ИСТИНА

Доля горных ледников в площади оледенения Земли составляет не более 3%, но они играют исключительную роль в региональном водном балансе из-за возможных резких колебаний ледникового стока. Ледники горных систем, равно как и вся криосфера в целом, особо чувствительны к изменениям климата, обусловленным естественными причинами и антропогенным воздействием, а их реакция на эти изменения крайне динамична, что иногда ведет к непредсказуемым эффектам из-за недостаточной изученности природно-социальных связей. В предгорьях таких горных систем, как Кавказ, проблема ожидаемых изменений в оледенении встаёт с особой остротой, поскольку от эволюции ледников зависят колебания жидкого стока местных рек: доля ледникового питания в них весьма существенна. Наблюдаемое в последние десятилетия ускорение сокращения оледенения Кавказа до сих пор не даёт ответа , откликом на какие сдвиги (природного или техногенного характера) является такая динамика. Решение этой проблемы необходимо прежде всего для понимания, насколько драматичных изменений в водных ресурсах предстоит ждать в ближайшем и отдалённом будущем, чтобы заранее разработать адекватные адаптационные меры. Для выяснения ожидаемых перемен в режиме и стоке с ледников предусмотрены детальные исследования динамики водно-ледового баланса в прошлом (реконструкции), настоящем (мониторинг) и будущем (прогноз). Проект направлен на решение такой задачи для горной системы Кавказа. Количественно охарактеризовать изменения водно-ледовых ресурсов и дать качественную оценку эволюционным сдвигам можно лишь там, где уже накоплена статистическая база для подобных построений. В этой связи идеальным полигоном для исследований становится репрезентативный ледник Джанкуат, чей уникальный, еще ни разу с 1967/68 г. не прерывавашийся масс-балансовый ряд удерживает 8-е место в мире по своей продолжительности (первое - в России), а сам он возведен Всемирной службой мониторинга ледников при ЮНЕСКО в ранг одного из дюжины реперных ледников планетарного значения. Реализация проекта позволит к концу его срока, в 2024 г., довести длину непрерывной серии значений баланса массы Джанкуата до 57 лет. Проектом предполагается обновлённый анализ господствующих тенденций баланса массы, его компонентов и геометрии ледника, выявляемых по мере ежегодного получения новых данных в итоге полевых исследований. Попутно в рамках проекта планируется исследовать динамику ледника Джанкуат модельными методами. Трансформация контура ледника до конца XXI века будет рассчитана на трехмерной модели неполного 2-го порядка (модель Блаттера-Паттена, Blatter-Pattyn model). Климатические проекции в рамках сценариев RCP2.6 (минимальный) и RCP8.5 (максимальный) будут получены путем регионализации данных регионального моделирования в рамках проекта CORDEX (CMIP5). Достоверность прогностических построений всецело зависит от точности входной информации. получаемой на современном этапе. Из-за этого проектом предполагается создание модели, учитывающей блоки, ранее не фигурирующие в аналогичных алгоритмах. В первую очередь, это учёт эффекта разрастания и утолщения чехла поверхностной морены – процесса, который уже сейчас начинает играть возмущающую роль в состоянии ледника, по своей интенсивности соизмеримую с влиянием климатических изменений. Однако тогда как современные тренды климата в большей степени направлены в сторону, негативно сказывающуюся на бюджете ледника, бронирующее действие моренного чехла вызывает противоположный, компенсационный эффект. Количественно оценить итоговый перевес той или иной тенденции позволит лишь ввод в прогностические модели моренного блока на основе материалов прямого инструментального масс-балансового мониторинга и повторных мореносъёмок. С другой стороны, работами по проекту предстоит решить также нерешённую пока задачу – влияния динамического перераспределения масс льда между северным и южным макросклонами Кавказа в тех местах, где в гребневой части существуют перемётные комплексы. Именно такая ситуация складывается в ледниковой системе Джанкуат – Лекзыр, поскольку лёд здесь дивергентно растекается в обе стороны – как в Россию, так и в Грузию. Хоть этот случай не уникален на Кавказе, учёт такой характерной черты Джанкуата требует ввода соответствующего расчётного блока в модель, чтобы уточнить прогностические оценки, коль скоро данный ледник продолжает играть роль репрезентативного для всего Кавказа, а конечный смысл любых режимных гляциологических наблюдений состоит в обоснованности экстраполяции балансовых данных по одному опорному объекту на всю гляциальную систему.

