Динамическая геоморфология - Ананьев Г.С.
ISBN 5-211-01618-1
Скачать (прямая ссылка):
Изучение термического режима снежного покрова и пограничной полосы на контакте " снег-грунт" показало следующее.
Термический режим снежного покрова определяется преимущественно теплообменом на поверхности и в меньшей степени между грунтом и снегом (Войтковский, 1989). Снег слабо пропускает солнечную радиацию, из-за чего его верхний слой поглощает около 90% радиации. Это приводит к тому, что даже при отрицательных температурах воздуха на поверхности снега появляется тонкая ледяная корка, под которой происходит частичное оплавление кристаллов. Суточные изменения температуры не проникают в снежник глубже чем на 0,5 м.
Таблица 21 Колебания температуры грунта в вершинном поясе хр. Свидовец с 24/VI по 30/VI
Местонахождение Температура, 0C Амплитуда
датчика термографа в ареале снежника максимальная минимальная суточных температур,
0C
2 м от края снежника 16 4 10-12
У края снежника, на контакте "снег-грунт" 11 4 3-5
Под снежником. Мощность снега 0,45 м. Датчик прислонен к поверхности грунта 0,5 0,3 0-0,2
Если на открытых солнечных склонах гор (например, в Восточных Карпатах) зимой наблюдается до 20 'переходов через 0° температуры поверхности скал в течение 10 дней, то под снегом резкие колебания температуры практически отсутствуют (табл. 21).
267
Наблюдения за колебаниями температуры грунта у края снежника и под снегом ранее проводились в Хибинах (В.Ф. Перов), в Арктике (Л.Н. Чигир), в Забайкалье (Г.С. Ананьев) и привели к выводам, что поверхность пород (покрытых снежной толщей мощностью более 0,5 м) находится в состоянии термомеханического равновесия (Швецов и др., 1981). При таянии край снежника отступает с высокой скоростью (более 1 см/ч) и не в состоянии обеспечить неравновесные термомеханические условия, которые могли бы привести к усилению морозного выветривания.
Поэтому гипотеза о " вгрызании" снежников в склоны, сложенные твердыми (скальными) породами за счет усиления выветривания при резких перепадах температур грунта на контакте "грунт - снег", требует существенных уточнений.
В этом отношении большой интерес представляет гипотеза П.Ф. Швецова и М.М. Корейши (1981). Если принять положение о том, что амплитуда суточных температур грунта под снегом (мощностью более 0,5 м) весной и летом близка к нулю, а окружающая снежник поверхность свободна от снега и имеет иной режим нагревания и остывания, то можно представить себе модель термомеханического развития, описывающую две части поверхности.
Рис. 55. Положение снежника у задней стенки кара и его влияние на нивационные процессы (по П.Ф. Швецову и М.М. Корейше, 1981, с дополнениями): 1 - снег, 2 - граниты, 3 - подвижная часть поверхности (согласно модели), 4 - неподвижная или слабо подвижная часть поверхности, t0 -амплитуда температуры воздуха, Ah - деформация поверхности
Первая часть - ложе под снежником равновесно и мал о под-
вижно; вторая - окружающая снежник поверхность нагревается в течение суток на 20-30° выше средней суточной температуры, и вследствие этого обладает значительно большей подвижностью, измеряемой миллиметрами (рис. 55). Соединение обеих частей -подвижной и неподвижной - проходит по узкой полосе, пограничной между снежником и оголенным ложем ниши или кара, где горизонтальный температурный градиент достигает 12-15° на 1 м (Швецов и др., 1981). Термомеханические напряжения здесь пропорциональны коэффициенту теплового расширения и градиенту температуры породы. Эти напряжения одновременно включают изгиб, растяжение и сдвиг. По мнению П.Ф. Швецова и М.М. Ko-рейши, они настолько велики (см. рис. 55), что породы испытывают сильное дробление, т.е. происходит предварительная подготовка мелкозема к его выносу талыми водами снежника.
Изучение влажностного р ежима снежников при их таянии, грунтов под снегом и у края снежника так же выявило свои особенности.
Таяние снега начинается в приповерхностном слое за счет проникающей солнечной радиации или на поверхности - за счет турбулентного обмена при температуре воздуха выше 0°. Образующаяся при этом талая вода может, во-первых, стекать по поверхности снежника; во-вторых, просачиваться сквозь снег до его основания (т.е. концентрироваться на ложе снежника); в-третьих, замерзать внутри толщи снега, образуя ледяные линзы (Вой-тковский, 1989). В общем случае фильтрация воды сквозь снег снижает его прочность и является одной из причин образования лавин из мокрого снега и водоснежных потоков.
По данным К.Ф. Войтковского, вода обволакивает зерна снега пленками, которые могут перемещаться под действием молекулярных и менисковых сил в капиллярах между зернами. При низкой температуре снега пленочная вода замерзает на зернах, повышая их температуру, из-за чего при насыщении снега водой его температура становится близкой к 0°. У наиболее распространенных видов снега коэффициент фильтрации воды колеблется от 0,02 до 5 м/с. Миграция талых вод сквозь снег приводит к формированию: 1) горизонта инфильтрационного льда, залегающего на сезонномерзлом грунте ложа снежника; 2) подснежного стока, в результате чего образуются каналы стока. В обоих случаях это способствует тому, что на завершающем этапе существования снежника его нижняя поверхность опирается как на целые участки скального грунта, так и на отдельные наиболее крупные обломки. Это, безусловно, способствует развитию снежниковой "эрозии" и подснежниковой "суффозии".
