ВВЕДЕНИЕ

Современное потепление климата повсеместно приводит к возрастанию таяния ледников, что усиливает риск катастрофических природных явлений в горах и вызывает трансформацию приледниковых ландшафтов, изменяющую уклад жизни и хозяйства местных жителей. Всё это придаёт актуальность информации о состоянии ледниковых систем и прогноза их изменений в ближайшем будущем.

На территории России в настоящее время ледники располагаются в Арктической зоне, Субарктике и в умеренных широтах. Первая системная оценка ледников на территории России была дана в Каталоге ледников СССР (Каталог ледников, 1965–1982; Виноградов, 1984) – многотомном издании 1965–1982, созданном большим коллективом советских ученых в 1965–1982 гг. Это был первый в мире каталог ледников, покрывающих обширную территорию; впоследствии, в соответствии с программой Международного гидрологического десятилетия он стал её частью. Каталог был создан на основе аэрофотоснимков середины ХХ века, топографических карт 1960-х годов и данных полевых наблюдений. Каталог не содержит цифровых контуров ледников, а включает только таблицы с параметрами ледников, схемы их расположения и описания.

По данным этого Каталога в середине ХХ в. на территории России насчитывалось 8538 ледников общей площадью 60 099.71 км² (Каталог ледников, 1965–1982). Несколько небольших по размеру ледниковых систем не представлены в Каталоге ледников СССР, так как были исследованы позже. Эти ледниковые системы находятся в Чукотском и Колымском нагорьях, в Байкальском и Баргузинском хребтах (Котляков и др., 2011; Чернова и др., 2011); в них насчитывалось всего 252 ледника общей площадью 69.16 км² (Котляков и др., 2015). Следующим после Каталога ледников СССР источником данных о ледниках стал Атлас снежно-ледовых ресурсов мира (1997), в котором десятки карт посвящены ледниковым системам России и отдельным ледникам.

С начала 1990-х годов широкое распространение получила спутниковая информация, активно используемая для массовых оценок состояния оледенения. В середине 1990-х годов был инициирован международный проект “Глобальные измерения наземного льда и космоса” (GLIMS – Global Land Ice Measurements from Space) (http://www.glims.org/About/regionoverview), в рамках которого космическая информация стала доступна широкому кругу исследователей. Один из региональных центров проекта GLIMS создан в Институте географии РАН. В зону ответственности этого центра входят районы оледенения на территории России и других стран бывшего СССР, обеспеченные данными Каталога ледников СССР.

Результаты исследования горных ледников России с использованием космических изображений, полученных в рамках проекта GLIMS с 2000 по 2015 г., легли в основу монографии “Современные изменения ледников горных районов России” (Котляков и др., 2015). В этой книге детально рассмотрены районы горного оледенения на территории России, история исследования ледников и их современные изменения, происходившие с середины ХХ в. вплоть до начала второго десятилетия нынешнего столетия. Особое внимание авторы обращали на методы получения новых данных и способы их обработки, точность получаемых результатов и возможности их сопоставления с результатами, полученными в прошлом. В процессе подготовки монографии стало понятно, что к середине второго десятилетия ХХI в. территория России была обеспечена результатами таких исследований неравномерно.

На сайтах международного проекта GLIMS (https://www.glims.org/) и всемирного каталога ледников RGI (The Randolph Glacier Inventory) (https://www.glims.org/RGI/index.html) для большинства горных районов России можно найти в основном результаты автоматического дешифрирования снимков Landsat, полученных в разные годы в период 2000–2013 гг. Эти данные завышают количество ледников и площадь оледенения в районах широкого распространения крупных многолетних снежников и снежников-перелетков и недооценивают площади оледенения районов, где на ледниках широко развита поверхностная морена. Использование космических снимков разного разрешения, полученных в разное время, применение разных методов и подходов к процессу дешифрирования и анализу полученных результатов усложняло сравнительную оценку современного состояния ледников в разных районах.

Для системной оценки современного состояния и изменений ледниковых систем на территории России в Институте географии РАН был создан новый каталог ледников, основанный на единых исходных данных, подходах и методах обработки спутниковых снимков и организации данных с использованием геоинформационных технологий (Хромова и др., 2021). Каталог аккумулирует результаты анализа снимков Sentine l-2, полученных в основном в 2017–2019 гг. и представляет собой информационную основу для дальнейшего исследования ледниковых районов России. Структура базы данных включает основные параметры ледников и совместима с глобальными и национальными архивами. Дополнительно разработана классификация возможных катастрофических явлений ледникового генезиса: динамически неустойчивые ледники, ледниковые озера, айсберги. Созданная база данных (www.glacru.ru) дала возможность оценить современное состояние и изменения ледников на территории России. В конце второй декады ХХI века в России насчитывались 22 ледниковые системы общей площадью 54 531 ± 1039.55 км². Со времени составления Каталога ледников СССР по материалам середины ХХ века, площадь сократилась на 5603.9 км², или на 9.3% (Хромова и др., 2021).

