Реакция высокогорных озер западного Памира на изменение климата (на примере озера Варшезкуль Нижнее, Горно-Бадахшанская автономная область, Таджикистан)

Деградация оледенения Памира, рост площади озер, изменение стока рек, увеличение числа и риска опасных процессов преимущественно являются ответом на повышение летних температур. Показано влияние климатических изменений на рост потенциальной опасности возникновения прорывных паводков и селей в западном Памире, на примере типичного ледникового бассейна р. Варшездара, бассейн р. Гунт. Площадь ледниковых озер в бассейне р. Варшездара – Варшезкуль Верхнее, подпруженного скальными породами и Варшезкуль Нижнее, удерживаемого рыхлообломочной моренной перемычкой с ледяным ядром, – за последние 40 лет увеличилась в 3 раза (с 51.7 тыс. м² до 173 тыс. м²), а площадь ледника Варшез уменьшилась на 11% (с 7 млн м² до 6.2 млн м²). Детальные полевые исследования бассейна, включавшие батиметрическую съемку и аэросъемку, позволили выявить нестабильность водоудерживающей перемычки оз. Варшезкуль Нижнее, а в долине реки – наличие активного каменного глетчера с большим количеством материала, потенциально вовлекаемого в селевой поток. Измеренный объем оз. Варшезкуль Нижнее оценивается в 1.94 млн м³, а Варшезкуль Верхнее – в 3.57 млн м³. На основании соотношения обвальной массы и излитого объема воды предполагается, что при порыве одновременно двух озер опорожнится половина объема верхнего озера и полностью нижнее озеро, таким образом, объем прорывного паводка составит 3.725 млн м³. Максимальный расход прорывного паводка при таком объеме оценивается в 650 м³/с, что соответствует расходу селевого потока 1000 м³/с. По результатам математического моделирования получено, что скорость добегания такого потока до населенных пунктов составляет всего 0.1 ч, потоки затопят конус выноса, разрушат строения и автодорогу, расположенные на нем, на глубину до 3–4 м, при скоростях течения до 3 м/с. Полученные результаты можно принять во внимание при изучении других ледниковых бассейнов западного Памира, в которых расположены растущие ледниковые озера и существуют те же потенциально опасные обстановки.

1. Bajracharya S.R., Mool P.K., and Shrestha B.R. Impact of climate change on Himalayan glaciers and glacial lakes: case studies on GLOF and associated hazards in Nepal and Bhutan // International Centre for Integrated Mountain Development (ICIMOD), 2007.

2. Wang X., Siegert F., Zhou A. G., and Franke J. Glacier and glacial lake changes and their relationship in the context of climate change, Central Tibetan Plateau 1972–2010 // Global and Planetary Change. 2013. Vol. III. P. 246–257.

3. Rasul G., Chaudhry Q.Z., Mahmood A., Hyder K.W., and Dahe Q. Glaciers and glacial lakes under changing climate in Pakistan // Pakistan Journal of Meteorology. 2011. Vol. 8. No. 15. P. 1–8.

4. Paul F., Kääb A., and Haeberli W. Recent glacier changes in the Alps observed by satellite: Consequences for future monitoring strategies // Global and Planetary Change. 2007. Vol. 56. No. 1–2. P. 111–122.

5. Soldati M., Corsini A., and Pasuto A. Landslides and climate change in the Italian Dolomites since the Late glacial // Catena. 2004. Vol. 55. No. 2. P. 141–161.

6. Huggel C., Clague J.J., and Korup O. Is climate change responsible for changing landslide activity in high mountains? // Earth Surface Processes and Landforms. 2012. Vol. 37. No. 1. P. 77–91.

7. Aggarwal S., Rai S.C., Thakur P.K., and Emmer A. Inventory and recently increasing GLOF susceptibility of glacial lakes in Sikkim, Eastern Himalaya // Geomorphology. 2017. Vol. 295. P. 39–54.

8. Kumar B. and Murugesh Prabhu T.S. Impacts of climate change: Glacial lake outburst floods (GLOFs) // Climate Change in Sikkim Patterns, Impacts and Initiatives. Information and Public Relations Department, Government of Sikkim, Gangtok. 2012.

9. Докукин М.Д., Черноморец С.С., Савернюк Е.А., Запорожченко Э.В., Бобов Р., Пирмамадов У. Барсемская селевая катастрофа на Памире в 2015 году и ее аналоги на Центральном Кавказе // Геориск. 2019. Т. 13. № 1. С. 26–36.

10. EM-DAT | The international disasters database [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.emdat.be/ (дата обращения: 31.03.2020).

