Математическое моделирование ледников Эльбруса в XXI в. Часть 1. Гляциологическая модель и постановка численных экспериментов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Выполнен прогноз изменения параметров ледников Эльбруса до 2100 г. В модели расчёт поверхностного баланса массы производится с учётом влияния трансформирующегося моренного покрова; движение льда и морены рассчитывается с помощью уравнения неразрывности. Адаптация модели к ледникам Эльбруса включает в себя задание экзарационного источника моренного покрова, что соответствует геологическим особенностям региона.

Об авторах

Т. Н. Постникова

Институт водных проблем РАН; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: tasinidze@gmail.com
Россия, Москва; Москва

О. О. Рыбак

Институт водных проблем РАН; Институт природно-технических систем; Vrije Universiteit Brussel

Email: tasinidze@gmail.com

Earth System Science and Departement Geografie, Vrije Universiteit Brussel

Россия, Москва; Севастополь; Brussels, Belgium

А. C. Губанов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: tasinidze@gmail.com
Россия, Москва

X. Зеколлари

Vrije Universiteit Brussel

Email: tasinidze@gmail.com

Department of Water and Climate

Бельгия, Brussels

М. Хусс

ETH Zürich; Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research (WSL); University of Fribourg

Email: tasinidze@gmail.com

Laboratory of Hydraulics, Hydrology and Glaciology (VAW), ETH Zürich; Department of Geosciences, University of Fribourg

