Метеорологический режим высокогорной зоны Эльбруса в период аккумуляции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В высокогорной части эльбрусского ледника Гарабаши проведены уникальные автоматизированные метеорологические наблюдения, охватывающие весь сезон аккумуляции 2021/22 г. Получены подробные данные о температурно-влажностном, ветровом, метелевом и радиационном режиме на высоте более 4700 м над ур. моря. Эти данные позволили показать, что реанализ ERA5 успешно воспроизводит основные характеристики метеорологического режима в условиях высокогорья, а для оценки средних скоростей ветра может применяться акустический метелемер ISAW FC4.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Д. Дроздов

Институт географии РАН; Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: drozdov.jeka@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

П. А. Торопов

Институт географии РАН; Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: drozdov.jeka@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

В. К. Авилов

Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН

Email: drozdov.jeka@yandex.ru
Россия, Москва

А. Ю. Артамонов

Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН

Email: drozdov.jeka@yandex.ru
Россия, Москва

А. А. Полюхов

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова; Гидрометцентр России

Email: drozdov.jeka@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

И. В. Железнова

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: drozdov.jeka@yandex.ru
Россия, Москва

Ю. И. Ярынич

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова; Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН

Email: drozdov.jeka@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Баранов С., Покровская Т. Работа метеорологической группы ЭКНЭ 1935 г. // Тр. Эльбрусской экспедиции 1934 и 1935 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1936. С. 199–209.
  2. Волошина А. П. Радиационные условия в период абляции // Оледенение Эльбруса. М.: Изд-во МГУ, 1968. С. 158–168.
  3. Волошина А. П. Метеорология горных ледников // МГИ. 2001. Т. 92. С. 3–148.
  4. Гандин Л. С., Каган Р. Л. Статистические методы интерпретации метеорологических данных. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 360 с.
  5. Дроздов Е. Д., Турков Д. В., Торопов П. А., Артамонов А. Ю. Термический режим снежного покрова зимой в высокогорной части Эльбруса по натурным данным и результатам моделирования // Лёд и Cнег. 2023. Т. 63. Вып. 2. C. 225–242. https://doi.org/10.31857/S2076673423020059
  6. Зверев А. С. Синоптическая метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 711 с.
  7. Каталог ледников России // Электронный ресурс. https://www.glacrus.ru (Дата обращения: 15.07.2023).
  8. Куксова Н. Е., Торопов П. А., Олейников А. Д. Метеорологические условия экстремального лавинообразования в горах Кавказа по данным наблюдений и реанализов // Лёд и Снег. 2021. Т. 61. Вып. 3. С. 377–390. https://doi.org/10.31857/S2076673421030095
  9. 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. Вып. 3. С. 343–360. https://doi.org/10.31857/S2076673420030044
  10. Ледники и климат Эльбруса / Под ред. В. Н. Михаленко. М.; СПб.: Нестор-История, 2020. 372 с.
  11. Монин А. С., Обухов А. М. Основные закономерности турбулентного перемешивания в приземном слое атмосферы // Тр. ГЕОФИАН, 1954. № 24 (151). С. 163–187.
  12. Олейников А. Д., Володичева Н. А. Современные тенденции изменения снеголавинного режима Центрального Кавказа (на примере Приэльбрусья) // Лёд и Снег. 2019. Т. 59 (2). С. 191–200. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2019-2-400
  13. Рототаева О. В., Носенко Г. А., Керимов А. М., Кутузов С. С., Лаврентьев И. И., Никитин С. А., Керимов А. А., Тарасова Л. Н. Изменения баланса массы ледника Гарабаши (Эльбрус) на рубеже XX–XXI вв. // Лёд и Снег. 2019. Т. 59 (1). С. 5–22. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2019-1-5-22
  14. 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. Вып. 1. С. 5–19. 10.15356/2076-6734-2016-1-5-19' target='_blank'>https://doi: 10.15356/2076-6734-2016-1-5-19
  15. Amory C. Drifting-snow statistics from multiple-year autonomous measurements in Adélie Land, East Antarctica // The Cryosphere. 2020. № 14 (5). P. 1713–1725. https://doi.org/10.5194/tc-14-1713-2020
  16. Barry R. G. Mountain weather and climate. London. Cambridge University Press, 2008. 505 p.
  17. Born K., Ludwig P., Pinto J. G. Wind gust estimation for Mid-European winter storms: towards a probabilistic view // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2012. V. № 64 (1). P. 17471. https://doi.org/10.3402/tellusa.v64i0.17471
  18. Chritin V., Bolognesi R., Gubler H. Flow Capt: a new acoustic sensor to measure snowdrift and wind velocity for avalanche forecasting // Cold Regions Science and Technology. 1999. № 30. P. 125–133.