Накопленные к настоящему времени данные позволили провести детальный анализ оледенения крупнейших горно-ледниковых районов России. Результаты представлены в данной статье.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОРНОМ ОЛЕДЕНЕНИИ РОССИИ

Для получения актуальной информации о ледниках России в качестве основного массива данных использованы снимки со спутника Sentinel-2 с пространственным разрешением 10 м за 2017–2019 гг., свободные от облачности и полученные в конце периода абляции. В сложных случаях привлекались дополнительные данные более высокого разрешения (WorldView-2, GeoEye). При отсутствии снимков Sentinel-2 надлежащего качества использовали снимки с других спутников за годы, близкие к основному периоду исследований (Landsat, ASTER). Границы ледников по спутниковым снимкам дешифрировали в ручном экспертном режиме, так как автоматическое дешифрирование, особенно в районах распространения малых ледников, дает результаты с большой степенью неопределенности.

По результатам дешифрирования космических снимков на территории континентальной России во втором десятилетии ХХI в. насчитывается 5877 ледников общей площадью 2906 ± ± 205.95 км² (табл. 1). Самые крупные по площади ледниковые системы располагаются в горах Кавказа (1067.1 ± 79.7 км²), Камчатки (682.8 ± ± 29.0 км²) и Алтая (523.1 ± 38.3 км²) (рис. 1) (Хромова и др., 2021).

Самая многочисленная группа – это небольшие ледниковые системы, площадь которых не превышает 100 км². В нее входят Урал (10.4 ± 1.7 км²), плато Путорана (11.4 ± 1.7 км²), горы Бырранга (29.9 ± 4.4 км²), хребет Черского (86.4 ± 7.7 км²), Чукотское нагорье (16 ± 1.4 км²), хребетм Кодар (16.2 ±  1.2 км²) и Восточный Саян (12.9 ± 1.5 км²). Ледниковые системы площадью менее 1 км² располагаются в хребте Орулган и Колымском нагорье на северо-востоке России, Кузнецком Алатау на юге Западной Сибири, Баргузинском и Байкальском хребтах в Прибайкалье.

Горные ледниковые системы в континентальной части России представлены преимущественно небольшими ледниками. Основное количество ледников на территории Алтая и Кавказа – это ледники от 0.01 до 1 км². Размеры ледников на Урале, в ледниковых системах хребтов Черского, Сунтар-Хаята, Орулган, Кодар, Восточного Саяна, Корякского нагорья, Колымского нагорья, Чукотского нагорья находится в диапазоне от 0.01 до 0.5 км².

В континентальных ледниковых системах преобладают ледники северных и северо-восточных экспозиций, как по площади, так и по количеству. Ледники Полярного Урала, хребтов Орулган и Кодар расположены преимущественно на восточных склонах и получают питание при западных ветрах. Ледники хребтов Черского и Сунтар-Хаята, расположенные на северных склонах, – при южных ветрах с Охотского моря. Оледенение Срединного хребта на Камчатке относительно равномерно распределено между восточными и западными экспозициями, что говорит о примерно равном питании с Охотского и Берингова морей. На юго-восточной Камчатке преобладает питание с востока. Ледниковые системы Алтая и Восточного Саяна имеют максимумы распределения оледенения на северо-восточной стороне хребтов, что отражает питание ледников при юго-западных ветрах.

Каровые ледники по численности доминируют практически во всех ледниковых районах континентальной России. Особенности морфологии ледников Камчатки связаны с вулканической деятельностью: здесь распространены кратерные и кальдерные ледники. Кроме “обычных” ледников, колебания которых обусловлены изменениями климата, в ледниковых системах на территории России встречаются и нестабильные ледники. Режим таких ледников (в том числе пульсирующих) определяется в первую очередь их динамической неустойчивостью, связанной с морфологическим строением. Такие ледники встречаются в горах Кавказа и Камчатки.

Прорывы приледниковых озёр и, как следствие, образование селевых потоков относятся к опасным явлениям гляциального генезиса. Приледниковые озёра существуют почти во всех ледниковых районах России. Самое большое их количество (1830) идентифицировано на Кавказе. Немало их и на Алтае (640). На Полярном Урале приледниковые озёра известны у трети ледников, встречаются они и в Корякском нагорье (известно 158 озёр). Лучше всего такие озёра изучены на Кавказе и Алтае. Приледниковые озёра не были обнаружены лишь в хребтах Орулган и Черского, а также на Колымском нагорье.

Сравнение данных, полученных в ходе подготовки последнего Каталога ледников, с данными Каталога ледников СССР позволили оценить изменения основных параметров горных ледников с середины ХХ в. до середины второй декады ХХI в. (Хромова и др., 2021). Не были обнаружены маленькие ледники, существовавшие ранее в Хибинах. Для ряда районов, находящихся в субарктической зоне, получены совсем небольшие значения сокращения общей площади или даже её увеличения. Это связано, в первую очередь, с тем, что в Каталог ледников СССР и в итоги последующих исследований вошли данные не обо всех ледниках в этих районах. Позже были обнаружены новые ледники в горах Бырранга, Колымского нагорья, гор Путорана.