The share of mountain glaciers in the glaciated area of the Earth is no more than 3%, but they play an exceptional role in the regional water balance due to possible sharp fluctuations in glacial runoff. The Earth’s cryosphere, and alpine glaciers in particular, respond dynamically being exclusively sensitive to climate change, caused not only by natural reasons, but by recently progressing anthropogenic impact as well, that results sometimes in unpredictable effects due to complexity and insufficient studies of relationships between nature and society. A problem of anticipated changes in glaciated areas is more than acute in the foothills of such mountain systems as the Caucasus, since glacier evolution predetermines liquid run-off fluctuations of the local rivers: the share of glacier-derived discharge is considerable there. The acceleration of the reduction of glaciation in the Caucasus observed in recent decades still does not give an answer – with which shifts (of natural or technogenic origin) such dynamics deals. The solution to this problem is necessary, first of all, to understand how dramatic changes in water resources are to be expected in the near and distant future, in order to develop adequate adaptation measures in advance. For revealing present trends in glacier regime and liquid run-off in the Caucasus, the project is aimed at detailed investigations of the dynamics of water and ice balance in the past (reconstruction), present (monitoring) and future (forecast). The project is aimed at solving such a problem for the Caucasus mountain system. Quantitative estimates of these trends and justified application of mathematic methods for simulating glacier state are possible only for those glaciological objects which possess statistically reliable database. In this regard, the representative Djankuat Glacier becomes an ideal testing ground for research, whose unique mass-balance series, which has never been interrupted since 1967/68, holds the 8th place in the world in terms of its duration (the first in Russia). It is erected by the World Glacier Monitoring Service, UNESCO, to the rank of one of a dozen reference glaciers of planetary importance. The implementation of the project will allow by the end of its term, in 2024, to bring the length of the continuous series of Djankuat mass balance values up to 57 years. The project envisions an updated analysis of the prevailing trends in mass balance, its components, and glacier geometry as new data are collected annually from field studies. At the same time, within the framework of the project, study of Djankuat Glacier dynamics is planned using model methods. The transformation of the glacier contour by the end of the XXIst century will be calculated on a three-dimensional model of an incomplete 2nd order (Blatter-Pattyn model). Climate projections within the RCP2.6 (minimum) and RCP8.5 (maximum) scenarios will be obtained by regionalizing regional modeling data within the CORDEX project (CMIP5). The reliability of predictive constructions depends entirely on the accuracy of the input information, obtained at the present stage. Hence, the project is supposed to create a model with some peculiar blocks that have not previously appeared in similar algorithms. First of all, this refers to taking into account the effect of the growth and thickening of the superficial moraine - a process that is already beginning to play a disturbing role in the state of the glacier, in its intensity commensurate with the influence of climatic changes. However, while current climate trends mainly affect the budget of the glacier negatively, the armoring effect of the debris cover causes the opposite, compensatory effect. A quantitative estimate of the final preponderance of a particular trend will be possible only by introducing a debris block into the forecast models based on the materials of direct instrumental mass-balance monitoring as well as on repeated debris thickness surveys. On the other hand, the work on the project will also have to solve an unresolved problem – to evaluate the influence of the dynamic redistribution of ice masses between the northern and southern macro-slopes of the Caucasus where its crestal part is represented by twinned glaciers. Such is the situation in the Djankuat - Lexyr glacial system. Ice here divergently spreads in both directions - both to Russia and to Georgia. Although this case is not unique in the Caucasus, this is a peculiar feature of the Djankuat Glacier. It requires the input of an appropriate calculation block into the model in order to refine predictive estimates, as long as this glacier continues playing the role of representative for the entire Caucasus, whereas the ultimate sense of any regime glaciological observations consists in the validity of extrapolating balance data, derived for a single reference object, for the entire glacial system.

