Файл: Большаков, М. Н. Водные ресурсы рек советского Тянь-Шаня и методы их расчета.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.10.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 0
более труден и сложен, чем вопрос о влиянии метеорологиче ских факторов, и его изучение требует организации широко1 поставленных специальных исследований. В настоящее время достоверно лишь то, что роль прочих физико-географических факторов сводится главным образом к воздействию на про цессы накопления и расходования влаги в речных бассейнах, которое в конечном счете проявляется преимущественно а выравнивании колебаний годового стока, обусловленных кли матическими факторами. В этом отношении, как показывают наблюдения за режимом рек, достаточно хорошо проявляется влияние особенностей геоморфологического и геологического, строения речных водосборов. Так, например, наличие в бас сейнах рек крупных впадин, заполненных рыхлыми отложе ниями, явно способствует увеличению подземного питания и сглаживанию колебаний стока с тем или иным сдвигом во вре мени. Однако можно присоединиться к мнению В. Л. Шульца [207] о том, что рек с аномально высоким подземным питанием в Средней Азии сравнительно мало и поэтому не следует слиш ком переоценивать влияние геологических факторов на коле бания годового стока.
Невелико, по-видимому, и влияние леса на колебания го дового стока рек из-за отсутствия больших сплошных лесных массивов на рассматриваемой территории. Отсутствие, как правило, значительных по аккумулирующей способности озер в горной области исключает сколько-нибудь заметное влияниеих на мьйЬ'олетние колебания стока. Влияние размеров площа ди водосюоров на колебания годового стока, вероятно, сказы вается в основном на изменении вариантности запасов воды в снежном покрове. Однако это влияние подавляется более ярко, проявляющейся высотной поясностью.
2. Некоторые особенности многолетней изменчивости атмосферных осадков и температур воздуха,
как основных факторов колебаний годового стока
К настоящему времени благодаря работам Э. М. Ольдекопа, Л. К. Давыдова, В. Л. Шульца и других исследователей считается установленным, что колебания талых вод сезонных снегов (талых вод А) определяются изменчивостью запасов, воды в снеге к началу снеготаяния, зависящей главным обра зом от изменчивости атмосферных осадков, а колебания та лых вод высокогорных снегов и ледников (талых вод Б) — изменчивостью теплового баланса периода снеготаяния или,, упрощая, изменчивостью сумм положительных температур
ЮТ
воздуха. Таким образом, для выяснения особенностей в мно голетних колебаниях годового стока талых вод А и Б, выде лить которые с достаточней точностью из общего стока рек пока практически невозможно, следовало бы изучить в первую очередь особенности колебаний указанных выше метеороло гических факторов.
Такое исследование, как упоминалось выше, было впервые проведено автором этой работы еще в 1950 г. на основе ана лиза данных по 8 метеорологическим станциям Северной Кир гизии [23]. Учитывая большую трудность разделения жидких
итвердых осадков, соотношение которых в горных водосборах
вусловиях высотной поясности постоянно меняется, для ис
следования брались все осадки, участвующие в формировании стока данного года, т. е. за период с октября по сентябрь. Ко лебания теплового баланса приземного слоя атмосферы, опре деляющего условия таяния снега и льда, изучались по аналогии с колебаниями сумм положительных температур воз духа. При этом учитывались рекомендации В. Л. Шульца, на блюдавшего условия снеготаяния в горах, который показал, что суммы положительных температур воздуха за продолжи тельные периоды времени (10 суток и более) хорошо отража ют тепловой баланс поверхности снега и льда [205]. Это под тверждалось также наблюдениями Н. Н. Пальгова за таянием ледников Занлийского Алатоо.
Автором было установлено, что в отклонениях от нормы го довых сумм осадков и сумм положительных темпеШтур воз духа на территории Средней Азии не только отсутстаует син хронность, но даже имеется тенденция к асинхронности, так как коэффициенты корреляции для большинства станций бы ли отрицательны и имели абсолютные значения 0,4—0,5. По метеостанции Ош, имевшей наиболее продолжительный ряд наблюдений (1883—1948 гг.), коэффициент корреляции ока зался равным — 0,52±0,08. Этот вывод имел существенное значение для объяснения особенностей в многолетних колеба ниях годового стока рек Средней Азии разного типа питания.