Сокращение площади ледниковых систем горных районов России находится в диапазоне от 63% (Урал) до 13% (Кодар). Самые крупные ледниковые системы Кавказа, Камчатки и Алтая уменьшили свои площади соответственно на 25, 22 и 39%. Уже после выхода в свет всех частей Каталога ледников СССР были обнаружены не учтенные ледники общей площадью 69 км², которая, по нашим данным, уменьшилась на 9.7 км², или на 12.3%.

В настоящее время в горных районах России ледниковые системы Кавказа, Алтая и Камчатки наиболее обеспечены результатами гляциологических исследований. Полученные многочисленные данные позволяют оценить состояние ледников в этих районах во второй декаде ХХI века и их изменения с середины ХХ века.

КАВКАЗ

Горная система Большого Кавказа шириной от 30 до 180 км, расположенная между Черным и Каспийским морями, протянулась примерно на 1300 км с запада-северо-запада на восток-юго-восток. Большой Кавказ подразделяется на западный, центральный и восточный сектора со средней высотой 3200, 4100 и 3700 м соответственно. Самый высокий центральный сектор расположен между вершинами Эльбрус (5642 м) и Казбеги (5047 м). Большой Кавказ находится на пути средиземноморских и атлантических циклонов, которые несут влагу с запада и юго-запада. Почти 70% ледников Кавказа расположено в его центральном секторе. Максимальное количество осадков (около 3200 мм за год) выпадает на южном склоне западного региона. Их годовое количество уменьшается до 2000 мм в центральной части и до 1000 мм в восточной части Большого Кавказа (Volodicheva, 2002).

Кавказ наравне с Альпами остаётся одним из самых изученных в гляциологическом отношении районов земного шара. История инвентаризации ледников в этом районе начинается с топографической съёмки конца ХIХ века. Первый каталог ледников Кавказа был подготовлен военными топографами с 1881 по 1910 г. и опубликован в начале ХХ в. (Подозерский, 1911). В нём дано описание 1329 ледников общей площадью 1967.4 км². Следующая масштабная инвентаризация была проведена спустя более полувека, когда по данным аэрофотосъёмки середины ХХ в. был составлен Каталог ледников СССР (1965–1982), где были зафиксированы 2002 ледника общей площадью 1421.78 км².

Созданная в Институте географии РАН база данных о состоянии ледников Кавказа на 2018 г. представляет собой часть нового Каталога ледников России. По результатам обработки спутниковых снимков Sentinel 2, полученных в июле и сентябре 2017 г. и в августе и сентябре 2018 г., на Кавказе обнаружено 2046 ледников общей площадью 1067 ± 79.7 км². На 97 крупных ледников (площадью более 5 км²) приходится более трети (440 км²) площади оледенения Кавказа. Больше половины ледников (и по площади, и по количеству) расположены на северном макросклоне Большого Кавказа. За время, прошедшее после составления Каталога ледников СССР, оледенение Кавказа сократилось на 28.2%. При этом площадь ледников северного макросклона Большого Кавказа уменьшилась немного больше (на 28.5%), чем южного (27.6%). По другим данным (Tielidze, Wheate, 2018) в 2014 г. на Кавказе было 2020 ледников общей площадью 1193.2 ± 54 км², а оледенение сокращалось на 0.44% в год в 1960–1986 гг. и на 0.69% в год в 1986–2014 гг. Полученные нами результаты показывают, что за 1986–2018 гг. оледенение сократилось на 415 км² (0.87% в год), что показывает ускорение деградации ледников Кавказа. С 1997 по 2017 г. общая площадь ледников Эльбруса уменьшилась с 125.76 ± 0.65 до 112.20 ± ± 0.58 км², со скоростью сокращения 0.54% в год. Сокращение площади происходило не только из-за отступания языков ледников, но и из-за увеличения площади существующих нунатаков и появления новых скальных выходов ниже 4500 м (Ледники и климат Эльбруса, 2020).

Для всей территории Кавказа по результатам дешифрирования космической съёмки к настоящему времени получены данные о площади ледников на 2000, 2014, 2018 и 2020 г. (Хромова и др. 2021; Tielidze et al., 2022). В сочетании с историческими базами данных Подозерского и Каталога ледников СССР мы имеем возможность проследить динамику изменения площади ледников с конца ХIХ до конца второй декады ХХI века (рис. 2).