Швейцария, Zürich; Birmensdorf; Fribourg

Список литературы

  1. Докукин М.Д., Хаткутов А.В. Озёра у ледника Малый Азау на Эльбрусе: динамика и прорывы // Лёд и Снег. 2016. Т. 56. № 4. С. 472–479. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-4-472-479
  2. Золотарёв Е.А. Эволюция оледенения Эльбруса. Картографо-аэрокосмические технологии гляциологического мониторинга. М.: Научный мир, 2009. 240 с.
  3. Золотарёв Е.А. Теоретические основы картографо-аэрокосмических технологий дистанционного мониторинга опасных гляциальных процессов высокогорных геосистем. Дис. на соиск. уч. степ. д-ра геогр. наук. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2013. 207 с.
  4. Золотарёв Е.А., Харьковец Е.Г. Эволюция оледенения Эльбруса после малого ледникового периода // Лёд и Cнег. 2012. Т. 52. № 2. С. 15–22.
  5. Корнева И.А., Рыбак О.О., Сатылканов Р.А. Климатические проекции для Центрального и Внутреннего Тянь-Шаня на основе данных CORDEX // Фундаментальная и прикладная климатология. 2023. Т. 9. № 2. С. 133–164. https://doi.org/10.21513/2410-8758-2023-2-133-164
  6. Котляков В.М., Хромова Т.Е., Носенко Г.А., Муравьёв А.Я., Никитин С.А. Ледники в горах России (Кавказ, Алтай, Камчатка) в первой четверти XXI века // Лёд и Снег. 2023. Т. 63. № 2. С. 157–173. https://doi.org/10.31857/S2076673423020114
  7. Лаврентьев И.И., Петраков Д.А., Кутузов С.С., Коваленко Н.В., Смирнов А.М. Оценка потенциала развития ледниковых озёр на Центральном Кавказе // Лёд и Снег. 2020. Т. 60. № 3. С. 343–360. https://doi.org/10.31857/S2076673420030044
  8. Ледники и климат Эльбруса (Отв. ред. В.Н. Михаленко). М., СПб.: Нестор-История, 2020. 372 с.
  9. Лурье П.М., Панов В.Д. Влияние изменения климата на современное оледенение и сток рек северного склона Большого Кавказа // Устойчивое развитие горных территорий. 2013. № 2. С. 70–77.
  10. Лурье П.М., Панов В.Д. Изменение современного оледенения северного склона Большого Кавказа в ХХ в. и прогноз его деградации в XXI в. // Метеорология и гидрология. 2014. № 4. С. 68–76.
  11. Оледенение Эльбруса (Под ред. Г.К. Тушинского). Изд-во Московского университета, 1968. 346 с.
  12. Поповнин В.В., Резепкин А.А., Тиелидзе Л.Г. Разрастание поверхностной морены на языке ледника Джанкуат за период прямого гляциологического мониторинга // Криосфера Земли. 2015. Т. 19. № 1. С. 89–98.
  13. Постникова Т.Н., Рыбак О.О. Глобальные гляциологические модели: новый этап в развитии методов прогнозирования эволюции ледников. Часть 1. Общий подход и архитектура моделей // Лёд и Снег. 2021. Т. 61. № 4. С. 620–636. https://doi.org/10.31857/S2076673421040111
  14. Постникова Т.Н., Рыбак О.О. Глобальные гляциологические модели: новый этап в развитии методов прогнозирования эволюции ледников. Часть 2. Постановка экспериментов и практические приложения // Лёд и Снег. 2022. Т. 62. № 2. С. 287–304. https://doi.org/10.31857/S2076673422020133
  15. Рыбак О.О., Рыбак Е.А., Корнева И.А. Ожидаемое изменение поверхностного баланса массы ледникового комплекса Эльбруса в условиях глобального потепления // Международный научно-исследовательский журнал. 2019. №. 12 (90). С. 135–141. https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.90.12.027
  16. Торопов П.А., Михаленко В.Н., Кутузов С.С., Морозова П.А., Шестакова А.А. Температурный и радиационный режим ледников на склонах Эльбруса в период абляции за последние 65 лет. // Лёд и Снег. 2016. Т. 56. № 1. С. 5–19. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-1-5-19
  17. Хромова Т.Е., Носенко Г.А., Глазовский А.Ф., Муравьев А.Я., Никитин С.А., Лаврентьев И.И. Новый Каталог ледников России по спутниковым данным (2016–2019 гг.) // Лёд и Снег. 2021. Т. 61. № 3. С. 341–358. https://doi.org/10.31857/S2076673421030093
  18. Черноморец С.С. Селевые очаги до и после катастроф. М.: Научный мир, 2005. 180 с.
  19. Anderson L.S., Anderson R.S. Modeling debris-covered glaciers: response to steady debris deposition // The Cryosphere. 2016. V. 10. No. 3. P. 1105–1124. https://doi.org/10.5194/tc-10-1105-2016
  20. Bozhinskiy A.N., Krass M.S., Popovnin V.V. Role of debris cover in the thermal physics of glaciers // Journal of Glaciology. 1986. V. 32. № 111. P. 255–266.
  21. Compagno L., Huss M., Miles E.S., McCarthy M.J., Zekollari H., Dehecq A., Pellicciotti F., Farinotti D. Modelling supraglacial debris-cover evolution from the single-glacier to the regional scale: an application to High Mountain Asia // The Cryosphere. 2022. V. 16. No. 5. P. 1697–1718.
  22. Eyring V., Bony S., Meehl G.A., Senior C.A., Stevens B., Stouffer B., Taylor K.E. Overview of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) experimental design and organization // Geoscientific Model Development. 2016. V. 9. No. 5. P. 1937–1958. https://doi.org/10.5194/gmd-9-1937-2016