  19. Drozdov E., Toropov P., Androsova A., Gibadullin R., Gvozdeva A., Leusenko L., Melik-Bagdasarova A., Polyukhov A., Yarinich Y. The structure of blizzard transport and heat costs of sublimation of ice crystals in blizzards on the surface of the Elbrus Mountain glacier Environ // Sci. Proc. 2022. № 4. https://doi.org/10.3390/ecas2022–12877
  20. Essery R., Kim H., Wang L., Bartlett P., Boone A., Brutel-Vuilmet C., Burke E., Cuntz M., Decharme B., Dutra E., Fang X., Gusev Y., Hagemann S., Haverd V., Kontu A., Krinner G., Lafaysse M., Lejeune Y., Marke T., Marks D., Marty C., Menard C. B., Nasonova O., Nitta T., Pomeroy J., Schädler G., Semenov V., Smirnova T., Swenson S., Turkov D., Wever N., Yuan H. Snow cover duration trends observed at sites and predicted by multiple models // The Cryosphere. 2020. № 14. P. 4687–4698. https://doi.org/10.5194/tc-14-4687-2020
  21. Hardy D. R., Vuille M., Bradley R. S. Variability of snow accumulation and isotopic composition on Nevado Sajama, Bolivia // Journ. of Geophys. Research. 2003. № 108 (D22). P. 1–10. https://doi.org/10.1029/2003JD003623
  22. Hersbach H., Bel B., Berrisford P. ERA5 hourly data on pressure levels from 1940 to present // Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS). 2023. https://doi.org/10.24381/cds.bd0915c6
  23. Huss M., Hock R. Global-scale hydrological response to future glacier mass loss // Nat. Clim. Chang. 2018. № 8 (2). P. 135–140. https://doi.org/10.1038/s41558-017-0049-x
  24. High Mountain Areas in IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate (The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2019). Lead authors R. Hock, G. Rasul, S. Kutuzov et al. 2019.
  25. Jaedicke C. Acoustic snowdrift measurements: Experiences from the Flow Capt instrument // Cold Region Science Technology. 2001. № 32. P. 71–81. https://doi.org/10.1016/S0165-232X(01)00017-9
  26. Lehning M., Naaim F., Naaim M. Snow drift: acoustic sensors for avalanche warning and research // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2002. № 2 (3/4). P. 121–128.
  27. Marzeion B., Jarosch A. H., Gregory J. M. Feedbacks and mechanisms affecting the global sensitivity of glaciers to climate change // The Cryosphere. 2014. № 8. P. 59–71.
  28. Mölg T., Cullen N. J., Hardy D. R., Kaser J., Klok L. Mass balance of a slope glacier on Kilimanjaro and its sensitivity to climate // Intern. Journ. of Climatology. 2008. № 28. P. 881–892. https://doi.org/10.1002/joc.1589
  29. Rets E. P., Popovnin V. V., Toropov P. A., Smirnov A. M., Tokarev I. V., Chizhova Ju.N., Budantseva N. A., Vasil’chuk Yu.K., Kireeva M. B., Ekaykin A. A., Veres A. N., Aleynikov A. A., Frolova N. L., Tsyplenkov A. S., Poliukhov A. A., Chalov S. R., Aleshina M.A, Kornilova E. D. Djankuat glacier station in the North Caucasus, Russia: a database of glaciological, hydrological, and meteorological observations and stable isotope sampling results during 2007–2017 // Earth System Science Data. 2019. № 11. P. 1463–1481. https://doi.org/10.5194/essd-11-1463-2019
  30. Rets E. P., Durmanov I. N., Kireeva M. B., Smirnov A. M., Popovnin V. V. Past “peak water” in The North Сaucasus: deglaciation drives a reduction in glacial runoff impacting summer river runoff and peak discharges // Climatic Change. 2020. № 163. P. 2135–2151. https://link.springer.com/article/10.1007/s10584–020–02931
  31. Shea J. M., Wagnon P., Immerzeel W. W., Biron R., Brun F., Pellicciotti F. A comparative high-altitude meteorological analysis from three catchments in the Nepalese Himalaya // Intern. Journ. of Water Resources Development. 2015. № 31 (2). P. 174–200. https://doi.org/10.1080/07900627.2015.1020417
  32. Tielidze L. G., Wheate R. D. The Greater Caucasus glacier inventory // The Cryosphere. 2018. № 12. P. 81–94.
  33. Toropov P. A., Aleshina M. A., Grachev A. M. Large-scale climatic factors driving glacier recession in the Greater Caucasus, 20th– 21st century // Intern. Journ. of Climatology. 2019. № 39. P. 4703–4720. https://doi.org/10.1002/joc.6101
  34. Trouvilliez A., Naaim-Bouvet F., Bellot H., Genthon C., Gallée H. Evaluation of the FlowCapt Acoustic Sensor for the Aeolian Transport of Snow // Journ. Atmos. Ocean. Technol. 2015. № 32. P. 1630–1641. https://doi.org/10.1175/JTECH-D-14-00104.1
  35. Wendler G. Blowing snow in eastern Antarctica // Antarctic Journ. of the U. S. Review. 1987. P. 264–265.
  36. WGMS (2021): Global Glacier Change Bulletin No. 4 (2018–2019) / ed. by Zemp M., Nussbaumer S. U., Gärtner-Roer I., Bannwart J., Paul F., Hoelzle M. Zurich, Switzerland: ISC(WDS)/IUGG(IACS)/UNEP/UNESCO/WMO, World Glacier Monitoring Service, 2021. 278 p.
  37. Zhang W., He J., Chen A., Wu X., Shen Y. Observations of Drifting Snow Using FlowCapt Sensors in the Southern Altai Mountains, Central Asia // Water. 2022. V. 14. 845 p. https://doi.org/10.3390/w14060845