Ледники Кавказа уменьшили свои размеры за это время на 46%, теряя в среднем в ХХ в. около 0.2% площади в год, а в начале ХХI в. 1.15%. Ледники на севере Большого Кавказа имеют относительно меньшую скорость изменения площади, чем ледники на юге. Такие свидетельства можно объяснить разными экспозициями и высотами. Показано значительное сокращение ледников на Большом Кавказе в период с 2000 по 2020 г. Общая потеря площади льда между этими двумя периодами составила –1.16%/г. В восточной части наблюдалось самое высокое абсолютное сокращение –1.82%/г, в то время как в массиве Эльбрус самое низкое –0.57%/г., в западном регионе также были несколько более высокие темпы изменений (–1.45%/г). Эльбрусский массив имеет самую большую среднюю площадь ледников, которая изменилась с 6.07 км² в 2000 г. до 3.98 км² в 2020 г. (Tielidze et al., 2022). Новые данные подтверждают выводы об ускорении отступания ледников Кавказа, начавшемся на рубеже ХХ и ХХI в. Эти результаты хорошо соотносятся с данными об изменении высоты поверхности ледников Кавказа, которые показывают, что скорость потери массы ледников увеличилась с 0.42 ± 0.61 м в.э. год^–1 за 2000–2010 гг., до 0.64 ± ± 0.66 м в.э. год^–1 за 2010–2019 гг. (Hugonnet et al., 2021).

Метеорологические данные свидетельствуют о том, что летние температуры воздуха повысились и почти достигли максимума 50-х годов прошлого века (12.5°С) в 2000–2019 гг. В то же время в зимних осадках в эти годы четко обозначился отрицательный тренд. А сроки окончания периода абляции в последнее десятилетие сместились на более позднее время, увеличив продолжительность периода таяния. (Рототаева и др., 2019). В целом также возможно, что увеличение приходящей коротковолновой солнечной радиации в высокие горы Кавказа, наблюдаемое с 1980-х годов (10 Вт/м² за 10 лет), сыграло значительную роль в ускоренной потере площади ледников в последние годы. Эта тенденция связана с ослаблением процессов образования высокой и низкой облачности, что связано с увеличением повторяемости антициклонов в теплое время года (Toropov et al., 2019).

На основе визуального дешифрирования космических снимков Sentinel-2 MSI было выявлено 368 озёр, расположенных на высотах от 1000 до 3300 м над ур. моря в пределах российской части Кавказа. 12 озер расположены в Республике Адыгея, 71 – в Краснодарском крае, 194 – в Карачаево-Черкессии, 60 – в Осетии, 3 – в Чечне и 5 – в Дагестане. 226 озёр находятся не далее 5 км от краевых частей ледников и представляют наибольшую потенциальную опасность. Большинство приледниковых озёр расположены на Западном и Центральном Кавказе. Всего в пределах Большого Кавказа насчитывается около 1830 озёр общей площадью около 95.8 км² (при подсчёте не учитывались озёра площадью менее 500 м², кроме карстовых областей) (Khromova et al., 2019).

На Кавказе 23 ледника известны своими подвижками (в их числе четыре пульсирующих – Колка, Девдоракский, Хрумкол и Муркар) (Котляков и др., 2014а). Самый крупный из таких ледников Большой Азау (16.42 км²), самый маленький (0.14 км²) – ледник № 267 по Каталогу ледников СССР. В диапазоне от 0.14 до 7 км² находятся 10 ледников. Площадь трех ледников превышает 10 км²: Большой Азау, Уллучиран и Мижиргичиран. Морфологические типы этих ледников – долинные, карово-долинные, сложно-долинные, конических вершин.

Самый известный пульсирующий ледник на Кавказе – ледник Колка, небольшой карово-долинный ледник, расположенный на северном склоне массива Казбек–Джимарай-Хох в верховьях реки Геналдон. Он известен своими подвижками, которые происходили неоднократно – в 1834, 1902, 1969 г. (Рототаев и др., 1983) и последняя из них – в 2002 г. (Котляков и др., 2014а). Такому режиму способствует строение ледника, который расположен в глубоком цирке и питается лавинами и обвалами с крутого правого склона. Поверхность ледника покрыта мощным слоем обломочного материала, который предохраняет его от интенсивного таяния, а незначительный уклон ложа и сужение на выходе из кара препятствуют плавному перемещению льда вниз по долине. Эти обстоятельства способствуют постепенному накоплению избыточных масс льда и, при достижении критической величины, приводят к резкой разгрузке, которая сопровождается быстрым продвижением языка ледника вниз по долине со скоростью, на порядок превышающей прежнюю.

В 2022 г. исполнилось 20 лет со дня катастрофы, произошедшей в Кармадонской долине в сентябре 2002 г., когда ледник был выброшен целиком из своего ложа, и по Геналдонской долине на 16 км пронесся на огромной скорости разрушительный ледово-водно-каменный сель. Разносторонние исследования геологов и гляциологов определили предпосылкой уникального события сочетание ряда экстремальных факторов, и в первую очередь – активизацию эндогенных процессов, связанных с вулканическим аппаратом Казбека (Котляков и др., 2014а). До сих пор продолжаются попытки найти объяснение произошедшей катастрофы, но в настоящее время первостепенным становится вопрос о возможности её повторения. Практически сразу после подвижки в опустевшем цирке ледника Колка начался процесс формирования нового ледникового тела. Институт географии РАН продолжает проводить наблюдения за необычным в настоящее время явлением – восстановлением этого опасного ледника.

