Оценка снегозапасов в горах юго-востока Западной Сибири | Вестн. Том. гос. ун-та. 2010. № 336.

Оценка снегозапасов в горах юго-востока Западной Сибири

Проведена оценка запасов воды в снежном покрове для горной территории юго-востока Западной Сибири. Построена картаснегозапасов по бассейнам рр. Томи и Бии с использованиемданных спутников NOOA TERRA и автоматизированного программного пакета «SNOW».

Estimation of snow storage in Southeastern mountains of Western Siberia.pdf Основную долю в питании сибирских рек составляютТоми). На южных склонах берут начало рр. Ульмень италые воды, образующиеся за счет таяния накопившихсяЛебедь - правые притоки Бии.твердых осадков за зимний период года. Для прогнозаФизико-географические условия бассейнов Бии имаксимальных уровней воды и объема речного стока заТоми (климат, характер рельефа, растительность) впериод весеннего половодья, оценки увлажнения почвобщих чертах сходны, что указывает и на общностьталыми водами, расчетов снеговой нагрузки на сооруже-условий снегонакопления. В зависимости от высоты иния при проектировании мероприятий по борьбе со снеж-местоположения снег устанавливается в октябре-ными заносами - важно точнее оценить запасы воды вноябре, сходит в марте-мае. Климат исследуемой тер-снежном покрове и динамику таяния снега в весеннийритории находится под воздействием трех типов цир-период. Новую информацию о территориальном распре-куляции воздушных масс: северная меридиональная,делении снежного покрова дает космический мониторинг.южная меридиональная, западный перенос [5]. ПоАнализ натурных наблюдений за снежным покровом иданным метеорологической станции Турочак, харак-первых снимков со спутников проведен многими иссле-теризующей климатические показатели на высотедователями до 80-х гг. прошлого века [1-3]. Спустя 30 лет326 м, многолетний минимум средней месячной тем-появилась возможность использовать модернизированноепературы воздуха приходится на январь - 26,5°C,спутниковое оборудование и разработанные новейшиесредняя годовая температура - 4,3°C. Годовое коли-методики определения снегозапасов на недоступных длячество осадков на высотах выше 1500 м составляетчеловека высотах.более 900 мм, из них 30-40% выпадает в твердом ви-Цель статьи - оценка запасов воды в снежном по-де. Высота снежного покрова распределяется нерав-крове для горной территории юго-востока Западнойномерно. В горной части высота снега достигает 2-Сибири по бассейнам рр. Бии и Томи до 2007 г. и апро-3 м, а на подветренных склонах местами до 10 м.бация методики их получения с помощью космическойСредний многолетний запас воды в снежном покровеинформации, предложенной в работах [1, 4]. Для ис-в бассейне Бии изменяется от 150 до 760 мм, а в бас-следуемых водосборов выполняется впервые.сейне Томи от 300 до 600 мм [5, 6].Общая площадь бассейнов рр. Бии и Томи, распо-Величина снегозапаса наветренных и подветренныхложенных в пределах одной из сложных орографиче-склонов различается кратно. На безлесных пространст-ских систем, - 129 000 км2. Рельеф местности сильновах существенным фактором неравномерности распре-расчленен и покрыт лесной, лесостепной и степнойделения снежного покрова является ветровой перенос,растительностью. Бассейны Бии и Томи граничат поблагодаря которому значительные массы снега сносят-хребту Бийская грива. С его северных склонов начина-ся к лесным опушкам и накапливаются в руслах вре-Т а б л и ц а 1Высота водосборов и метеопунктов, расположенных в бассейнах рек, среднее многолетнее значение слоя стока второго квартала и запаса воды на 20 мартаются истоки рр. Кондомы и Мрас-Су (левые притокименных водотоков.Река - постСредневзвешенная высота водосбора (H), мСредний много-летний слой стока за второй квартал, ммПункт наблюде-нийВысота пункта на-блюдений, мСредний многолетний запас воды в снеге на 20 марта, ммр. Лебедь -Усть Лебедь400250Турочак326173 Курмач-Байгол480149 Артыбаш436148р. Кондома -пгт. Кузедеево510406Кондома354301р. Мрас-Су -п. Усть-Кабырза770364Усть-Кабырза411201В табл. 1 приводятся данные о величинах средних многолетних запасов воды в снеге на 20 марта и стока за второй квартал в бассейнах рр. Лебедь, Кондома и Мрас-Су, из которых видно, что сток весеннего половодья пре-184вышает снегозапасы, измеренные в пунктах наблюдений. Это объясняется нерепрезентативностью снегомерных маршрутов, которые в основном освещают снегонакопле-ние в долинах, где накапливается меньше снега, чем насклонах гор, а также участием весенних осадков, выпа-Величины снегонакопления на высотах до 500 мдающих в период снеготаяния и после схода снега на ув-освещается наземными данными, а от 1000 до 2000 м,лажненную талыми водами поверхность бассейнов.где формируются максимальные снегозапасы, стацио-Данные метеорологических наблюдений за снеж-нарные наблюдения отсутствуют. В верхних зонахным покровом на исследуемой территории использу-запас воды в снеге определяется косвенными метода-ются по пяти репрезентативным станциям за период сми (высотные зависимости, балансовые расчеты и1951 по 2007 г. Теснота связи между значениями снего-т.