Общий план работ, ожидаемые результаты: 2022-2024 (программа ежегодного 4-5-месячного мониторинга) - полевые режимные наблюдения для расчета аккумуляции, абляции и баланса массы репрезентативного ледника Джанкуат; сопутствующие метеорологические наблюдения на леднике и в приледниковом поясе; гидрологические работы на замыкающем створе бассейна для расчета объема стока; наблюдения за физико-химическими характеристиками ледникового стока (температура, минерализация, ионный состав, изотопный состав, мутность и т.п.) при помощи современных автоматизированных методов; геодезические измерения колебания конца ледника; геоморфологические и гидрологические обследования смежных нестабильных участков в верховьях долины Адыл-су (в первую очередь, прорывоопасных прогляциальных Башкаринских озёр); маршрутные обследования ледников в других долинах Центрального Кавказа для оценки репрезентативности Джанкуата; насыщение базы данных локальной геоинформационной системы. 2022 – расчет баланса массы ледника Джанкуат за предыдущие сезоны; эксперимент по применению беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для построения цифровой модели рельефа, периодического картографирования внутрисезонной динамики снеговой линии и дистанционного снятия отсчётов с абляционных реек, выставленных в труднодоступных и опасных местах; вычерчивание обновлённой топооосновы ледника в масштабе 1:10000; вычисление вклада лавин в аккумуляцию ледника Джанкуат за 2021/22 и за все предшествующие годы, обеспеченные требуемой информацией (по фондовым материалам), верификация гипотезы об обратной зависимости фоновой снежности зимы и доли лавинной подпитки горного ледника; обновление базы данных по метеостанциям с длинными рядами наблюдений (в том числе на южном макросклоне Кавказа); проведение сплошной мореносъёмки ледника Джанкуат; построение новой карты толщины моренного покрова на леднике; экспериментальный анализ многолетней базы данных «Джанкуат» при помощи искусственного интеллекта; подготовка НО-модели: а) калибровка модельных параметров в динамическом блоке; б) разработка алгоритма для описания эволюции моренного чехла; в) модификация масс-балансовой модели и ее калибровка на данных наблюдений; г) валидация модели на исторических данных. 2023 - картографирование степени влияния моренного чехла на подморенное таяние по всей площади ледника; модификация расчётной абляционной схемы с учётом новой карты влияния морены; проведение численных экспериментов по воспроизведению современной динамики системы переметных ледников Джанкуат-Лекзыр; обновление карты скоростей движения льда на леднике Джанкуат; анализ изменений в геометрии ледника за предшествующие 55 лет; поиск скрытых эволюционных закономерностей с помощью программы машинного обучения; проведение радиолокационной съёмки на ранее не охваченных участках ледника (в первую очередь, в джанкуатском секторе пригребневого Джантуганского фирнового плато); определение полного объёма ледника Джанкуат, включая ледосбор на грузинской стороне хребта; построение карты подледного рельефа по итогам наложения поля мощности ледника на топооснову; запуск эксперимента по оценке вклада катабатических и феновых эффектов в таяние снега и льда в период абляции. 2024 - проведение численных экспериментов для расчета проекций системы переметного ледникового комплекса Джанкуат-Лекзыр в разных климатических условиях до конца XXI в.; составление альтернативных реконструкций и прогнозов с помощью традиционной, но обновлённой коррелятивной расчётной схемы по длинным рядам метеостанций; выявление новейших трендов в масс-балансовых и геометрических показателях ледника Джанкуат; завершение экспериментальной программы измерения базовых характеристик горно-долинной циркуляции с расчётом турбулентного теплоообмена во время фёнов и катабатических ветров. Намечено докладывать результаты работ по проекту на конференциях и симпозиумах в разных городах России и за рубежом.

Коллектив работает в сфере режимной гляциологии 48 лет. В активе - маршрутные обследования ледников разных горных систем Земли для выявления изменений. Сохранён начатый с 1967/68 г. непрерывный комплексный мониторинг на опорном леднике Кавказа – Джанкуате (программы МГД, МГП и пр.). Достигнуто: * описание механизма формирования стока с ледника и горно-ледникового бассейна путём совместного изучения балансов массы, тепла и воды; * методика фотогеодезического определения баланса массы и его компонентов; * анализ закономерностей изменения объекта за период прямых наблюдений по 7 разновременным картам; * количественная оценка устойчивости и трансформации во времени полей бюджетных показателей ледника (аккумуляции, абляции, баланса массы) и его динамических характеристик (составляющие вектора скорости); * роль моренного чехла в теплофизике ледника; * эффект разрастания поверхностной морены на изменения гипсометрии языка и на объём ледникового стока, соизмеримый по значимости для эволюции ледника с его реакцией на климатический сигнал; * опыт составления гляциологических реконструкций; * концепция взаимосвязи морфометрии и скорости движения ледника с мощностью льда, косвенный расчет на этой основе ледовых ресурсов Джанкуата; * определение периода полного обращения массы ледника и датирования моренных комплексов изотопными методами; * схема дегляциации в бассейне Джанкуат после малой ледниковой эпохи; * опыты по прогнозированию эволюции ледника (вероятностно-статистическим и детерминированным путями, физическим моделированием); * авторские математические модели таяния в горно-ледниковом бассейне; * радиолокационные съёмки горного ледника для картографирования его мощности и сезонной аккумуляции снега. Всемирная служба мониторинга ледников (ЮНЕСКО) возвела Джанкуат в число 10-12 опорных ледников Земли.

Для ледника Джанкуат на Кавказе будет получена самая длинная в России серия прямых измерений баланса массы и его компонентов, а также охарактеризованы следствия происходящих климатических перемен в гляциальном поясе: сокращения площади оледенения. отступания концов ледников, подъёма границы питания, изменения объёма жидкого ледникового стока. Выявленные долгосрочные тенденции важны для рационального планирования хозяйства и природопользования. В прогностическом ключе будет количественно охарактеризована эволюция репрезентативного для Кавказа ледника Джанкуат в конце XXI в.: изменение массы ледника и ледникового стока, сокращения площади, изменение геометрии ледника. Также будет количественно определена роль эволюционирующего моренного чехла в замедлении деградации ледника и оценен эффект миграции ледораздела на пригребневом Джантуганском плато в динамике и бюджетном состоянии Джанкуата.