Для оценки актуальных изменений границ ледника Колка использовались космические снимки Sentinel-2, полученные на протяжении периода абляции 2022 г., результаты наблюдений предыдущих лет, а также снимок WorldView-2 2019 г. Для определения изменений, произошедших за 2021/22 балансовый год, был выбран снимок от 16.09.2022, практически совпадающий с завершением периода абляции (последующие съёмки показали появление устойчивого снежного покрова на поверхности ледника). По сравнению с 2021 г. фронт ледника продвинулся на 57 м (средняя величина продвижения по 6 линиям тока на языке). Это свидетельствует о том, что восстановление ледника Колка продолжается с постепенно возрастающей скоростью: за 2021 г. ледник продвинулся на 43 м, несмотря на неблагоприятные метеорологические условия последних лет (рис. 3).

Летние температуры воздуха, определяющие интенсивность процессов абляции, остаются высокими. Хотя зимние осадки находятся на среднем многолетнем уровне, период абляции ледника Колка закончился в 2022 г. практически в то же время, что и в прошлом, и это не способствует накоплению его массы. Главными факторами формирования баланса массы ледника остаются лавинное питание, усиленная абляция льда и нестационарный процесс бронирования ледника обломочным материалом. В условиях неопределенности дальнейшего развития ситуации необходимо продолжение мониторинга процесса его восстановления с использованием современных наземных и дистанционных методов.

АЛТАЙ

Горный Алтай – самая высокая часть Алтае-Саянской горной системы – располагается на стыке границ четырех стран: Монголии, Китая, Казахстана и России. В центральной его части горные хребты и массивы поднимаются до 3000–4000 м над ур. моря и несут на себе многочисленные и разнообразные формы современного оледенения. Ледники по территории распределяются неравномерно, группируясь вокруг наиболее высоких горных вершин и массивов (Тронов, 1925; Атлас…, 1997).

Климат Алтая определяется тремя основными факторами: положением в умеренных широтах Северного полушария, господством западного переноса воздушных масс с Атлантики и влиянием в зимнее время мощного азиатского антициклона с малооблачной морозной погодой. Количество осадков уменьшается с запада на восток, а высота границы питания ледников увеличивается в этом направлении от 2200 до 3200 м. По данным трех метеостанций – Аккем (2050 м), Кара-Тюрек (2600 м) и Актру (2025 м), расположенных в непосредственной близости от ледниковой зоны, во второй половине ХХ в. и в начале ХХI в. в этом регионе происходило устойчивое повышение летних температур и рост годовой суммы осадков (Котляков и др., 2015).

По данным Каталога ледников СССР, оледенение Алтая в 1960–70-х годах занимало более 1500 км², в том числе около 800 км² в северо-восточном секторе этого горного региона – в России. В рамках подготовки нового каталога ледников России были исследованы космические снимки Sentinel 2, полученные в августе 2018 и августе 2019 гг. Обнаружено 988 ледников общей площадью 523.14 ± 38.3 км². Размеры ледников колеблются от 0.01 до 20.46 км² (Большой Талдуринский ледник).

Преобладают небольшие ледники площадью до 0.5 км². При этом половина всей площади оледенения приходится на 5% ледников площадью более 2 км² каждый. Такое распределение оледенения характерно для большинства горно-ледниковых районов на территории России. Высотный диапазон современных ледников Алтая составляет 2050–4480 м над ур. моря, что свидетельствует о благоприятных орографических условиях. Наибольшее количество ледников располагаются на северо-восточных, северо-западных и восточных склонах. Морфология ледников Алтая типична для горных ледниковых районов России. В пределах российской части Алтая наиболее распространены каровые и висячие ледники, но площадь их в целом существенно меньше, чем уступающих по количеству долинных и карово-долинных ледников. На Алтае обнаружено 640 приледниковых озёр. Идентифицировано 82 прорывоопасных озера общей площадью 2.7 км².

Современное оледенение российского Алтая – это ледниковая система, состоящая из 15 узлов оледенения (рис. 4, табл. 2). Самое крупное скопление ледников (76% площади оледенения Алтая) находится в Центральном Алтае в хребтах Катунский, Северо-Чуйский, Южно-Чуйский, Кара-Алахинский. Лишь 0.15% ледников лежит к западу в хребтах Холзун, Листвяга, 1% – в четырёх небольших группах к северо-востоку от центральной части, 3.3% – на хребте Шапшальский, 3.7% – к югу от него в хребтах Сайлюгем, Чихачева и массиве Монгун-Тайга, 13% на хребте Южный Алтай и горном узле Табын-Богдо-Ола на границе России с Монголией.