В последующие годы основные выводы этого исследования были подтверждены работами Е. В. Петряшовой, проведенны ми под руководством автора [143], с использованием более длинных рядов данных наблюдений по 20 метеорологическим станциям, представляющим всю территорию Советского ТяньШаня и расположенным в высотном диапазоне от 1205 м (мет. ст. Джергитал) до 4169 м (мет. ст. ледник Федченко) над уровнем моря (табл. 13). Полученные при этом значения коэф фициентов корреляции годовых сумм осадков за гидрологиче-
108
Таблица 13
Изменчивость сумм положительных температур воздуха и сумм атмосферных осадков
п№ .п.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
|
|
|
|
|
Пункт наблюде |
м |
наблюде |
|
|
ний (метеостан |
Высота, |
Период ний |
||
ция) |
||||
|
|
|
||
|
| |
|
|
|
Ледник Федченко |
4169 |
1936— 1960 |
||
Тянь-Шань |
3614 |
1936—1960 |
||
Сары-Таш |
3155 |
1936— 1960 |
||
Тамынген |
3036 |
1936— |
1960 |
|
Мын-Джилка |
3015 |
1940—1960 |
||
Арпа |
3000 |
1954—1960 |
||
Иркештам |
2819 |
1940—1960 |
||
Алтын-Мазар |
2786 |
1936—1960 |
||
Б. Кызыл-Су |
2550 |
1948—1961 |
||
Дараут-Курган |
2220 |
1948—1960 |
||
Нарын |
2045 |
1936—1960 |
||
Сусамыр |
2091 |
1939—1960 |
||
Хайдаркан |
1908 |
1936—1960 |
||
Устье р. Терс |
1817 |
1936—1960 |
||
Пржевальск |
1780 |
1932—1966 |
||
Ак-Терек-Гава |
1748 |
1936—1960 |
||
Гульча |
1560 |
1928—1960 |
||
Устье р. Тосту |
1529 |
1928—1960 |
||
Талас |
1217 |
1936—1966 |
||
Джергитал |
1205 |
1936—1960 |
коэффи |
вариации |
|
Cv , |
циент |
2 4 t |
0,30
0,18
0,12
0,19
0,14
0,12
0,10
0,11
0,07
0,08
0,05
0,06
0,06
0,06
0,06
0,03
0,06
0,08
0,05
0,05
CUx' коэффициент |
вариации 2х |
0,32
0,14
0,22
0,14
0,16
0,16
0,27
0,30
0,12
0,24
0,23
0,18
0,19
0,27
0,18
0,22
0,24
0,23
0,29
0,20
rxt, коэффициент корреляции осад ков и сумм тем- пап отлгп
—0,40
0
—0,53
—0,10
—0,41
—0,81
—0,63
—0,30
0
—0,53
—0,13
—0,37
—0,46
—0,37
—0,38
—0,45
—0,65
—0,49
—0,35
—0,57
ский год (октябрь—сентябрь) и сумм положительных темпе ратур воздуха по абсолютному значению изменяются в преде лах 0—0,81 и имеют отрицательный знак, что указывает на от сутствие синхронности и на тенденцию к асинхронности коле баний данных метеорологических элементов. Это полностью подтверждает полученный автором вывод.
Следует отметить, что в последние годы отсутствие син хронности и тенденция к асинхронности в многолетних коле баниях осадков и теплового баланса подтверждены и другими авторами.
В 1959 г. была опубликована работа Ф. Э. Рубиновой {158], которая, на основании анализа данных многолетних наблюде ний по 11 метеорологическим станциям, подтвердила законо мерность этого явления для территории юга Средней Азии,
109
'Получив коэффициенты корреляции в пределах от —0,07
до —0,86.
А. В. Селоустьев и П. Н. Пономаренко в своей статье, опуб ликованной в 1970 г. и посвященной вопросу колебаний и из менений климата Киргизии, на основе^ анализа данных за 1882—1966 гг. по 6 метеорологическим станциям, также отме чают обратный характер многолетнего хода осадков и темпе ратур [162].
