Лекция 8. Снежный покров.

Возникновение устойчивого снежного покрова. В жизни Земли сезонный снежный покров имеет большое значение. Он покрывает поверхность Земли на площади от 115 до 126 млн. км². Этот своеобразный теплоизоляционный слой отделяет поверхность суши от тропосферы, резко увеличивает альбедо, отражая до 80% поступающей солнечной радиации, и тем самым способствует охлаждению земной поверхности.

Формирование снежного покрова земного шара предопределяется общей циркуляцией атмосферы. С океанов прогретые воздушные массы поступают на охлажденные зимой материки. Это вызывает конденсацию влаги и превращение ее в снег. Особенно возрастает количество твердых осадков, если на пути воздушных течений располагаются хребты (Кордильеры, Скандинавские горы и т. д.).

На наветренных склонах гор происходят адиабатическое охлаждение воздушных масс и большое снегоотложение. При переходе воздушных масс через орографические препятствия они адиабатически нагреваются, поэтому осадков на подветренных склонах гор выпадает меньше.

Анализируя карту распределения снежного покрова на земном шаре, составленную Г. Д. Рихтером и Л. А. Петровой (с дополнениями В. М. Котлякова, 1968), можно установить основные закономерности распространения снежного покрова и продолжительности его залегания (см. практическую работу).

Распределение твердых осадков на территории России.На территории России осадки атлантического происхождения проникают на восток до меридиана озера Байкал, охватывая 79% площади страны, и лишь окраинные восточные районы (21 %) получают осадки тихоокеанского происхождения (см. практическую работу).

Продолжительность залегания снежного покрова.Большая продолжительность зимнего периода и наличие мощного сезонного снежного покрова почти на всей территории России объясняются положением страны преимущественно в умеренном, суб­арктическом и частично в арктическом климатическом поясах (только окраинные южные районы страны расположены в субтро­пическом климатическом поясе). Продолжительность за­легания устойчивого снежного покрова в пределах России (см. практическую работу).

Южная граница устойчивого снежного покрова в Северной Аме­рике достигает в декабре реки Миссисипи в том месте, где в нее впадает крупнейший правый приток — река Миссури. В Евразии южная граница проходит по проливу Па-де-Кале и Северо-Германскои низменности, северным предгорьям Крыма, Кавказа а на востоке – по северной части полуострова Кореи и острову Хоккайдо.

Высота снежного покрова. В горных районах западного полуша­рия, получающих обильные твердые атмосферные осадки с Тихого океана, высота снега достигает огромной величины. По данным М. Отуотера, на перевале Доннер-Саммит девятиметровые телефонные столбы бывают полностью занесены снегом В горнолыжном районе Алтая в «Зиму большого снега» выпало 15 м снега при средней его высоте 10-12 м. В эту же зиму в Сьеррах выпало 20 м снега. В горнолыжном районе Скво-Велли (Калифорния) в зиму сред­ней снежности выпадает до 10 м снега, такое же количество снега выпадает и в Рио-Бланко (Чили).

Снегопады часто сопровождаются единовременным гигантским приростом высоты снега. В зиму 1965 г., во время «Шторма Столетия» за 8 дней в Чили выпало 6 м снега. В 1962 г. в Рио-Бланко снегопад продолжался 74 ч, выпало 4 м снега, Рио-Бланко не только был погребен под снегом - он был затоплен им.

На территории России высота снежного покрова характеризуется (см. практическую работу).

Метелевый перенос снега.Распределение снежного покрова в горах крайне неравномерно. Оно зависит как от высоты и экспозиции склонов, так и от ветрового режима. Наиболее активно влияет на неравномерность снегонакопления в горах метелевый перенос. В России к районам с повышенной интенсивностью метелевых процессов (средние скорости ветров в 30 -50% случаев превышают 6 - 10 м/сек) относятся арктические острова, побережье Северного Ледовитого океана и все горные районы субарктического пояса (Хибины, Полярный и Приполярный Урал, горы Путорана и крайнего Северо-Востока). Так, на Полярном Урале число дней с метелями превышает 140-160. В высокогорных районах умеренного и субтропического климатических поясов (Кавказ, горы Прибайкалья и Забайкалья) интенсивный метелевый перенос снега зимой наблюдается лишь в верхнем поясе гор, выше границы леса и особенно в нивально-гляциальной зоне.

