге ледников, но упомянутые в последующих работах (Пластинин, Плюснин,1979; Пластинин, 1998; Осипов, 2010). В работе Э.Ю. Осипова упомянуты ещё пять ледников, но они не были обнаружены на снимках Landsat в рамках этого исследования, очевидно из-за их небольших размеров.

Общая площадь открытого льда уменьшилась с 11,72±0,72 в 1995 г. до 9,53±0,29 в 2001 г. и 7,01±0,23 км² в 2010 г. Исследование показало, что уменьшение площади открытого льда затронуло ледники всех размеров. Наибольшие потери понесли крупные ледники, а в процентном выражении больше сократились маленькие ледники, что впрочем, характерно и для других районов.

Положение 34 ледников Кодара (Landsat ETM+. 27 июля 2010 г.). Жёлтым цветом даны границы ледников в 2010 г.; номера ледников соответствую Каталогу ледников СССР (Stokes et al., 2013)

Площадь открытого льда 11 ледников в районе пика БАМ в 1995 (красный), 2001 (зелёный) и 2010 (жёлтый) гг. Основа – космический снимок Landsat ETM+ 17 июля 2010 г. (Stokes et al., 2013)

Средние за декаду летние температуры воздуха по данным метеостанции Чара (Stokes et al., 2013)

В работе (Shahgedanova et al., 2011) показано, что сокращение размеров ледника Азаровой с 1979 по 2007 г. проходило на фоне устойчивого повышения средних летних температур воздуха (по данным метеостанция Чара). Анализ материалов метеостанции Чара с 1938 до 2010 г. (рис. 94) и данных реанализа (NCEP/NCAR и ERA Interim) показал, что начиная с 1980 г. температура повышалась во все сезоны. Особое значение имеет рост температуры в летние месяцы, что удлиняет весьма короткий период абляции в данном районе. На рис. 94 видно, что самая тёплая декада была в 2000–2010 гг., когда среднее значение температуры достигало 15,2 ºС, превышая среднее значение за весь период наблюдений на 1 ºС. Самое тёплое лето здесь было в 2008 г., когда средняя температура июня достигала 17,8 ºС.

Таким образом, по данным (Stokes et al., 2013), площадь открытого льда на ледниках Кодара почти не менялась с 1960-х по 1995 г. и сократилась почти на 40% за 15 последующих лет (1995–2010 гг.) на фоне существенного повышения средних летних температур, начиная с 1980-х годов. По мнению авторов этого исследования, некоторые ледники в данном районе могут вскоре превратиться в каменные глетчеры.