Изучение формирования и изменения режима ледников

Размещено на http://allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

НИЖНЕВАРТОВСКИЙЭКОНОМИКО-ПРАВОВОЙ ИНСТИТУТ (филиал)

Кафедра математики и естественных наук

Направление «Экология и природопользование»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине «Гидрология »

Изучение формирования и изменения режима ледников

ВЫПОЛНИЛ: студент 2-го курса

Хандешина Анастасия

ПРОВЕРИЛ:

доцент кафедры математики

и естественных наук

Середовских Б.А.

НИЖНЕВАРТОВСК, 2015

Содержание

1. Что такое ледник, глетчер, фирн

2. Снеговая линия и ее виды

3. Типы ледников

4. Строение ледника

5. Питание ледника

6. Зона абляции ледника

7. Режим ледника

8. Движение ледников

1. Что такое ледник, глетчер, фирн

Леднимк -- масса льда преимущественно атмосферного происхождения, испытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяжести и принявшая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты. Ледники образуются в результате накопления и последующего преобразования твёрдых атмосферных осадков (снега) при их положительном многолетнем балансе.

Общим условием образования ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твёрдых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор. Однако, чем больше суммы осадков, тем выше могут быть температуры воздуха.

Глетчер - (нем. ледник), ледяная река, спускающаяся по долинам или с высоких гор, или в полярных странах. Глетчер служит одной из форм разгрузки громадного запаса снега и фирна, который в значительном количестве выпадает выше снеговой линии гор.

Для образования глетчеров в горах или в полярных странах необходимы определенные орографические условия: необходимо присутствие среди гор котловин, а равно и выход из этих котловин на склоны долин. Если таких условий нет - не будет и глетчеров, а все явление скопления снега и фирна выразится следующей картиной. Вершина гор явится покрытой, как бы шапкой, снегом, который близ снеговой линии вокруг горы будет образовать фирновое кольцо, которое, стаивая, будет питать большое количество ручейков, выбегающих из под фирна и своим слиянием образующих реки.

Фирн (от др.-в.-нем. firni -- прошлогодний, старый) -- плотно слежавшийся, зернистый и частично перекристаллизованный, обычно многолетний снег, точнее -- промежуточная стадия между снегом и глетчерным льдом. Плотность такой ледяной породы, состоящей из связанных между собой ледяных зёрен, лежит в пределах от 0,45 г/см? до 0,8 г/см?.

Превращение снега в фирн называется фирнизацией снега.

Фирн образуется в горах выше снеговой линии и в полярных областях, там, где выпавший снег не успевает за лето стаять.

· Если талой воды много, то снег быстро оседает, уплотняется, набухает и насыщается водой, и когда такая масса смерзается, возникает инфильтрационный фирн.

· Если температуры близки к нулю, но талая вода не заливает снег, а он только подтаивает и увлажняется, то снежинки быстро округляются и оседают, менее устойчивые мелкие зёрна постепенно вытаивают, доставляя питание для роста крупных, и в результате образуется режеляционный фирн.

· Если температуры всё время остаются ниже нуля, то снег уплотняется под давлением вышележащих слоёв, отдельные кристаллы льда (снежинки) начинают разрушаться, срастаться и перемещаться, плотно заполняя промежутки между собой, в результате формируется рекристаллизационный фирн.

2. Снеговая линия и ее виды

Снеговамя лимния -- уровень земной поверхности, выше которого накопление твёрдых атмосферных осадков преобладает над их таянием и испарением.

Снеговая линия формируется под воздействием климатических особенностей данной территории, прежде всего соотношения тепла и влаги, а также макро- и мезорельефа. Она представляет собой отражение нижнего уровня хионосферы в реальных условиях рельефа земной поверхности. Снеговая линия снижается в холодных и влажных районах и поднимается в тёплых и засушливых. В Антарктике она опускается до уровня моря, а в Арктике расположена на несколько сотен метров выше уровня моря. Наибольшей высоты снеговая линия достигает в сухих тропических и субтропических районах (на Тибетском нагорье и Южноамериканских Андах до 6,5 км), снижаясь на экваторе до 4,4 км.

Виды снеговой линии:

· Климатическая снеговая линия (теоретическая) -- нижняя граница сохранения части выпадающих твёрдых осадков на горизонтальной незатенённой поверхности.

· Уровень 365 -- самый низкий высотный уровень, на котором снежный покров лежит круглый год. Вычисляется интерполяцией вверх данных о продолжительности залегания снега.