На участках ветровой и метелевой концентрации снега в горах и в отрицательных формах рельефа накапливаются снежные толщи более 10-15 м, а с крутых скальных выступов и выпуклых форм рельефа снег может сдуваться полностью.

Районирование территории России по высоте снежного покрова.На территории России выделяют пять групп районов, различающихся по высоте снежного покрова:

1. Бесснежные районы (высота снежного покрова 0-30 см). Они занимают значительную часть равнинных территорий юга Европейской части и неширокую полосу вдоль южной окраины Забайкалья и Дальнего Востока. Число дней со снежным покровом в пределах этих районов увеличивается по направлению с запада на восток и с юга на север от 15 - 20 дней на юге (Черноморское побережье Кавказа), 40—80 дней в средней полосе района и на востоке страны - более 140-160 дней.

2. Малоснежные районы (высота снежного покрова 30-50 см) неширокой полосой окаймляют с севера и северо-востока бесснежные районы и предгорья Кавказа, Арктическое побережье в пределах Европейской части России и Западной Сибири, а также равнины и крупные котловины Восточной Сибири.

3. Умеренно-смежные районы (высота снежного покрова 50-70 см) занимают почти все равнины севера европейской части, Западно-Сибирскую низменность, плоскогорья и большую часть среднегорий Восточной Сибири, Северо-Востока, Приморья и восточное побережье Камчатки. Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова в этих районах от 140 -160 дней западе и юге до 240-260 дней на севере и востоке.

4. Многоснежные районы (высота снежного покрова 70-100 см) занимают значительную часть Кольского полуострова, обширную территорию в Предуралье, в бассейне Енисея (между Дудинкой и устьем Ангары), горы Восточной Сибири, Северо-Востока, Приморья и значительную часть Камчатки. Продолжительность залега­ния устойчивого снежного покрова в этих районах 160 на западе и до 240-260 и более дней на севере и востоке страны.

5. Исключительно многоснежные районы (высота снежного по­крова более 100 см) расположены в основном в районах высокого­рий южного пояса гор, в водораздельной полосе и приводораздельной части западного склона Урала, в центральной части Средне-Сибирского плоскогорья и гор Путорана, в восточной части Камчатки. Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова в этих районах от 130-140 до 160-200 дней в горных районах юга европейской части России, на востоке страны - от 200 дней в районах Центральной Сибири до 260-280 дней на Северо-Востоке, в Приморье и на Камчатке.

В районах южного пояса гор в распределении снежного покро­ва отчетливо выражена высотная поясность: происходит последовательная смена поясов от малоснежных в предгорьях до исключительно многоснежных в высокогорьях.

Необходимо отметить, что внутри многоснежных и исключительно многоснежных районов могут быть выделены районы с особенно высоким снежным покровом, значительно превышающим 200-300 и более сантиметров. Исключительно большой мощности снежный покров достигает в местах схода лавин, в среднегорных и особенно высокогорных районах южного пояса гор и особенно на их наветреных макросклонах.

Стратиграфия снега как показатель особенностей природы.Послойное изучение снежного покрова свидетельствует о том, что стратиграфия снежной толщи хорошо отражает условия снегонакопления, характер грунта и запасов тепла в нем, изменения погод­ных условий в течение зимы. Изучение стратиграфии снежного по­крова с юга на север и с запада на восток на территории России показало, что в ней отражены зональные черты природы. Размеры и форма кристаллов снега, выпавших из атмосферы и составляющих снежный покров в данной местности, зависят от условий нижнего слоя атмосферы. Стратиграфия снежной толщи является функцией физико-географических условий. Снежная толща, находясь постоянно под воздействием физико-географической обстановки, подвергается процессам диагенеза, приобретает все новые и новые свойства.

