Математическое моделирование ледников Эльбруса в XXI в. часть 1. Гляциологическая модель и постановка численных экспериментов


https://doi.org/10.31857/S2076673424030015

Полный текст:




Аннотация

Выполнен прогноз изменения параметров ледников Эльбруса до 2100 г. В модели расчёт поверхностного баланса массы производится с учётом влияния трансформирующегося моренного покрова; движение льда и морены рассчитывается с помощью уравнения неразрывности. Адаптация модели к ледникам Эльбруса включает в себя задание экзарационного источника моренного покрова, что соответствует геологическим особенностям региона.


Об авторах

Т. Н. Постникова
Институт водных проблем РАН; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия


О. О. Рыбак
Институт водных проблем РАН; Институт природно-технических систем; Earth System Science and Departement Geografie, Vrije Universiteit Brussel
Россия


А. C. Губанов
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия


X. Зеколлари
Department of Water and Climate, Vrije Universiteit Brussel
Бельгия


М. Хусс
Hydrology and Glaciology (VAW), ETH Zürich; Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research (WSL); Department of Geosciences, University of Fribourg
Швеция


Список литературы

1. Докукин М.Д., Хаткутов А.В. Озёра у ледника Малый Азау на Эльбрусе: динамика и прорывы // Лёд и Снег. 2016. Т. 56. № 4. С. 472–479. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-4-472-479

2. Золотарёв Е.А. Эволюция оледенения Эльбруса. Картографо-аэрокосмические технологии гляциологического мониторинга. М.: Научный мир, 2009. 240 с.

3. Золотарёв Е.А. Теоретические основы картографо-аэрокосмических технологий дистанционного мониторинга опасных гляциальных процессов высокогорных геосистем. Дис. на соиск. уч. степ. д-ра геогр. наук. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2013. 207 с.

4. Золотарёв Е.А., Харьковец Е.Г. Эволюция оледенения Эльбруса после малого ледникового периода // Лёд и Cнег. 2012. Т. 52. № 2. С. 15–22.

5. Корнева И.А., Рыбак О.О., Сатылканов Р.А. Климатические проекции для Центрального и Внутреннего Тянь-Шаня на основе данных CORDEX // Фундаментальная и прикладная климатология. 2023. Т. 9. № 2. С. 133–164. https://doi.org/10.21513/2410-8758-2023-2-133-164

6. Котляков В.М., Хромова Т.Е., Носенко Г.А., Муравьёв А.Я., Никитин С.А. Ледники в горах России (Кавказ, Алтай, Камчатка) в первой четверти XXI века // Лёд и Снег. 2023. Т. 63. № 2. С. 157–173. https://doi.org/10.31857/S2076673423020114

7. Лаврентьев И.И., Петраков Д.А., Кутузов С.С., Коваленко Н.В., Смирнов А.М. Оценка потенциала развития ледниковых озёр на Центральном Кавказе // Лёд и Снег. 2020. Т. 60. № 3. С. 343–360. https://doi.org/10.31857/S2076673420030044

8. Ледники и климат Эльбруса (Отв. ред. В.Н. Михаленко). М., СПб.: Нестор-История, 2020. 372 с.

9. Лурье П.М., Панов В.Д. Влияние изменения климата на современное оледенение и сток рек северного склона Большого Кавказа // Устойчивое развитие горных территорий. 2013. № 2. С. 70–77.

10. Лурье П.М., Панов В.Д. Изменение современного оледенения северного склона Большого Кавказа в ХХ в. и прогноз его деградации в XXI в. // Метеорология и гидрология. 2014. № 4. С. 68–76.

11. Оледенение Эльбруса (Под ред. Г.К. Тушинского). Изд-во Московского университета, 1968. 346 с. Поповнин В.В., Резепкин А.А., Тиелидзе Л.Г. Разрастание поверхностной морены на языке ледника Джанкуат за период прямого гляциологического мониторинга // Криосфера Земли. 2015. Т. 19. № 1. С. 89–98.