д.). Дистанционные методы изучения снежного по-запаса, измеряемого на 20 марта, представлена величи-крова позволяют оценивать методом «теплового про-нами коэффициентов парной корреляции, которые из-явления» заснеженность достаточно больших терри-меняются от 0,47 до 0,92 (табл. 2).торий [1].Т а б л и ц а 2Значения коэффициентов парной корреляции (r) по величине среднемноголетнего запаса воды на 20 мартаМетеостанцияТурочакКондомаУсть-КабырзаКурмач-БайголАртыбашТурочак10,760,750,920,78Кондома0,7610,470,680,60Усть-Кабырза0,750,4710,670,76Курмач-Байгол0,920,680,6710,47Артыбаш0,780,600,760,471В Среднесибирском УГМС и Институте леса СО РАН в 1995-1996 гг. были разработаны программные элементы автоматизированной системы оперативной оценки площади заснеженности по результатам много-зональной космической съемки (программный пакет «SNOW») [4]. Первоначально для получения космиче-ских снимков использовались снимки спутника NOOA. Данная технология успешно применялась для разра-ботки методики прогнозов горных рек Сибири. Однако при работе с бассейнами, имеющими большие площади хвойных лесов (лесные районы бассейна Томи и сопре-дельные территории Алтая и Саян), возникали трудно-сти с дешифрированием сезонной снеговой линии. Проблема повышения точности определения снеговой линии в лесу была в основном решена при получении снимков спутника TERRA (радиометр MODIS), кото-рый проводит наблюдения в диапазонах спектра, необ-ходимых для классификации снежного покрова, а так-же имеет более высокое линейное разрешение съемки.Для определения снегозапасов на основе информа-ции о высоте снеговой границы применялся метод «те-плового проявления», который был предложен Ю.М. Денисовым для Средней Азии по материалам аэрофотосъемки. Подробное описание метода изложе-но в статье [1].Впервые для Алтая метод использовался с приме-нением космических снимков станции «Салют». В статье приводится карта [2], построенная для района Белухи (Катунский хребет) на основе расчета снего-запасов по высоте снеговой линии. Авторы показали, что даже единичные снимки существенно уточняют характер изолиний в горных районах, и указали на большие возможности метода при изучении последо-вательной серии снимков.Рис. 1. Карта-схема изолиний снегозапаса на 20 марта 2004 г.185Расчет запаса воды в снеге по космическим сним-наземных пунктов наблюдений за ходом температурыкам ведется в следующей последовательности:воздуха и осадков.1..Получение разновременных космических сним-5. В полученном поле точек величин снегозапаса ков со спутника TERRA.можно провести изолинии величины снегозапаса (по-2..Отбор снимков с отчетливо дешифрируемой сне-строить карту), выделить районы и т.д.говой линией (отсутствием облачности и свежевыпав-На рис. 1 приводится карта изолиний снегозапаса нашего снега в предыдущие съемке дни, а также учет20 марта, построенная для 2004 г., по которой полученплощадей, занятых темнохвойными лесами). Возможнооптимальный набор снимков (более 10), пригодных дляиспользование снимка для отдельной части бассейна,цифровой обработки. Величины запаса воды в снежномотдельно взятого района, где отсутствует облачность.покрове в бассейнах Бии и Томи изменяются от 100 до3..Формирование базы данных о пространственных450 мм. Сравнительная оценка точности построенной координатах и высотах точек вдоль сезонной снеговойкарты (табл. 3) проводилась по наблюденным значени-линии на дату снимка с применением программногоям снегозапаса (данные наземных снегомерных съе-пакета «SNOW» [4].мок), а также ее сравнением с картой, опубликованной4..На основе метода «теплового проявления» в из-в работе В.С. Ревякина [3]. Относительные отклонения бранной точке пространства получаем величину воз-снятых с карты значений снегозапаса, по сравнению с можного снегозапаса [1], которую в последующем при-данными снегомерных съемок 2004 г., не превышают водим к определенной дате с использованием данных20% (см. рис. 1).3.Сравнительная оценка снегозапасов, полученная разными методамиТ а б л и ц а 3СтанцияСнегозапас по данным наблюде- ний на 20 марта 2004 г., ммСнегозапас по карте, полученной на осно- ве спутниковой информации на 20 марта 2004 г., ммОтноситель-ная ошибка расчета, %Средний много- летний снегоза- пас по данным наблюдений, ммСнегозапас по карте из рабо- ты В.С. Ревя- кина, мм [3]Относитель-ная ошибка расчета, %Турочак175186618915120Кондома264240930725019Усть-Кабырза21826019216433100Кебезень14415791651594Артыбаш18719651611544Обработка спутниковой информации за другие годыние спутниковой информации для оценки заснеженно-(1996-2007) для уточнения хода изолиний запасов водысти речных бассейнов позволяет получать достоверныев снеге в каждом отдельном году и среднемноголетнихвеличины снегозапасов в горных районах, где стацио-значений продолжается, но уже очевидно, что примене-нарные наземные наблюдения не проводятся.