Отсутствие синхронности, а в ряде случаев тенденция к асинхронности в многолетнем ходе осадков и температур под тверждают разностные суммарные кривые, приведенные в ра боте И. П. Дружинина и др. [84], в частности, кривая, по строенная по многолетним данным метеорологической стан ции Джамбул, расположенной на территории Тянь-Шаня.
А. Н. Афанасьев [16] в своей монографии, посвященной многолетним колебаниям основных гидрометеорологических элементов на территории СССР, особенно в бассейне оз. Бай кал, пишет, «...что между многолетним ходом температур воз духа и атмосферными осадками в бассейне Байкала обычной корреляционной связи не существует» и что «...в циклическом ходе температуры и осадков отмечается явная асинхрон ность...». В заключении своей работы А. Н. Афанасьев прихо дит к выводу, что «общая закономерность во взаимодействии внутривековых циклических колебаний температуры воздуха и атмосферных осадков на территории СССР заключается в том, что циклы осадков, в сравнении с циклами температуры, запаздывают, как правило, в пределах до 3—6 лет. Развитие
•циклов осадков приходится на пониженные части циклов тем ператур. Такое влияние внутривековых колебаний температу ры на колебания осадков является следствием воздействия процессов атмосферной циркуляции».
Это последнее объяснение, которое дает А. Н. Афанасьев асинхронности внутривековых колебаний осадков и темпера тур, по-видимому, не вполне применимо к рассматриваемому нами явлению колебания годовых сумм, хотя, надо полагать, процесс атмосферной циркуляции и здесь оказывает опреде ленное влияние.
Можно высказать гипотезу, что интересующее нас явление тенденции к асинхронности колебаний годовых сумм указан ных метеорологических элементов обусловлено главным обра зом тем, что в годы, обильные осадками, выпадающими в го рах преимущественно в твердом виде, дополнительные затра ты тепловой энергии на их таяние отрицательно сказываются на общем тепловом балансе приземного слоя атмосферы. Это
должно усиливаться в высокогорной зоне, особенно в окру женных высокими горными хребтами котловинах, так как ос новная часть атмосферных осадков выпадает здесь в летнее время, что связано с развитием облачности и, следовательно, с уменьшением прихода солнечной радиации на земную по верхность. В годы, бедные атмосферными осадками, по-види- маму, имеет место обратное явление.
Обратимся теперь к вопросу о величине изменчивости го довых сумм осадков и сумм положительных температур воз духа, что также весьма важно для генетического объяснения особенностей колебания стока рек Средней Азии.
Как уже отмечалось, прежде считалось, что сток, образую щийся от таяния ледников и вечных снегов (талые воды Б), подвержен значительно меньшим колебаниям, чем объемы та лых вод сезонных снегов (талые воды А). Это объяснялось меньшей многолетней изменчивостью теплового баланса пе риода снеготаяния по сравнению с изменчивостью сумм осад ков и рассматривалось как одна из основных причин уменьше ния изменчивости годового стока рек Средней Азии с увеличе нием высот водосборов. Такого же мнения придерживался и автор на основании своих первых работ [23]. Это мнение сло жилось, главным образом, потому, что в исследованиях ис пользовались результаты наблюдений станций наиболее изу ченных в метеорологическом отношении равнинной и предгор ной зон Средней Азии. В частности, автор в упомянутой выше работе [23] располагал данными станций, находившихся на высотах от /00 до 1900 м.
Проведенный Е. В. Петряшовой [143] под руководством автора анализ накопленных за последнее время многолетних материалов наблюдений по высокогорным метеорологическим станциям (из 20 станций 6 имели отметки выше 3000 м), ха рактеризующих метеорологические условия в активной зоне области формирования стока, заставляет уточнить указанное выше представление. В табл. 13 и на рис. 36 представлены по лученные Е. В. Петряшовой данные об изменчивости основных метеорологических элементов с высотой местности. Они пока зывают, что многолетняя изменчивость годовых сумм осадков почти не изменяется с высотой, тогда как для годовых сумм положительных температур воздуха она явно увеличивается. В высокогорной зоне области формирования стока, где обра зуются талые воды вечных снегов и ледников, коэффициенты вариации годовых сумм положительных температур воздуха, как видно из табл. 13, достигают величин того же порядка, что и коэффициенты вариации годовых сумм осадков. Эта