Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Глобальные климатические изменения, нашедшие свое отражение и в региональном масштабе, не обошли стороной территорию Западной Монголии. Анализ среднегодовой температуры воздуха за период с 1956 по 2016 гг. по метеостанциям Западной Монголии выявил устойчивый рост для большинства станций. Поскольку температура воздуха является основным метеорологическим параметром, то ее пространственно-временная оценка представляет исключительный интерес. Она дает основу для понимания происходящих климатических изменений и их закономерностей не только на территории Западной Монголии, но и в соседней Северо-Восточной Азии.

Изменение температурного режима вызывает ряд трудно предсказуемых последствий и обуславливает трансформацию многих природных процессов. Наглядным индикатором происходящей трансформации являются, прежде всего, существенные сдвиги в пространственной структуре нивально-гляциальных и криогенных систем высокогорий Монгольского Алтая, выражающиеся в устойчивом сокращении оледенения и приповерхностной деградации альпийской мерзлоты; усилении экзогенных процессов; видовой перестройке растительных сообществ; сдвиге ландшафтных высотных поясов и т.п. Все это накладывает отпечаток на состояние и развитие сферы природопользования, где особенно заметное воздействие испытывает отгонное скотоводство. С этих позиций актуальной научно-практической задачей становится исследование происходящих изменений в региональном температурном режиме Западной Монголии и возможных последствий трансформации нивально-гляциальных ландшафтов, как для природных систем, так и для человека.

Материалы и методы исследования

Для решения исследовательской задачи были использованы материалы и методы экспедиционных наблюдений и статистического анализа. В результате экспедиционных работ 2016–2017 гг. на тестовых полигонах в высокогорных районах хребтов Сутай, Цамбагарав были собраны и обработаны гляциологические и геоморфологические данные, проведены стационарные метеонаблюдения, а также заложены и описаны геоботанические площадки. Геоинформационное картографирование исследуемых объектов осуществлялось на основе данных дистанционного зондирования, полученных из открытых сетевых порталов и файловых архивов Геологической службы USGS, NASA EOSDIS и Геопортала Роскосмоса. Основным источником инструментальных метеонаблюдений послужил специализированный массив международной базы данных NOAA`s National Centers for Enviromental Information (NCEI) [1]. Использовались показатели суточной температуры воздуха по 14 метеостанциям Западной Монголии. Максимальный временной период покрытия составил интервал 1956–2017 гг. Достоверность полученных данных подтверждается результатами статистического анализа и сопоставлением с некоторыми схожими по тематике исследованиями [2].

Исследуемые полигоны располагаются на территории Западной Монголии в пределах горных сооружений Монгольского Алтая. Географическое положение почти в центре материковой части Евразии обуславливает господство резко континентального климата, с высотой влияние континентальных воздушных масс ослабляется и усиливается роль Атлантики. Горные районы выше 2500 м с преобладанием нивально-гляциальных ландшафтов – основного района полевых исследований уже находятся под влиянием западного переноса, где на наветренных склонах остается большая часть осадков (200–300 мм). Здесь наблюдается инверсия температур; градиент температуры варьирует в зависимости от высоты и времени года. Зимой в горах температура воздуха бывает на 10–15 °C выше, чем на равнинах; в летнее время с подъемом среднесуточные температуры падают в среднем на 0,6 °C/100 м [3].

Под влиянием горного рельефа широтная зональность растительного покрова сменяется вертикальной, поэтому пустыни можно встретить рядом с лесами, залесённые горные склоны соседствуют в южных районах с сухими степями, а пустыни и полупустыни проникают далеко на север [4]. Природно-географические и исторические факторы предопределили основное направление сельского хозяйства этого района – отгонное пастбищное животноводство, особенно развито овцеводство. Последствия климатических изменений довольно наглядно проявляются в районе проводимых полевых работ и отражаются на состоянии нивально-гляциальных систем, растительных сообществ и на развитии пастбищного скотоводства.