Ключевые слова

космоснимки, снегозапас, р. Бия, р. Томь, space photos, snow storage, the river Tom, the river Biya

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Игловская Наталья ВалентиновнаТомский государственный университетсоискатель кафедры гидрологии геолого-географического факультетаnigls@bk.ru
Вершинина Ирина ПавловнаТомский государственный университетассистент кафедры природопользования геолого-географического факультетаipvershinina@rambler.ru
Всего: 2

Ссылки

Модина Т.Д. Климат Республики Алтай. Новосибирск: НПУ, 1997. С. 177.
Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сер. 3. Многолетние данные. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993 Ч. 1-6, вып. 20.
Ревякин В.С. и др. Снежный покров Алтае-Саянской области // Труды МГИ. 1979. Вып. 35. С. 109-120.
Бураков Д.А., Кашкин В.Б., Сузинин А.И. и др. Методика определения заснеженности речного бассейна по спутниковым данным для оперативных прогнозов стока // Метеорология и гидрология. 1996. № 8. С. 100-109.
Гарелик И.С, Гринберг А.М., Кренке А.Н. Использование материалов съемок со спутников для гляциологических исследований // Известия АН СССР. Сер. Геогр. 1975. № 1. С. 93-101.
Котляков В.М., Ходаков В.Г., Гринберг А.М. Тепловое проявление снежно-ледовых объектов как метод количественной интерпретации аэрокосмической информации // Известия АН СССР. Сер. Геогр. 1981. № 3. С. 127-132.
 Оценка снегозапасов в горах юго-востока Западной Сибири | Вестн. Том. гос. ун-та. 2010. № 336.

Оценка снегозапасов в горах юго-востока Западной Сибири | Вестн. Том. гос. ун-та. 2010. № 336.

Полнотекстовая версия