11. IPCC, 2019: Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems / P.R. Shukla, J. Skea, E. Calvo Buendia, V. MassonDelmotte, H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, P. Zhai, R. Slade, S. Connors, R. van Diemen, M. Ferrat, E. Haughey, S. Luz, S. Neogi, M. Pathak, J. Petzold, J. Portugal Pereira, P. Vyas, E. Huntley, K. Kissick, M. Belkacemi, and J. Malley [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2019/11/SRC-CL-Full-Report-Compiled-191128.pdf (дата обращения: 25.02.2021).

12. Mergili M. and Schneider J.F. Regional-scale analysis of lake outburst hazards in the southwestern Pamir, Tajikistan, based on remote sensing and GIS // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2011. Vol. II. No. 5. P. 1447–1462.

13. Gruber F.E. and Mergili M. Regional-scale analysis of high-mountain multi-hazard and risk indicators in the Pamir (Tajikistan) with GRASS GIS // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2013. Vol. 13. No. 11. P. 2779–2796.

14. Shangguan D., Liu S., Ding Y., Ding L., Xiong L., Cai D., Li G., Lu A., Zhang S., and Zhang Y. Monitoring the glacier changes in the Muztag Ata and Konggur mountains, east Pamirs, based on Chinese Glacier Inventory and recent satellite imagery // Annals of Glaciology. 2006. Vol. 43. P. 79–85.

15. Pohl E., Gloaguen R., and Seiler R. Remote sensingbased assessment of the variability of winter and summer precipitation in the Pamirs and their effects on hydrology and hazards using harmonic time series analysis // Remote Sensing. 2015. Vol. 7. No. 8. P. 9727-9752.

16. Mergili M., Schneider D., Worni R., and Schneider J. Glacial lake outburst floods in the Pamir of Tajikistan: challenges in prediction and modelling // Italian Journal of Engineering Geology and Environment. 2011. P. 973–982.

17. Komatsu T. and Watanabe T. Glacier-Related Hazards and Their Assessment in the Tajik Pamir: A Short Review // Geographical Studies. 2014. Vol. 88. No. 2. P. 117–131.

18. Xenarios S., Gafuro, A., Schmidt-Vogt D., Sehring J., Manandhar S., Hergarten C., Shigaeva J., and Foggin M. Climate change and adaptation of mountain societies in Central Asia: uncertainties, knowledge gaps, and data constraints // Regional Environmental Change. 2019. Vol. 19. No. 5. P. 1339–1352.

19. Винниченко С.М., Бахтдавлатов Р.Д., Шафиев Г.В. Снижение степени риска при катастрофических последствиях геологических процессов на горных сейсмоактивных территориях // Мат-лы междунар. конф. по организации мониторинга за оползнями в Центральной Азии. Ташкент. 2003. С. 58–60.

20. Кидяева В.М., Черноморец С.С., Савернюк Е.А., Крыленко И.Н., Докукин М.Д., Висхаджиева К.С., Бобов Р.А., Пирмамадов У.Р., Мародасейнов Ф.О., Раимбеков Ю.Х., Курбонмамадов Д.А. Моделирование прорывов горных озер и селевых потоков в Горно-Бадахшанской автономной области, Таджикистан // Третьи Виноградовские чтения. Грани гидрологии / Сб. докл. междунар. науч. Конф. памяти выдающегося русского гидролога Юрия Борисовича Виноградова. СПб. 2018. С. 897–902.

21. Раимбеков Ю.Х. Исследование геологических угроз Горного Бадахшана Республика Таджикистан // Вестник РУДН. Сер. Инженерные исследования. 2012. № 1. С. 96–100.

22. Mergili M., Müller J.P., and Schneider J.F. Spatio-temporal development of high-mountain lakes in the headwaters of the Amu Darya River (Central Asia) // Global and Planetary Change. 2013. Vol. 107. P. 13–24.

23. Bolch T., Kulkarni A., Kääb A., Huggel C., Paul F., Cogley J.G., Frey H., Kargel J.S., Fujita K., Scheel M., Bajracharya S., and Stoffel M. The state and fate of Himalayan glaciers // Science. 2012. Vol. 336. No. 6079. P. 310–314.

24. Khromova T.E., Osipov G.B., Tsvetkov D.G., Dyurgerov M.B., and Barry R.G. Changes in glacier extent in the eastern Pamir, Central Asia, determined from historical data and ASTER imagery // Remote Sensing of Environment. 2006. Vol. 102. No. 1–2. P. 24–32.

25. Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 14. Средняя Азия. Выпуск 3. Бассейн р. Амударьи / Под ред. В.М. Федотовой. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 472 с.

26. Khromova T., Nosenko G., Kutuzov S., Muraviev A., and Chernova L. Glacier area changes in Northern Eurasia // Environmental Research Letters. 2014. Vol. 9. No. 1. P. 015003.

27. Коновалов В.Г., Вильямс М.В. Многолетние колебания оледенения и стока рек Центральной Азии в современных климатических условиях // Метеорология и гидрология. 2005. №. 9. С. 69–83.