Результаты исследования и их обсуждение

Статистическая обработка метеоданных показывает, что среднемноголетняя температура для станций Западной Монголии за исследуемый период в целом имеет отрицательное значение, лишь на станции Ulgi она представлена положительной величиной (+0,74 °С). В целом наблюдается рост среднегодовой температуры воздуха: за период с 1956 по 2017 г. в среднем он составил 2,3 °С, при этом самое высокое значение 3,1 °С характерно для станции Hovd, расположенной на средневысотных отметках в центральной части исследуемого района (табл. 1). Самая низкая температура воздуха за исследуемый период по всем станциям наблюдалась в 1984 г., ее значение было ниже среднемноголетнего более чем на 2 °С. Наиболее высокие значения среднегодовых температур зафиксированы в 1998 и в 2007 гг., они превысили среднемноголетние показатели на 2,3 °С.

Изменение температуры и количества осадков по метеостанциям, расположенным на территории Западной Монголии, за 1956–2017 гг.

Примечание: habs – абсолютная высота над уровнем моря, – среднегодовая температура, Δt – изменение среднегодовой температуры, k – коэффициент тренда, σ – среднеквадратичное отклонение.

Анализ данных за 30-летний период наблюдений (таблица) также показал положительный тренд с угловыми коэффициентами от 0,03 до 0,06. В этот отрезок времени рост температур меньше, чем за 60-летний период – среднее потепление составляет 1,6 °С и наблюдаются незначительные межрегиональные различия в увеличении среднегодовых температур по метеостанциям. С 2000 по 2017 г. метеоданные представлены для большей сети станций, которая достаточно равномерно покрывает исследуемую территорию. Проанализированный ряд показателей термического режима выявил дальнейший устойчивый рост среднегодовых температур – около 0,6 °С, наибольшие значения 1,9 °С характерны для станции Erdeni, имеющей самые большие отметки абсолютной высоты.

Для понимания последствий влияния температурных изменений на таяние ледников и состояние криолитозоны дополнительно проведен анализ динамики средней температуры абляционного периода. На рисунке на примере нескольких станций с самым продолжительным периодом наблюдений показан устойчивый положительный тренд температур летнего периода. Анализируя ход среднегодовых температур для территории Западной Монголии, можно выделить основные периоды потепления: 1997–1999 гг. и период с 2013 г. по настоящее время. Первый период характеризуется резким увеличением как среднегодовой, так и средней летней температуры; в течение трех лет значение среднегодовой температуры превысило значение среднемноголетней более чем на 1,4 °C, а для станции Hovd даже на 2,3 °C.

Динамика средней температуры абляционного периода для метеостанций Западной Монголии

При исследовании причин устойчивого сокращения оледенения и приповерхностной деградации альпийской мерзлоты наряду с изменениями температурного режима нужно учитывать и количество осадков. За последний сорокалетний период на территории Западной Монголии наблюдается несущественное (менее 25 мм) увеличение этого показателя [5]. При этом изменение количества осадков в зимний период, оказывающих наибольшее влияние на нивально-гляциальные ландшафты и криолитозону высокогорных областей, носит колебательный характер по годам наблюдений и не выявляет четкой направленности в сторону увеличения и отличается территориальной неоднородностью.

Таким образом, изменение температуры воздуха является главным фактором, который способствует существенным и необратимым трансформациям в пространственной структуре нивально-гляциальных и криогенных систем высокогорий Монгольского Алтая. Эти трансформации выражаются, прежде всего, в устойчивом сокращении площади оледенения и приповерхностной деградации альпийской мерзлоты [6, 7]. По нашим расчетам наибольшие значения среднегодовых температур воздуха в 1997–1999 гг. были более чем на 2 °С выше среднемноголетних; в этот период наблюдалось также повышение летних температур. Трехлетний период увеличения температурного режима нашел свое отражение в активном пике ледниковой регрессии. Следующий период повышения температуры зафиксирован с 2012 по 2016 г., при этом в 2012, 2015 и 2016 гг. летние температуры были также выше среднемноголетних значений. И это также коррелирует с периодами активных процессов таяния ледников.

