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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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