· Истинная снеговая линия (местная) -- наивысшее положение снеговой линии в конце лета на реальной поверхности.

· Сезонная снеговая линия (граница сезонного снега) -- нижняя граница распространения снежного покрова в данный момент.

· Орографическая снеговая линия -- нижняя граница постоянных снежников.

3. Типы ледников

Ледники бывают трех типов:

· Покрывные

К покрывным ледникам можно отнести ледниковый щит Антарктиды (подробнее об Антарктиде читайте в этой статье), если его рассматривать как цельный покрывной ледник. В границах цельного покрова выделяют отдельные ледяные потоки, которые направлены от центра материка к периферии.

Среди них самый большой - это ледник Бирдмора (его ширина до 40 км, и длина 200 км.). Покрывные ледники Арктики значительно меньше по размерам.

· Шельфовые

Шельфовые ледники это плавучее продолжение материковых покрывных ледников. Самый большой среди них - шельфовый ледник Росса. Его площадь составляет около 487 000 км? . Протяженность с запада на восток составляет около 800 км, а с севера на юг -- около 850 км.

· Горно-долинные

Практически везде распространены горно-долинные ледники, от гребней Анд в Южной Америке и Килиманджаро в Африке (подробнее об этом материке читайте в этой статье) до вершин Гиндукушу, Гималаев, Тянь-Шаня и Памиру. Ледник Федченко - самый большой из горных ледников. Его площадь составляет около 700 км?.

4. Строение ледника

Каждый ледник состоит из областей питания и расхода, разделенных границей питания. В первой из них области питания (фирновая область, фирновый бассейн) накопление твердых атмосферных осадков (аккумуляция) больше их расхода на таяние, испарение, вынос снега ветром. Во второй - области расхода (область абляции, ледниковый язык) расход льда больше прихода.

Аккумуляция на ледниках слагается из твердых осадков, выпадающих из атмосферы в виде снега, крупы, града, ледяного дождя; нарастающих осадков, образующихся на поверхности снега и льда в виде изморози и гололеда; метелевого навевания снега и схода лавин с вышележащих склонов. Главным источником аккумуляции снега на ледниках являются твердые атмосферные осадки, связанные в основном с циклонической деятельностью.

Абляция - уменьшение массы ледника путем таяния, испарения, обвалов льда, сдувания снега ветром, откола айсбергов (для ледников высоких широт Арктики и Антарктики). Главная роль в абляции горных ледников принадлежит таянию снега и льда под влиянием солнечной радиации и тепла атмосферного воздуха. Роль испарения невелика. Этот вид абляции называют поверхностной абляцией. Различают еще внутреннюю и подледниковую абляции, обусловленные геотермическим теплом, теплом воды, проникающей в толщу ледника и под ледник по трещинам и ледниковым колодцам, а также теплом, выделяющимся в результате движения ледника и трения его о ложе. Роль внутренней и подледниковой абляций обычно много меньше, чем поверхностной.

Соотношение прихода и расхода массы снега и льда на леднике за определенное время называется балансом массы ледника. Нарастание массы снега и льда от предыдущей летней поверхности до максимума в конце зимы - зимний баланс массы, а уменьшение массы от максимума до конца периода таяния - летний баланс массы.

Годовой баланс массы - алгебраическая сумма годовой аккумуляции и годовой абляции.

Движение ледника - вязкопластическое течение и /или блоковое (глыбовое) скольжение льда по ложу и внутриледниковым разрывам и сколам, из области питания к концу ледника.

Скорость зависит от мощности льда, наклона ложа, температуры, времени и наличия воды в леднике. В процессе движения льда в ледниках возникают напряжения, как растяжения, так и сжатия, связанные с изменениями уклона ложа, сужением или расширением русла ледяного потока, изменениями условий на ложе, ускорением движения льда. Результатом растягивающих напряжений являются трещины, а сжимающих напряжений - складки, замыкающие трещины.

Ледниковый комплекс - совокупность закономерно расположенных ледниковых форм рельефа и ледниковых отложений, образовавшихся в концевой части ледника.

5. Питание ледника

Часть ледников имеет трехстороннее питание. Это относится в основном к долинным ледникам, имеющим хорошо развитые многокамерные цирки. Северные склоны этих цирков и отдельных их камер отличаются наибольшей заснеженностью и наличием сбросов и взбугрений фирна. Помимо снегопадов в питании ледника участвуют также снежные лавины и метели: они сносят снег с окружающих плато и склонов и концентрируют его в фирновом бассейне. Склоны, обращенные на запад, большей частью загружены слабее, чем склоны с восточной экспозицией. Эта неравномерность обусловлена перевеванием снега с первых на вторые господствующими здесь ветрами западных направлений. Вследствие этого западные склоны имеют большое количество выступающих из-под снега скалистых обнажений, которые служат одним из источников в формировании срединных и боковых морен.