По мнению монгольских ученых, процесс дегляциации протекает достаточно быстро и интенсивно за последние десятилетия, и при этих темпах большинство современных ледниковых массивов (например, хребтов Сутай, Цамбагарав и Мунххайрхан) может практически исчезнуть уже к 2100 г. [8]. Наши исследования на тестовых гляциологических полигонах показали, что в максимум трансгрессивной стадии ледниковые ландшафты занимали 16 км2 территории Сутая и 99 км2 в пределах хребта Цамбагарав. К августу 2015 г. суммарная площадь оледенения Сутая сократилась почти на 5 км2, а хребта Цамбагарав почти на треть. Вследствие увеличения среднемноголетней температуры воздуха в районе отступания ледников субгляциальные отложения переформировались в субаэральные, на молодой литогенной основе стали образовываться новейшие перигляциальные ландшафты. К числу наиболее значимых процессов, принимающих участие в их формировании, относятся температурное выветривание, солифлюкция, криогенное оползание и термокарст.

В течение последних 25 лет изменение геотермического режима альпийской мерзлоты сопровождается увеличением мощности слоя сезонного протаивания на 24 %. Аналитическая обработка данных дистанционного зондирования за период с 1962 по 2016 г. показала повсеместное и устойчивое увеличение числа и площади озер термокарстового генезиса в пределах моренных комплексов Малой ледниковой эпохи массива Цамбагарав.

Поскольку ледники в горах Монголии обеспечивают примерно 11 % от общего объема водных ресурсов страны, то последствия их сокращения оказывают прямое и косвенное воздействие на многие стороны хозяйственной деятельности. Происходящие трансформации нивально-гляциальных и криогенных ландшафтов увеличивают риски природопользования в горных областях, где, как отмечалось выше, идет интенсивный выпас скота. Соответственно, с сокращением площади оледенения наблюдается закономерный процесс появления новых пастбищных площадей, что, с одной стороны, ведет к возможностям увеличения поголовья скота, но, с другой стороны, способно нарушить существующее геоэкологическое равновесие [9]. Кроме того, процессы солифлюкции повышают опасность развития селей и камнепадов; протаивание грунтов ведет к деформациям дорожного полотна, уменьшая и без того низкую степень транспортной доступности, и т.п. На более низких гипсометрических уровнях, в поясе прерывистого залегания многолетнемерзлых пород, отмечена тенденция обмеления и сокращения акваторий «зрелых» термокарстовых водоемов. В долине р. Хух Гол (район хребта Сутай) площадь термокарстовых озер с 1966 по 2017 г. сократилась на 35 %, а в пределах Эхэн-Нурской впадины на 27 %.

Заключение

Проведенный в ходе исследования анализ показывает изменение температурного режима на территории Западной Монголии в сторону роста среднегодовых температур. Быструю индикаторную реакцию на этот процесс со стороны геосистем можно хорошо наблюдать на примере достаточно динамичных ледниковых и криогенных комплексов, расположенных на территории Западной Монголии. Так, температурные изменения последних десятилетий привели к перестройке пространственной структуры нивально-гляциальных ландшафтов Монгольского Алтая, при этом произошел рост среднегодовой температуры криолитозоны и уменьшение площади деятельного слоя в горных районах. При этом субгляциальные отложения перешли в разряд субаэральных, т.е. освобожденных ото льда и активно подвергающихся действию экзогенных процессов. На молодых участках морен в поясе дегляциации начинает формироваться первичная растительность.

Последствия изменений температурного режима в целом могут носить разнородный характер и отразиться на многих аспектах сферы природопользования. Например, с сокращением площади оледенения наблюдается закономерный процесс появления новых пастбищных площадей, что ведет к возможностям увеличения поголовья скота [9]. В то же время усиливаются опасные криогенные рельефообразующие процессы: температурное выветривание, солифлюкция, криогенное оползание и термокарст.