28. Оледенение Северной и Центральной Евразии в современную эпоху / Ананичева М.Д., Глазовский А.Ф., Десинов Л.В., Казанский А.Б., Китаев Л.М., Коновалов В.Г., Кононов Ю.М., Кренке А.Н., Кутузов С.С., Лебедева И.М., Мачерет Ю.Я., Михаленко В.Н., Муравьев А.Я., Носенко Г.А., Осипова Г.Б., Попова В.В., Рототаева О.В., Тарасова Л.Н., Турков Д.В., и Хмелевской И.Ф. М.: Институт географии РАН, 2006. 482 с.

29. Bhambri R., Bolch T., and Chaujar R.K. Frontal recession of Gangotri Glacier, Garhwal Himalayas, from 1965 to 2006, measured through high-resolution remote sensing data // Current Science. 2012. Vol. 102. No. 3. P. 489–494.

30. Kääb A., Berthier E., Nuth C., Gardelle J., and Arnaud Y. Contrasting patterns of early twenty-first-century glacier mass change in the Himalayas // Nature. 2012. Vol. 488. No. 7412. P. 495–498.

31. Yde J.C. and Paasche Ø. Reconstructing climate change: not all glaciers suitable // Eos, Transactions American Geophysical Union. 2010. Vol. 91. No. 21. P. 189–190.

32. Финаев А.Ф. Природные условия формирования водных ресурсов // Доклады АН Респ. Таджикистан. 2003. Т. 46. № 11–12.

33. Ниязов Д.Б., Калашникова О.Ю., Мирзохонова С.О. Влияние климатических изменений на сток реки Гунт (приток реки Пяндж, бассейн реки Амударья, Таджикистан) за период 1940–2016 гг. // Изв. АН Респ. Таджикистан. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук. 2019. № 3. С. 84–91.

34. Докукин М.Д., Шагин С.И. Особенности динамики ледниковых озер с подземными каналами стока (анализ разновременной аэрокосмической информации) // Криосфера Земли. 2014. Т. 18. № 2. С. 47–56.

35. Яблоков А.А. Сели Таджикистана. Душанбе: Мир путешествий, 2009. 15 с.

36. Устойчивость горных озер Центральной Азии. Риски воздействия и принятие мер. Оценочный доклад. Душанбе. 2008. 51 с.

37. Раимбеков Ю.Х., Мародасейнов Ф.О. Опасные природные процессы и явления на малых водосборах в бассейне реки Гунт (Горно-Бадахшанская автономная область, республика Таджикистан) // Геориск. 2019. № 2. С. 52–62.

38. Petrakov D.A., Tutubalina O.V., Aleinikov A.A., Chernomorets S.S., Evans S.G., Kidyaeva V.M., Krylenko I.N., Norin S.V., Shakhmina M.S., and Seynova I.B. Monitoring of Bashkara glacier lakes (Central Caucasus, Russia) and modelling of their potential outburst // Natural Hazards. 2012. Vol. 61. No. 3. P. 1293–1316.

39. Барышников Н.Б. Гидравлические сопротивления речных русел. СПб: Изд-во РГГМУ, 2003. 147 с.

40. Черноморец С.С., Савернюк Е.А., Крыленко И.В., Крыленко И.Н., Кидяева В.М., Рудой А.Н., Висхаджиева К.С., Аршинова М.А., Куровская В.А. Батиметрическая съемка озер Куленкуль (Дузахдара), Варшезкуль, Патхур (Чапдара), Джизев, Хавраздара и моделирование возможных прорывов. М.: Геофак МГУ, 2018. 278 с.

41. Somos-Valenzuela M.A., McKinney D.C., Byers A.C., Rounce D.R., Portocarrero C., and Lamsal D. Assessing downstream flood impacts due to a potential GLOF from Imja Tsho in Nepal // Hydrology & Earth System Sciences. 2015. Vol. 19. No. 3. P. 1401–1412.

42. Shrestha A.B., Eriksson M., Mool P., Ghimire P., Mishra B., and Khanal N.R. Glacial lake outburst flood risk assessment of Sun Koshi basin, Nepal // Geomatics, Natural Hazards and Risk. 2010. Vol. 1. No. 2. P. 157–169.

43. Huggel C., Haeberli W., Kääb A., Bieri D., and Richardson S. An assessment procedure for glacial hazards in the Swiss Alps // Can. Geotech. J. 2004. Vol. 41. P. 1068–1083.

44. Виноградов Ю.Б. Метод расчета гидрографа паводка при прорыве подпруженного ледником озера // Селевые потоки. 1976. № 1. С. 138–153.

45. Виноградов Ю.Б. Гляциальные прорывные паводки и селевые потоки. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 154 с.