Некоторые долинные ледники характеризуются двусторонним и даже односторонним питанием. Последнее в еще большей степени относится к ледникам типа каровых, висячих, шлейфовых и ледникам висячих долин, имеющим западную или восточную экспозицию. Наибольшее питание эти ледники получают с северного склона цирка и наименьшее -- с основного восточного или западного. Южная сторона цирка обычно совсем оголена от снега, и в этом случае она является главным поставщиком моренного материала. Боковые морены у этих ледников развиты неравномерно, притом наиболее выражены они с южной стороны, тогда как с северней появляются там, где исчезает снеговой покров.

Ледники плоских вершин получают питание с единственной северной заснеженной стороны склона, вследствие чего условия их существования хуже, чем у ледников с двух - и трехсторонним питанием;

6. Зона абляции ледника

Аблямция (лат. ablatio -- отнятие, убыль, устранение) в гляциологии -- уменьшение массы ледника или снежного покрова в результате таяния, испарения и механического удаления (например, его ветрового сноса) или разрушения (например, отделения айсбергов).

Абляция обусловлена главным образом климатическими факторами и поэтому может иметь сезонный характер.

Различают абляцию подледниковую, внутреннюю, поверхностную и механическую.

Причина подледниковой абляции -- внутреннее тепло Земли (выходящие в ложе ледника тёплые источники), а также тепло, порождённое трением ледника о ложе.

Внутренняя абляция проявляется при трении составных частей ледника, циркуляции воды и воздуха.

Поверхностная абляция возникает в результате изменений в тепловом балансе поверхности ледника. Поверхность ледника получает тепло от солнечной радиации и от воздуха.

Область абляции ледника -- часть ледника, расположенная ниже границы питания, где убыль льда в результате таяния и испарения превышает приход твёрдых осадков из атмосферы. Для долинных ледников областью абляции служит ледниковый язык, для покровных ледников -- краевые склоны или обрывы, от которых откалываются айсберги, образуя механическую абляцию.

Продолжающаяся деградация ледников в горных странах (причиной служит в основном повышение летних температур воздуха) происходит с разным темпом: к примеру, в то время как абляция ледников Эльбруса резко возросла в 1998--2000 годах и существенно уменьшилась в 2002--2004 годах, на Восточном Памире отступание концов ледников в последние годы происходит в 1,5 раза медленнее, чем в предыдущее десятилетие.

У концов или краёв многих ледников часто наблюдаются туннели, прорезанные потоками талых вод, которые устремляются по туннелям в сезон абляции. Значительные по размерам туннели выработаны в результате абляции в ледниках Менденхол на Аляске, Асулкан в Британской Колумбии (Канада), Ронском (Швейцария).

Абляционная морена -- бугристое скопление или непрерывный слой слабо связанных между собой обломков горных пород, которые были рассеяны в толще ледника, а затем отложились при понижении поверхности ледника вследствие абляции на донную морену, связанную с тем же ледником.

7. Режим ледника

снеговой ледник айсберг

Ледники сами по себе и как элементы природных систем - не пассивные образования: они движутся, меняют свои размеры и формы, возникают и исчезают, обмениваются массой и энергией с окружающей средой (атмосферой, подстилающими породами, водоемами, в которых они оканчиваются), изменяют эту среду, переходят в новое состояние.

Важнейшей характеристикой режима ледников служит их массообмен с окружающей средой, которым определяется существование и эволюция оледенения, его роль как природного ресурса и стихийных угроз. Области питания (аккумуляции) и расхода (абляции) разделяются границей питания ледника. Аккумуляция на ледниках увеличивается от высоких широт к низким вместе с повышением влагосодержания воздуха..

Основными глобальными закономерностями изменения режима ледников служат зависимости составляющих их баланса массы от широты и расстояния от океана, питающего ледники осадками. С уменьшением значений широты возрастают летние температуры воздуха на постоянной высоте, с ростом температуры ледники поднимаются вверх по рельефу, где и сохраняются.. От высоких широт к низким растет поступающая на сушу и на ледники солнечная радиация. Низкие значения температуры воздуха и солнечной радиации в высоких широтах приводят к небольшим скоростям таяния и аккумуляции на ледниках.