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Район исследований (гора Эльбрус) (а) с положением на территории Кавказа (б) и измерительный комплекс в области аккумуляции ледника Гарабаши (скалы Пастухова) в 2021–2022 годах (в): 1 — акустический анемометр Gill; 2 — “грозозащитные ершики”; 3 — термогигрометр Rotronic; 4 — балансомер HukseFlux; 5 — ящик с логгером Campbell и устройством мобильной передачи данных; 6 — акустический метелемер ISAW FlowCapt4. Пунсонами показаны: АМС “Скалы Пастухова” — измерительный полигон (высота 4720 м над ур. моря) и западная вершина вулкана Эльбрус (5642 м над ур. моря). Для создания данного рисунка использованы материалы Google Earth (www.earth.google.com).

Скачать (756KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Ряды данных прямых наблюдений за период с 01.09.2021 по 01.06.2022 по АМС на скалах Пастухова (а): 1 — температура воздуха на высоте 2 м; 2 — плотность потока суммарной коротковолновой радиации; 3 — плотность потока отраженной коротковолновой радиации; 4 — плотность потока восходящей длинноволновой радиации; 5 — плотность потока встречного излучения атмосферы; 6 — радиационный баланс; 7 — парциальное давление водяного пара; 8 — скорость ветра на высоте 2 м; 9 — интенсивность метелевого переноса на уровне 1 м; функции распределения для радиационного баланса (б), температуры воздуха на высоте 2 м (в), парциального давления водяного пара (г), скорости ветра (д), суточного максимума скорости ветра (е), интенсивности метелевого переноса (ж). Стрелками и подписями показаны экстремальные значения величин и значения моды распределения.

Скачать (833KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Функции спектральной плотности для рядов температуры (а), относительной влажности (б) и скорости ветра (в) по данным измерений АМС “Скалы Пастухова” с дискретностью 1 минута с 01.09.2021 по 01.06.2022. Закрашенными областями и подписями показана изменчивость разного масштаба

Скачать (267KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Диаграмма рассеяния для значений средней за 30 минут скорости ветра по данным измерений по акустическому метелемеру ISAW FC4 и акустическому анемометру Gill WindMaster с 01.09.2021 по 23.09 2021 (а) и диаграмма рассеяния для значений средней за 1 час скорости ветра по данным измерений по акустическому метелемеру ISAW FC4 и данным реанализа ERA5 на уровне 550 гПа с 01.09.2021 по 01.06.2022 (б).

Скачать (427KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Парциальное давление водяного пара за весь период наблюдений (а): 1 — по данным прямых наблюдений по АМС “Скалы Пастухова”; 2 — по данным реанализа ERA5 на уровне 500 гПа. Диаграмма рассеяния для значений средней за 1 час температуры воздуха по данным измерений АМС “Скалы Пастухова” и данным реанализа ERA5 на уровне 550 гПа за весь период наблюдений (б).

Скачать (364KB)
Метаданные


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