12. Постникова Т.Н., Рыбак О.О. Глобальные гляциологические модели: новый этап в развитии методов прогнозирования эволюции ледников. Часть 1. Общий подход и архитектура моделей // Лёд и Снег. 2021. Т. 61. № 4. С. 620–636. https://doi.org/10.31857/S2076673421040111

13. Постникова Т.Н., Рыбак О.О. Глобальные гляциологические модели: новый этап в развитии методов прогнозирования эволюции ледников. Часть 2. Постановка экспериментов и практические приложения // Лёд и Снег. 2022. Т. 62. № 2. С. 287–304. https://doi.org/10.31857/S2076673422020133

14. Рыбак О.О., Рыбак Е.А., Корнева И.А. Ожидаемое изменение поверхностного баланса массы ледникового комплекса Эльбруса в условиях глобального потепления // Международный научно-исследовательский журнал. 2019. №. 12 (90). С. 135–141. https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.90.12.027

15. Торопов П.А., Михаленко В.Н., Кутузов С.С., Морозова П.А., Шестакова А.А. Температурный и радиационный режим ледников на склонах Эльбруса в период абляции за последние 65 лет. // Лёд и Снег. 2016. Т. 56. № 1. С. 5–19. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-1-5-19

16. Хромова Т.Е., Носенко Г.А., Глазовский А.Ф., Муравьев А.Я., Никитин С.А., Лаврентьев И.И. Новый Каталог ледников России по спутниковым данным (2016–2019 гг.) // Лёд и Снег. 2021. Т. 61. № 3. С. 341–358. https://doi.org/10.31857/S2076673421030093

17. Черноморец С.С. Селевые очаги до и после катастроф. М.: Научный мир, 2005. 180 с.

18. Anderson L.S., Anderson R.S. Modeling debris-covered glaciers: response to steady debris deposition // The Cryosphere. 2016. V. 10. No. 3. P. 1105–1124. https://doi.org/10.5194/tc-10-1105-2016

19. Bozhinskiy A.N., Krass M.S., Popovnin V.V. Role of debris cover in the thermal physics of glaciers // Journal of Glaciology. 1986. V. 32. № 111. P. 255–266.

20. Compagno L., Huss M., Miles E.S., McCarthy M.J., Zekol lari H., Dehecq A., Pellicciotti F., Farinotti D. Model ling supraglacial debris-cover evolution from the sin gle-glacier to the regional scale: an application to High Mountain Asia // The Cryosphere. 2022. V. 16. No. 5. P. 1697–1718.

21. Eyring V., Bony S., Meehl G.A., Senior C.A., Stevens B., Stouffer B., Taylor K.E. Overview of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) experimental design and organization // GeoscientificModel Development. 2016. V. 9. No. 5. P. 1937–1958. https://doi.org/10.5194/gmd-9-1937-2016

22. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Hora´nyi A., Sa bater J.M., Nicolas J. Global reanalysis: goodbye ERA-Interim, hello ERA5 // ECMWF newsletter. 2019. Т. 159. С. 17–24.

23. Hugonnet R., McNabb R., Berthier E., Menounos B., Nuth Ch., Girod L., Farinotti D., Huss M., Dussail lant I., Brun F., Kääb A. Accelerated global glacier mass loss in the early twenty-first century // Nature. 2021. V. 592. P. 726–731. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03436-z

24. Huss M., Farinotti D. Distributed ice thickness and volume of all glaciers around the globe // Journ. of Geophysical Research: Earth Surface. 2012. V. 117. P. F4. https://doi.org/10.1029/2012JF002523

25. Huss M., Hock R. A new model for global glacier change and sea-level rise // Frontiers in Earth Science. 2015. V. 3. P. 54. https://doi.org/10.3389/feart.2015.00054

26. IPCC, 2021: In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Summary for Policymakers. (Ed. by V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani, S. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J. Matthews, T. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, B.E. Zhou): Cambridge Universi ty Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, 2021. P. 31.

27. Kutuzov S., Lavrentiev I., Smirnov A., Nosenko G., Petra kov D. Volume changes of Elbrus glaciers from 1997 to 2017 // Frontiers in Earth Science. 2019. V. 7. № 153. https://doi.org/10.3389/feart.2019.00153

28. Mattson L.E., Gardner J.S., Young G.J. Ablation on debris covered glaciers: an example from the Rakhiot Glacier, Punjab, Himalaya // Snow and glacier hydrology. 1993.

