Часть 2. Снежный покров на ледниках
Роль метелей и лавин в питании ледников
Механизм метелевого переноса на ледниках
Метелевый перенос — важнейший процесс в локальном перерас-
пределении снега на ледниках. Его интенсивность зависит от многих
условий: особенностей снеговетрового потока, интенсивности снего-
пада, формы и размеров преобладающих частиц снега, характера
поверхностного слоя снега, температуры и влажности воздуха. Все
эти условия учесть не представляется возможным. Однако основное
влияние оказывает скорость ветра и ее распределение по высоте в
слое близ поверхности снега. Энергия ветра затрачивается, во-первых,
на разрушение поверхности снега и вовлечение снежных частиц в
снеговетровой поток и, во-вторых, на удержание этих частиц во
взвешенном состоянии в воздухе.
Перемещение снежных частиц во время метелей может происхо-
дить тремя способами: скольжением по поверхности, сальтацией и
взвешиванием. При небольших скоростях ветра, не превышающих
10-15 м/с, основная масса снега перемещается скольжением. Особен-
но много скользящих частиц на поверхности рыхлого снега, где
этот вид переноса сильно развит, и при значительных скоростях
ветра.
Основные массы переносимого метелями снега движутся по прин-
ципу сальтации: каждая частица в полете обладает энергией, которая
сообщается при толчке другой частице, когда первая падает на
поверхность. Одна летящая с большой скоростью частица может отор-
вать от поверхности несколько других, таким образом возникает
своеобразная цепная реакция, благодаря которой происходит насыще-
ние снеговетрового потока. Сальтирующие частицы перемещаются
прыганьем, поднимаясь на высоту 10—20 см. Поэтому наибольшей
плотностью отличается нижний 10—20-сантиметровый слой снего-
ветрового потока.
Доля взвешенных частиц во всей массе переносимого снега
невелика; она возрастает лишь при самых сильных ветрах, превы-
шающих 35—40 м/с. Именно в таких условиях на склоне Антаркти-
ческого ледникового покрова наблюдаются мельчайшие взвешенные
частицы, вплоть до высоты 100 м над поверхностью — так называемая
«снежная мгла». Высоко поднятая снежная пыль продолжает парить
на высоте 50-100 м и после окончания сильной метели.
Метель начинается тогда, когда скорость ветра превысит некото-
рую критическую величину. В большинстве случаев перенос снега
начинается при (/, = 5-7 м/с, чему соответствует скорость в 2,0—
2,4 м/с у поверхности снега. Главным фактором, определяющим
момент начала метели, служит состояние подстилающей поверхности.
138
Глава 1. Снег на леш-кш‹ах в период аккумуляции
Достаточно объективным критерием при анализе дефлируемой
поверхности снега является ее твердость, определяемая временным
сопротивлением вдавливанию конуса. Поэтому все наши измерения
интенсивности низовых метелей в районе Мирного (Антарктида)
были разделены на три группы: а) при рыхлом снеге (твердость не
больше 0,8-1,2 кг/см?); 6) при средней твердости поверхности (до 4—
5 кг/см?) и в) при очень твердом снеге (больше 5 кг/см“). Для каждой
из этих групп отдельно была вычислена зависимость полного расхода
метели О от скорости ветра О. Оказалось, что в первом случае
значение критической скорости ветра (/,,, при которой начинается
метель, равно 5 м/с, а во втором и третьем случаях — соответственно
7 и 10 м/с. Три полученные кривые проходят правее теоретической
кривой, соответствующей максимальной насыщенности снеговетро-
вого потока (рис. 2.4). При этом они располагаются тем дальше от
этой последней, чем тверже поверхность, на которой происходит
перенос. Это вполне естественно, если учесть, что с уменьшением
количества рыхлого снега на поверхности возрастает сила, необходи-
мая для разрушения поверхностного слоя снега и вовлечения его в
снеговетровой поток, а, следовательно, увеличивается длина участка,
на котором происходит насыщение потока.
В природных условиях, как правило, снеговетровой поток бывает
ненасыщенным. При этом практически могут наблюдаться любые
величины расходов, соответствующие данной скорости ветра и иногда
даже превышающие теоретические значения, достигаемые при
полном насыщении потока снегом. Последнее возможно при малых
скоростях ветра, что объясняется, по мнению А.К. Дюнина (1963),
влиянием скольжения, на которое энергии затрачивается меньше, чем
на подъем зерен и их сальтацию.
Поскольку ветер обладает большой порывистостью и турбулент-
ностью, а поток движется над неровной поверхностью, скорость ветра
непрерывно изменяется. Но количество выпадающего из снеговетро-
вого потока снега пропорционально разности кубов начальной и
конечной скоростей ветра, т.е. сравнительно небольшое снижение
скорости ветра способствует выпадению большого количества снега.
Насыщение потока происходит значительно медленнее. Поэтому-то
снеговетровой поток при низовой метели и не бывает насыщен до
предела, и при одних и тех же скоростях ветра переносится разное
количество снега.
Особенно характерно это для ледниковых районов. В горах из-за
сильной расчлененности рельефа отсутствуют достаточно ровные
пространства, на протяжении которых поток мог бы длительное время
насыщаться снегом, а любые неровности ведут к выпадению снега
из потока. На ледниковых куполах и покровах препятствием к
насыщению потока снегом служит твердая подстилающая поверх-
ность, отлагается же снег у малейших препятствий, какими являются
139