  23. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Hora´nyi A., Sabater J.M., Nicolas J. Global reanalysis: goodbye ERA-Interim, hello ERA5 // ECMWF newsletter. 2019. Т. 159. С. 17–24.
  24. Hugonnet R., McNabb R., Berthier E., Menounos B., Nuth Ch., Girod L., Farinotti D., Huss M., Dussaillant I., Brun F., Kääb A. Accelerated global glacier mass loss in the early twenty-first century // Nature. 2021. V. 592. P. 726–731. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03436-z
  25. Huss M., Farinotti D. Distributed ice thickness and volume of all glaciers around the globe // Journ. of Geophysical Research: Earth Surface. 2012. V. 117. P. F4. https://doi.org/10.1029/2012JF002523
  26. Huss M., Hock R. A new model for global glacier change and sea-level rise // Frontiers in Earth Science. 2015. V. 3. P. 54. https://doi.org/10.3389/feart.2015.00054
  27. IPCC, 2021: In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Summary for Policymakers. (Ed. by V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani, S. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J. Matthews, T. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, B.E. Zhou): Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, 2021. P. 31.
  28. Kutuzov S., Lavrentiev I., Smirnov A., Nosenko G., Petrakov D. Volume changes of Elbrus glaciers from 1997 to 2017 // Frontiers in Earth Science. 2019. V. 7. № 153. https://doi.org/10.3389/feart.2019.00153
  29. Mattson L.E., Gardner J.S., Young G.J. Ablation on debris covered glaciers: an example from the Rakhiot Glacier, Punjab, Himalaya // Snow and glacier hydrology. 1993.
  30. Østrem G. Ice melting under a thin layer of moraine, and the existence of ice cores in moraine ridges // Geografiska Annaler. 1959. V. 41. № 4. P. 228–230. https://doi.org/10.1080/20014422.1959.11907953
  31. Petrakov D.A., Krylenko I.V., Chernomorets S.S., Krylenko I.N., Tutubalina O.V., Shakhmina M.S. Debris flow hazard of glacial lakes in the Central Caucasus. In 4th International Conference on Debris-Flow Hazards Mitigation. Chengdu: Millpress, Rotterdam, 2007. P. 703–714.
  32. Postnikova T., Rybak O., Gubanov A., Zekollari H., Huss M., Shahgedanova M. Debris cover effect on the evolution of Northern Caucasus glaciation in the 21st century // Frontiers in Earth Science. 2023. V. 11. 22 p. https://doi.org/10.3389/feart.2023.1256696
  33. RGI Consortium. Randolph Glacier Inventory (RGI) – A dataset of global glacier outlines: Version 6.0. Technical Report. Global Land Ice Measurements from Space, Boulder, Colorado, USA. 2017. https://doi.org/10.7265/N5-RGI-60
  34. Rounce D.R., Hock R., McNabb R.W., Millan R., Sommer C., Braun M.H. Distributed global debris thickness estimates reveal debris significantly impacts glacier mass balance // Geophysical Research Letters. 2021. V. 48. No. 8. e2020GL091311. https://doi.org/10.1029/2020GL091311
  35. Tielidze L.G., Bolch T., Wheate R.D., Kutuzov S.S., Lavrentiev I.I., Zemp M. Supra-glacial debris cover changes in the Greater Caucasus from 1986 to 2014 // The Cryosphere. 2020. V. 14. P. 585–598. https://doi.org/10.5194/tc-14-585-2020, 2020
  36. Tielidze L.G., Wheate R.D. The Greater Caucasus Glacier Inventory (Russia, Georgia and Azerbaijan) // The Cryosphere. 2018. V. 12. P. 81–94. https://doi.org/10.5194/tc-12-81-2018
  37. Shahgedanova M., Nosenko G., Kutuzov S., Rototaeva O., Khromova T. Deglaciation of the Caucasus Mountains, Russia/Georgia, in the 21st century observed with ASTER satellite imagery and aerial photography // The Cryosphere. 2014. V. 8. P. 2367–2379. https://doi.org/10.5194/tc-8-2367-2014
  38. Verhaegen Y., Huybrechts P., Rybak O., Popovnin V.V. Modelling the evolution of Djankuat Glacier, North Caucasus, from 1752 until 2100 AD // The Cryosphere. 2020. V. 14. № 11. P. 4039–4061. https://doi.org/10.5194/tc-2019-312
  39. Verhaegen Y., Rybak O., Popovnin V.V., Huybrechts P. Quantifying supraglacial debris‐related melt‐altering effects on the Djankuat Glacier, Caucasus, Russian Federation // Journ. of Geophysical Research: Earth Surface. 2024. 129(4), e2023JF007542. https://doi.org/10.1029/2023JF007542
  40. WGMS. Fluctuations of Glaciers Database. 2022 // World Glacier Monitoring Service, Zurich, Switzerland. https://dx.doi.org 10.5904/wgms-fog-2022-09. Online access: https://dx.doi.org/10.5904/ wgms-fog-2022-09. (Last access: 14 January 2024).
  41. Zekollari H., Huss M., Farinotti D. Modelling the future evolution of glaciers in the European Alps under the EURO-CORDEX RCM ensemble // The Cryosphere. 2019. V. 13. P. 1125–1146. https://doi.org/10.5194/tc-13-1125-2019

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.