Это способствует поддержанию их существования и даже роста, поэтому в полярных зонах доминируют покровные ледники. В более южной широтной зоне (в Исландии, Скандинавии, в зоне вечной мерзлоты в Сибири, на Камчатке) ледники получают достаточно большие осадки и располагаются на высотных уровнях, где возможно накопление льда, концы их подвергаются интенсивному таянию, поэтому массообмен в ледниках чрезвычайно интенсивен.

В следующей, умеренной широтной зоне, в поясе альпийского орогенеза, существование оледенения поддерживается высокими горными цепями. Аккумуляция и абляция здесь весьма велики, например, на леднике Мер де гляс в Альпах значения аккумуляции достигают 670 г/см?. На ледниках тропического пояса скорость массообмена также велика, но меньше, чем в умеренном поясе из-за меньших размеров ледников.

Вторая глобальная закономерность изменения режима ледников состоит в уменьшении интенсивности массообмена в ледниковых системах по мере удаления их от океана, питающего их осадками.

Третья закономерность состоит в разной интенсивности массообмена на обращенных к влажным потокам сторонах горных систем и в их подветренных или внутренних частях. Однако масштаб изображения на картах не дает возможности проследить эту закономерность на всех ледниковых системах.

Процессы функционирования ледников, прежде всего их питания (аккумуляции) и движения и расхода (абляции) представлены на картах режима ледников. Значения аккумуляции-абляции на картах ледниковых систем изображаются «полями» - изолинейным способом. В мелком масштабе на карте (в Атласе снежно-ледовых ресурсов мира это масштабы 1: 1,5 млн - 1: 3 млн) невозможно отобразить каждый отдельный ледник, поэтому изолинии характеризуют обобщенные значения массообмена для всей ледниковой системы в целом.

8. Движение ледников

Причины движения ледников до конца не установлены. На этот счет было выдвинуто много теорий, но ни одна из них не принята гляциологами как единственно верная, и, вероятно, существует несколько взаимосвязанных причин. Сила тяжести является важным фактором, но отнюдь не единственным. В противном случае ледники быстрее двигались бы зимой, когда они несут дополнительную нагрузку в виде снега. Однако на самом деле они быстрее движутся летом. Таяние и повторное замерзание кристаллов льда в леднике, возможно, тоже способствуют движению благодаря силам расширения, возникающим в результате этих процессов. Талые воды, попадая глубоко в трещины и замерзая там, расширяются, что может ускорить движение ледника летом. Кроме того, талые воды у ложа и бортов ледника уменьшают трение и таким образом способствуют движению.

Независимо от причин, приводящих ледники в движение, его характер и результаты имеют некоторые интересные последствия. Во многих моренах встречаются хорошо отполированные только с одной стороны ледниковые валуны, причем на полированной поверхности иногда видна глубокая штриховка, ориентированная только в одном направлении. Все это свидетельствует о том, что, когда ледник двигался по скальному ложу, валуны были крепко зажаты в одном положении.

Случается, что валуны переносятся ледниками вверх по склону. Вдоль восточного уступа Скалистых гор в пров. Альберта (Канада) есть валуны, перенесенные более чем на 1000 км к западу и в настоящее время находящиеся на 1250 м выше места отрыва. Были ли приморожены к ложу придонные слои ледника, двигавшегося к западу и вверх к подножью Скалистых гор, пока не ясно. Более вероятно, что происходило повторное скалывание, осложненное надвигами. По мнению большинства гляциологов, в фронтальной зоне поверхность ледника всегда имеет уклон по направлению движения льда. Если это действительно так, то в приведенном примере мощность ледникового покрова превышала 1250 м на протяжении 1100 км к востоку, когда его край достиг подножья Скалистых гор. Не исключено, что она достигала 3000 м.

Литература

1.https://ru.wikipedia.org/wiki/%CB%E5%E4%ED%E8%EA

2. Глетчер // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). -- СПб., 1890--1907.

3. http://o-planete.ru/obolotchki-zemli/gidrosfera/ledniki.html

4. А.Ф.Трешников "Географический энциклопедический словарь. Понятия и термины". Москва, "Советская энциклопедия "1988.

5. Л.Д. Долгушин, Г.Б. Осипова. "Ледники". Москва, "Мысль", 1989

6.http://www.krugosvet.ru/enc/earth_sciences/geografiya/ledniki.html?page=0,1

Размещено на Allbest.ru