Хребты, несущие эти ледниковые системы, имеют разную ориентацию и распределены неравномерно на площади около 1 тыс. км² (Котляков и др., 2014б). Наибольший вес (31.5%) имеет площадь оледенения Катунского хребта. На расположенные в непосредственной близости Северо- и Южно-Чуйские хребты приходится 44.3% площади оледенения российского Алтая. На карте эти хребты попадают в область “больше 10%”. Доля остальных ледниковых систем изменяется симметрично оси ЗЮЗ–ВСВ, проходящей через массив Белухи. К ССЗ от этой оси доля каждой из систем уменьшается сначала до целых и десятых процента (ледниковые системы Холзун – 0.1%, Курайского – 0.8%, Шапшала – 3.2%), а еще далее к север-северо-западу – до сотых долей процента: хребты Сумультинский, Куркуребажи – по 0.04–0.05%. К ЮЮВ от основной оси располагаются системы массива Монгун-Тайга (3.1%), Табын-Богдо-Ола (3.7%), Южный Алтай (9.3%), а далее к юг-юго-востоку – системы хребтов Сайлюгем (0.2%), Чихачева (0.4%).

Такое распределение соответствует субширотному направлению хребтов и уменьшению их высот к северу и югу от Катунского поднятия. Это происходит на фоне увеличения твердых осадков на юго-запад и северо-запад от Катунского хребта, которое зафиксировано на карте твердых осадков из Атласа снежно-ледовых ресурсов мира (см. рис. 4). Таким образом, понижение высот несущих хребтов не компенсируется увеличением аккумуляции и приводит к уменьшению размеров ледниковых узлов. Это подтверждается и определенной устойчивостью во времени пространственной структуры оледенения Алтая (см. табл. 2).

Оледенение Алтая во вторую декаду ХХI в. сохраняет в целом структуру, соответствующую орографии региона. Можно отметить лишь рост вклада крупных узлов оледенения в общую площадь ледниковой системы Алтая. Это относится к Катунскому, Северо-Чуйскому хребтам и Южному Алтаю. Исключение составляет Южно-Чуйский хребет. Доля небольших очагов оледенения в общей площади оледенения Алтая незначительно сократилась, так как преобладающие в этих районах маленькие ледники в последнее время тают ускоренными темпами (см. табл. 2).

Данные на разные временные срезы получены по различным методикам и с разной точностью: для 1850 г. реконструкция размеров ледников выполнена по конечным моренам (Окишев, 2011); Каталог ледников СССР предоставляет данные за 1952 г., полученные на основе анализа аэрофотосъёмки и топографических карт, значения площади для 2003 г. получены путём коррекции данных Каталога (1952 г) с учетом темпов деградации оледенения на основе данных дистанционного зондирования для отдельных ледников (Никитин, 2009); снимки высокого разрешения позволили получить наиболее точную картину состояния оледенения Алтая на 2018 г. (Хромова и др., 2021). табл. 3

Для более корректной оценки изменений площади ледников были проведены специальные исследования (Торопов и др., 2020). Для этого выбраны наиболее изученные и обеспеченные данными дистанционного зондирования узлы оледенения Центрального Алтая – Катунский, Южно- и Северо-Чуйские хребты. Были использованы данные космических съёмок Sentinel-2, выполненных 15 августа 2017 г. Для оценки скорости изменений ледников в пределах этой территории были подобраны космические снимки CORONA (3 сентября 1968 г.) и ALOS PRISM (13 августа 2008 г.). Пространственное разрешение снимков Sentinel-2, CORONA и ALOS PRISM составляет 10, 3 и 2.5 м соответственно.

Результаты исследования космических снимков показывают, что сокращение ледников Горного Алтая наблюдалось на всем протяжении второй половины ХХ в. и в начале текущего столетия. За период, прошедший после составления Каталога ледников СССР (1952–2018 гг.), ледники российского Алтая сократились на 40%. За 65 лет исчезли 143 ледника, а 108 разделилось на 2–5 частей. Скорость деградации ледников в 2008–2017 гг. увеличилась вдвое (рис. 5). Оледенение трёх основных хребтов Алтая сократилось на 37.7%. Самая большая доля сокращения площади наблюдается в Южно-Чуйском хребте – 46.5%; ледники Северо-Чуйского хребта сократились на 37.7%, а Катунского – на 31.9%. Различия в динамике ледников демонстрируют влияние местных морфологических и климатических особенностей на этот процесс.

Сокращение ледников в горах Алтая согласуется с результатами долгосрочной программы измерения баланса массы на трех ледниках: Малый Актру, Левий Актру и Водопадный (ледник № 125). Эти ледники входят в “эталонную” сеть ледников, где уже более 30 лет измерения баланса массы проводятся в рамках Всемирной службы мониторинга ледников (WGMS 2017). В 2012 г. наблюдения были приостановлены, но ныне запущена программа восстановления наблюдений.