Объективными показателями, отражающими влияние внешних условий на строение, состав и свойства снега, являются:

1) общий характер стратиграфического разреза толщи (структура и текстура слоев, а также их взаимное расположение в разрезе);

2) количественные показатели структуры снежного покрова - форма и размеры кристаллов, плотность слоев, контактная и эффективная поверхности зерен, кристаллов или их агрегатов.

Значение снежного покрова для географической среды.Снежный покров оказывает огромное влияние на природные особенности территории: на климат, гидрологические процессы, формирование специфических форм рельефа, почвообразование, жизнь растений и животных .

1. Влияние снежного покрова на состав приземных слоев водуха. Снежный покров нарушает нормальный газообмен между приземными слоями воздуха и почвой, а также изолирует почву от глубокого промерзания. Благодаря этому некоторые растения под снегом даже вегетируют. Рыхлая поверхность снега и инея поглащают азотистые соединения, поэтому снеговые воды удобряют почву.

2. Влияние снежного покрова на запыленность и прозрачность воздуха. Снежинки адсорбируют носящиеся в воздухе пыль и вредные газы и тем самым очищают воздух. Скопление пыли в толще снега способствует усиленному его таянию, в результате чего в окрестностях крупных промышленных центров снежный покров в радиусе около 30 км сходит на-две недели раньше, чем в более удаленных от промышленных предприятий территориях. Это свойство снега особенно важно в связи со все увеличивающимся загрязне­нием атмосферы.

3. Влияние на температурный режим приземных слоев воздуха. Благодаря высокому альбедо снега температура поверхности снежного покрова обычно ниже, чем температура поверхности почвы и температура нижних слоев воздуха. Поэтому над снежной поверх­ностью наблюдаются температурные инверсии.

4. Влияние на атмосферное давление. Скопление холодного и плотного воздуха над снежной поверхностью способствует возникновению антициклональных систем большой устойчивости.

5. Влияние на влажность воздуха. Так как поверхность снега имеет более низкую температуру, чем прилежащий воздух то, как правило, наблюдается конденсация водяного пара на поверхности снега, вследствие чего снежный покров иссушает воздух.

Снежный покров имеет большое значение и для гидрологических процессов.

1. Снежный покров принимает существенное участие в питании рек, большинство величайших рек России относится к рекам снегового питания.

2. Снег, как уже говорилось, легко перераспределяется ветром. Метелевый перенос снега может способствовать огромной концент­рации снега в отрицательных формах рельефа, питать ледники. Концентрация снега приводит к усилению овражной эрозии в лесостепной и степной зонах.

3. Снег, накапливающийся на поверхности ледяного покрова озер и рек, благодаря своим высоким теплоизоляционным свойствам препятствует нарастанию мощности льда.

Рельефообразующая роль остатков снежного покрова - снеж­ников определяет то, что при пятнистом залегании снежного покрова резко возрастают перепады температуры в окраинных участках снежных полей, в результате чего усиливается морозное выветривание. Чем дольше в теплое время года существуют снежные пятна, тем значительнее влияние их на рельеф. Сплошной снежный покров консервирует рельеф, так как препятствует развитию эрозионных процессов.

Продолжительность залегания снежного покрова способствует естественному отбору растений по степени морозоустойчивости. На­пример, надежным признаком лавинной опасности отдельных участков территории является обнаружение неожиданного состава рас­тительности, свойственной более высоким растительным зонам, в местах долгого залеживания лавинного снега.

Снежные мелиорации.Снежные мелиорации - эффективный способ повышения производительности земледелия. Они способствуют улучшению теплового режима и увлажнению почвогрунтов.

Главная задача при снежных мелиорациях - защита посевов яровых и зимующих культур. Снежный покров создает запасы влаги к началу сева ранних яровых культур и предопределяет температурный режим почвы в зимнее время.

Показателем условий для перезимовки озимых культур служит средний из абсолютных минимумов температуры почвы на глубине 3 см (глубина залегания узлов кущения, от жизнедеятельности которых зависит перезимовка растений). Нормальная перезимовка озимых протекает при температуре почвы на глубине залегания узла кущения от 15 до 5°С. Минимальные температуры ниже и выше этих температур приводят к гибели озимых.