Глава 1 РАДИАЦИОННЫЙ БАЛАНС Значение радиационной составляющей теплово- го баланса в массоэнергообмене поверхности ледни- ков трудно переоценить. Еще в 30-х годах ХХ столе- тия работами Х. Свердрупа, П.П. Кузьмина и других исследователей была установлена преобладающая роль солнечной радиации в таянии ледников, особен- но в умеренных широтах. Наибольшее развитие на- турные наблюдения за компонентами радиационного и теплового баланса ледниковой поверхности получи- ли в конце 50-х (Международный геофизический год) и в 60-70-е (Международное гидрологическое десяти- летие) годы. В результате этих работ был собран об- ширный материал, позволивший установить основ- ные закономерности изменения радиационных пара- метров в пространстве и во времени, изучить тепло- вые процессы, характерные для ледника как особого вида деятельной поверхности, оценить применимость методик измерений и расчетов, использовавшихся ра- нее в неледниковых, равнинных районах, найти связи метеорологических и гляциологических показателей. Большая изменчивость альбедо ледниковой по- верхности и облачности в горах — основных факто- ров, определяющих колебания радиационного баланса ледника — предполагает иные требования к точности актинометрических наблюдений (увеличение числа пунктов, более высокая частота измерений или непре- рывная регистрация), чем на равнинных территориях. Поскольку горные ледники располагаются чаще всего в труднодоступных районах, на больших высо- тах, проведение длительных (в течение полного пе- риода абляции) измерений технически не всегда осу- ществимо. Поэтому метеорологические измерения на ледниках часто имеют короткие ряды (кроме стацио- нарных круглогодичных станций), и их результаты мало сопоставимы друг с другом. Опыт таких работ привел некоторых исследователей к выводу о необхо- димости создания моделей расчета радиационных ха- рактеристик за длительный период и для всей по- верхности ледника. 1.1. Поступление коротковолновой радиации на поверхность ледника Особенности притока солнечной радиации в го- рах определяются большой степенью прозрачности атмосферы, значительной закрытостью горизонта на долинных ледниках и более интенсивным, по срав- нению с равниной, развитием кучевой облачности. Общий коэффициент прозрачности р можно представить как произведение коэффициента про- зрачности идеальной атмосферы р,, зависящего лишь от молекулярного рассеяния и поглощения при дав- лении воздуха 2А, и коэффициентов прозрачности во- дяного пара д,, и пыли 4 р = Р, 9„ Ча (1.1) Наиболее высокие величины коэффициента прозрачности, рассчитанного для высоты Солнца 30° (относительная оптическая масса 2), р были получе- ны нами на седловине Эльбруса (5300 м над ур. мо- ря) в августе 1959 г. - а) при максимальном значении р› : 0,932 = 0,946 ауа › 4а — 0,985, б) при минимальном значении )› : 0,900 = 0,946 ауа › 4а — 0,951. Эти данные показывают, что на высоте более 5000 м замутненность атмосферы настолько мала, что основную роль в ослаблении солнечной радиа- ции играет молекулярное рассеяние и поглощение, и только при ухудшении условий прозрачности коэф- фициенты ), и дд имеют близкие значения. Коэффициент прозрачности р» характеризуется суточным и сезонным ходом. В частности, наблюдения на фирновом поле южного склона Эльбруса (3750 м) в летние периоды 1958 — 1960 гг. показали, что наиболь- шие значения этого параметра отмечаются с 8 час. до полудня, после чего значения р» снижается на 3 — 5%. В годовом ходе максимум его зафиксирован в зимние месяцы (ледник Федченко, 4880 м, 1957 — 1959 гг.; ледник Абрамова, 3840 м, 1968 — 1974 гг.). Различия между зимними и летними значениями коэффициента прозрачности составляют 5 — 10 %. Они обусловлены (как и колебания )» в суточном ходе) изменениями влажной и пылевой мутности атмосферы. В табл. 1.1 приводится сводка величин коэффи- циента прозрачности р, и прямой солнечной радиа- ции на перпендикулярную поверхность, полученных в разных географических районах. Несмотря на раз- личия в длительности периодов наблюдений, можно проследить некоторые закономерности изменения названных параметров как по высоте, так и в отдель- ных ледниковых регионах. На Кавказе в целом прозрачность воздуха и приток прямой солнечной радиации на одинаковых уровнях характеризуются более высокими значения- ми, что связано с преобладанием атлантических и арктических воздушных масс, менее трансформиро- ванных, чем в Средней Азии. В пределах Кавказа бо- лее благоприятные условия для притока прямой сол- нечной радиации наблюдаются в его западной части (ледник Марух) и на северных склонах хребтов (лед- ник Карачаул). В высокогорье Памира, особенно в его юго-вос- точной части, летом нередко наблюдаются пыльные бури, значительно увеличивающие мутность атмосфе- ры (Лебедева, 1971). Следует отметить высокую про- - 17 -