Тенденция усиления таяния ледников хорошо согласуется с наблюдаемым увеличением расхода воды в р. Катунь на 9% в 2008–2017 гг. по сравнению с 1940–1968 гг. (при неизменной сумме осадков). Анализ трендов метеорологических величин на основе станционных данных и результатов реанализа ERA-Interim показал, что статистически значимое потепление в регионе происходит только в теплое полугодие и не превышает 0.5°С/10 лет. Вследствие этого турбулентный теплообмен атмосферы с ледниками за последние 40 лет увеличился на 4 Вт/м², что вызвало увеличение за год слоя стаивания на 100 мм в водном эквиваленте (в.э.). Однако основной причиной сокращения ледников Алтая служит рост приходящей коротковолновой радиации, который составил 5 Вт/м² за 10 лет и увеличил слой стаивания на 365 мм в.э. в год. Положительный тренд радиационного баланса хорошо согласуется с уменьшением количества общей облачности, что связано с увеличением дивергенции влаги, геопотенциала и ослаблением зональной циркуляции в средней тропосфере (Торопов и др., 2020).

КАМЧАТКА

Полуостров Камчатка расположен в средних широтах, вытянут в меридиональном направлении и соединен с материком к северу от 60° с.ш. сравнительно узким перешейком. Западное побережье полуострова омывает Охотское море, восточное – Тихий океан. Камчатка относится к зоне избыточного увлажнения. Источники поступления осадков – Охотское и Берингово моря. Климатические условия района определяются особенностями атмосферной циркуляции над Беринговым морем и северо-восточной частью Охотского моря. В зимний период здесь развивается антициклоническая деятельность, определяемая Колымским гребнем Сибирского антициклона, а в остальное время господствует активная циклоническая деятельность, обусловленная Алеутским минимумом, достигающая максимума в сентябре и октябре. Отепляющее влияние океана зимой обеспечивает на Камчатке сравнительно высокую среднюю годовую температуру воздуха (Глазырин и др., 1985). Климатический фон и рельеф полуострова благоприятствуют существованию современного оледенения.

В рамках подготовки каталога ледников России были актуализированы данные о современном состоянии оледенения Камчатки (Хромова и др., 2021). Районы и узлы оледенения Камчатки рассредоточены по большей части полуострова, площадь которого составляет порядка 270 тыс. км². В сочетании с высокой повторяемостью дней с облачностью это делает практически невозможным получение по космическим снимкам информации о пространственном положении границ ледников всей Камчатки за короткий период порядка 1–2 лет. Дополнительно процесс дешифрирования границ ледников усложняется наличием развитой поверхностной морены на ледниках в районах активного вулканизма, что существенно повышает требования к техническим параметрам используемых снимков. Разрешающей способности снимков Sentinel-2, Landsat и ASTER часто недостаточно для качественного дешифрирования границ здешних ледников. Пространственное положение границ большей части (72%) ледников Камчатки было определено в результате дешифрирования снимков Sentinel-2 2016–2019 гг. Границы остальных 28% ледников, расположенных преимущественно в районах активного вулканизма, дешифрировались по широкому спектру спутниковых снимков (WorldView-2, GeoEye-1, Landsat 8, ASTER) 2010–2015 гг. Границы пяти ледников Валагинского хребта были определены по спутниковым снимкам IKONOS 2007 г.

В результате на Камчатке обнаружено 732 ледника общей площадью около 680 км² (Хромова и др., 2021). По данным Каталога ледников СССР в середине XX в. на Камчатке насчитывалось 405 ледников общей площадью 874 км². Исследования оледенения Камчатки в последние годы выявили множество ледников, ранее не зарегистрированных в Каталоге, поэтому прямое сравнение количества и площади ледников с данными современных исследований затруднено. Из 465 ледников северной части Срединного хребта, идентифицированных на современных спутниковых снимках, 216 не были учтены в Каталоге ледников СССР. Площадь оледенения в разных районах Камчатки со времени каталогизации изменялась крайне неравномерно. Так, оледенение Кроноцкого полуострова за 1957–2013 гг. сократилось на 27.6% (Муравьев, 2017), а оледенение вулканического массива Алней-Чашаконджа потеряло за 1950–2010 гг. 19.5% площади. На Ичинском вулкане с 1950 по 2010–2014 гг. площадь ледников практически не изменилась благодаря мощному моренному покрову, бронирующему языки ледников. На Ключевской группе вулканов площадь оледенения по той же причине возросла с 1950 по 2010–2015 гг. на 4.3% (8.7 км²) (А.Я. Муравьев, Я.Д. Муравьев, 2016).