29. Østrem G. Ice melting under a thin layer of moraine, and the existence of ice cores in moraine ridges // Geografiska Annaler. 1959. V. 41. № 4. P. 228–230. https://doi.org/10.1080/20014422.1959.11907953

30. Petrakov D.A., Krylenko I.V., Chernomorets S.S., Krylenko I.N., Tutubalina O.V., Shakhmina M.S. Debris flow hazard of glacial lakes in the Central Caucasus. In 4th International Conference on Debris-Flow Hazards Mitigation. Chengdu: Millpress, Rotterdam, 2007. P. 703–714.

31. Postnikova T., Rybak O., Gubanov A., Zekollari H., Huss M., Shahgedanova M. Debris cover effect on the evolution of Northern Caucasus glaciation in the 21 st century // Frontiers in Earth Science. 2023. V. 11. 22 p. https://doi.org/10.3389/feart.2023.1256696

32. RGI Consortium. Randolph Glacier Inventory (RGI) – A dataset of global glacier outlines: Version 6.0. Technical Report. Global Land Ice Measurements from Space, Boulder, Colorado, USA. 2017. https://doi.org/10.7265/N5-RGI-60

33. Rounce D.R., Hock R., McNabb R.W., Millan R., Sommer C., Braun M.H. Distributed global debris thick ness estimates reveal debris significantly impacts gla cier mass balance // Geophysical Research Letters. 2021. V. 48. No. 8. e2020GL091311. https://doi.org/10.1029/2020GL091311

34. Tielidze L.G., Bolch T., Wheate R.D., Kutuzov S.S., Lavren tiev I.I., Zemp M. Supra-glacial debris cover changes in the Greater Caucasus from 1986 to 2014 // The Cryosphere. 2020. V. 14. P. 585–598. https://doi.org/10.5194/tc-14-585-2020, 2020

35. Tielidze L.G., Wheate R.D. The Greater Caucasus Glacier Inventory (Russia, Georgia and Azerbaijan) // The Cryosphere. 2018. V. 12. P. 81–94. https://doi.org/10.5194/tc-12-81-2018

36. Shahgedanova M., Nosenko G., Kutuzov S., Rototaeva O., Khromova T. Deglaciation of the Caucasus Mountains, Russia/Georgia, in the 21st century observed with AS TER satellite imagery and aerial photography // The Cryosphere. 2014. V. 8. P. 2367–2379. https://doi.org/10.5194/tc-8-2367-2014

37. Verhaegen Y., Huybrechts P., Rybak O., Popovnin V.V. Mod elling the evolution of Djankuat Glacier, North Cau casus, from 1752 until 2100 AD // The Cryosphere. 2020. V. 14. № 11. P. 4039–4061. https://doi.org/10.5194/tc-2019-312

38. Verhaegen Y., Rybak O., Popovnin V.V., Huybrechts P. Quantifying supraglacial debris‐related melt‐altering effects on the Djankuat Glacier, Caucasus, Russian Federation // Journ. of Geophysical Research: Earth Surface. 2024. 129(4), e2023JF007542. https://doi.org/10.1029/2023JF007542

39. WGMS. Fluctuations of Glaciers Database. 2022 // World Glacier Monitoring Service, Zurich, Switzerland. https://dx.doi.org 10.5904/wgms-fog-2022-09. On-line access: https://dx.doi.org/10.5904/wgms-fog-2022-09. (Last access: 14 January 2024).

40. Zekollari H., Huss M., Farinotti D. Modelling the future evolution of glaciers in the European Alps under the EURO-CORDEX RCM ensemble // The Cryosphere. 2019. V. 13. P. 1125–1146. https://doi.org/10.5194/tc-13-1125-2019


Дополнительные файлы

Для цитирования: Постникова Т.Н., Рыбак О.О., Губанов А.C., Зеколлари X., Хусс М. Математическое моделирование ледников Эльбруса в XXI в. часть 1. Гляциологическая модель и постановка численных экспериментов. Лёд и Снег. 2024;64(3):303-325. https://doi.org/10.31857/S2076673424030015

For citation: Postnikova T.N., Rybak O.O., Gubanov A.S., Zekollari H., Huss M. Mathematical modeling of Elbrus glaciers in the 21st century. Part 1. Glaciological model and setup of numerical experiments.. Ice and Snow. 2024;64(3):303-325. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S2076673424030015

Просмотров: 106

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)