Динамика ледников районов активного вулканизма Камчатки принципиально отличается от динамики ледников районов, удаленных от активных вулканов (например, Кроноцкий полуостров и северная часть Срединного хребта). Изменения ледников, расположенных вблизи активных вулканов, зависят, прежде всего, от вулканической деятельности (Муравьев, 2017). Мы не наблюдаем сокращения площади ледников районов активного вулканизма (Ключевская и Авачинская группы вулканов) в период с середины XX по начало XXI в. Более того, в районе Ключевского вулкана некоторые ледники непрерывно наступают с середины XX в. (например, Эрмана и Богдановича). При этом фронты большинства ледников Ключевской группы вулканов в настоящее время находятся в квазистационарном состоянии (Муравьев, Муравьев, 2016). Это происходит, в первую очередь, благодаря мощной поверхностной морене, сложенной вулканогенным материалом, которая предохраняет языки ледников от поверхностной абляции. По аналогичной причине с 1971 г. почти непрерывно наступает расположенный в Авачинской группе вулканов ледник Козельский (Муравьев, 2020).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Получена детальная картина изменений ледников в горных районах России, наиболее обеспеченных сведениями о ледниках в ХХ веке и материалами современных космических съёмок. Для оледенения Кавказа получены данные на временные срезы 1911, 1952, 2000, 2014, 2018 и 2020 г.; для Алтая – на 1850, 1952, 2003 и 2018 г. Для крупных узлов оледенения Центрального Алтая – Катунского, Южно- и Северо-Чуйского хребтов дополнительно на 1968, 2008, 2017 г. В обоих районах выявлено сокращение площади ледников с начала ХХ в. и ускорение темпов сокращения в начале ХХI в. Ледники Кавказа и Алтая уменьшили свои размеры за это время на 46% и 48% соответственно. В среднем ледники Кавказа в ХХ в. теряли около 0.2% в год, Алтая – 0.15%, а в начале ХХI века 1.15 и 1.7% соответственно. Выявлены различия в темпах сокращения площади внутри регионов. Ледники на севере Большого Кавказа имеют относительно меньшую скорость изменения, чем ледники на юге. В восточной части Кавказа за 2000–2020 гг. наблюдалось самое высокое абсолютное сокращение –1.82%/г, в то время как в массиве Эльбрус самое низкое –0.57%/г. В западном регионе также были несколько более высокие темпы изменений (–1.45%/г).

В горах Алтая самая большая доля сокращения площади (1968–2017 гг.) наблюдается в Южно-Чуйском хребте – 46.5%; ледники Северо-Чуйского хребта сократились на 37.7%, а Катунского – на 31.9%. Различия в динамике ледников демонстрируют влияние местных морфологических и климатических особенностей на этот процесс. Сокращение площади оледенения в обоих регионах проходило на фоне ухудшения метеоусловий, определяющих существование ледников. На Кавказе отмечены повышение летней температуры воздуха и сокращение количества зимних осадков. На Алтае также происходит потепление в летний период, что приводит к увеличению турбулентного теплообмена атмосферы с ледниками, которое в свою очередь вызывает увеличение годового слоя стаивания. В обоих регионах отмечен рост коротковолновой радиации, что вносит существенный вклад в ускорение таяния ледников в последние годы.

Для исследования ледников Камчатки были использованы данные Каталога ледников СССР (1950/1957) и снимки с разных спутников в период 2007–2019 гг. Выявлены ледники, ранее не зарегистрированные в Каталоге ледников СССР. Из 465 ледников северной части Срединного хребта, идентифицированных на современных спутниковых снимках, 216 не были учтены в Каталоге ледников СССР. Площадь оледенения в разных районах Камчатки со времени первой каталогизации изменялась крайне неравномерно, что связано со значительными различиями в морфологии ледников. Ледники вулканических районов увеличили свои размеры или оставались стационарными; здесь нет тенденции к сокращению ледников из-за мощной поверхностной морены, состоящей из вулканогенного материала.

Сравнение данных Каталога ледников СССР (по состоянию на 1950–70-е годы) и Каталога ледников России (2017–2019 гг.) показывает сокращение площади оледенения с середины ХХ в. до конца второй декады ХХI в. во всех горных районах России за исключением вулканических областей Камчатки. Сокращение площади находится в диапазоне от 63% (Урал) до 13% (Кодар). Самые крупные ледниковые системы Кавказа, Камчатки и Алтая уменьшили свои площади соответственно на 25, 22 и 39%.

Ускорение темпов сокращения размеров ледников требует совершенствования методов исследования, выбора оптимальных сроков повторных инвентаризаций, которые могут различаться от региона к региону или даже внутри региона в зависимости от трендов скорости изменений ледников. Получение массовых данных в короткие сроки невозможно без усовершенствования методов дешифрирования спутниковых снимков, включая комбинирование автоматизированных и экспертных подходов. Увеличение объемов данных, рост количества информации требуют расширение информационной инфраструктуры для их хранения и анализа.

Благодарности. В статье использованы результаты, полученные по теме госзадания № FMGE-2019-0004.

Acknowledgments. The paper includes the results obtained in the framework of the following research projects: State assignment № FMGE-2019-0004.