Погода
Погода — архитектор лавин
Вовсе не случайно, что большинство естественных лавин сходит во время или сразу после снегопадов, поскольку снежная толща не способна выдержать на склоне значительного количества свежего снега, выпавшего за короткий промежуток времени. Погода даже в большей степени, чем другие факторы, влияет на устойчивость снежного покрова, меняя равновесие между силами сцепления и нагрузки. Давайте посмотрим, как выпадение осадков, ветер и температура воздуха воздействуют на это равновесие.
Осадки
(тип, количество, продолжительность, интенсивность)
Влияние осадков заключается в увеличении веса снежной толщи, а значит, и нагрузки на нее. Новый снегопад или дождь, особенно сильный, может сделать снег крайне неустойчивым. Важное различие между этими двумя типами осадков состоит в том, что свежий снег может усилить прочность снежной массы, в какой-то мере связывая ее. Ливень же увеличивает вес, не добавляя прочности слоев. Кроме того он ослабляет удерживающие силы, разрушая связи между зернами снега и между снежными слоями. Хотя влажный снег и может быть крайне нестабильным, но после промерзания он также может оказаться прочным и устойчивым. Пропитанные дождем слои превращаются в ледяные корки, помогающие спаивать структуру снежной толщи. Однако эти корки образуются беспорядочно внутри толщи и на поверхности. Особенно гладкие образуют отличное ложе для будущего схода лавины.
Насколько свежий снег связан со старым, имеет не меньшее значение, чем тип и количество выпавших осадков. Как правило, шероховатые, неправильные и неровные поверхности с ямками способствуют более прочному сцеплению действуя как естественные «якоря», чем гладкие. Например, тонкий слой не консолидированного (не связанного) снега, лежащий поверх очень гладкой ледяной линзы, может образовать очень обширную лавиноопасную зону после выпадения нового снега.
Нет однозначного ответа на вопрос, какого количества снега достаточно для возникновения неустойчивости и последующего схода лавин. Во время одних снегопадов может выпадать больше 60 см свежего снега и лавин практически не происходит, во время других — выпадает 10 см и возникает высокая лавинная опасность. Отчасти это зависит от связующих свойств свежевыпавшего снега и от прочности слоев внутри снежной толщи. Однако, как правило, сход лавин происходит под воздействием дополнительной нагрузки от большого количества выпавшего или перенесенного ветром снега.
Реакция снежной толщи на нагрузку в большой степени зависит от веса выпавшего снега и темпов его накопления. При интенсивном снегопаде (от 2 см/час) снежная толща мгновенно реагирует на критическую массу свежевыпавшего снега, так как не в состояние вы-держать эту нагрузку. Часто, при такой интенсивности снегонакопления, 90% лавин сходит во время снегопада или в течение суток после него. Но лавиноопасный период сохраняется еще в течение 2-3 дней, в зависимости от процессов, происходящих внутри снежной толщи. Это то же самое, что растягивать резиновую ленту до тех пор, пока она не разорвется. Медленно растущая толща снега постепенно реагирует на изменения, пластично перетекая, изгибаясь и деформируясь, хотя обрушение все еще может произойти, особенно если есть слабые слои в нижележащих горизонтах. Чем быстрее идет накопление снега, тем быстрее снежная толща отреагирует на дополнительный вес. При одинаковых условиях 50 см нового снега, выпавшего за 10 часов, скорее создадут критическую ситуацию, чем 50 см снега, выпавшие в течение 3 дней. Добавьте фактор ветра, изменения температуры и — задача значительно усложнится.
Температура
(температура снега и воздуха, прямая и отраженная солнечная радиация, градиенты)
Изменение температуры снега может значительно влиять на его устойчивость. Эти изменения, в свою очередь, связаны, в основном, с изменением температуры воздуха, прямой солнечной радиации (непосредственно полученной от солнца) и отраженной радиации (от земной поверхности в атмосферу). Температура воздуха передается снежной толще путем турбулентного теплообмена — проводимости (от зерна к зерну) и путем конвекции (от свободного потока воздуха). В результате такого процесса поверхность снега может быть значительно согрета или охлаждена.
Интенсивность солнечной радиации, попадающей на земную поверхность, зависит от широты, времени дня и сезона, экспозиции склона и облачности. Хотя лишь небольшое количество тепловой энергии поглощается снежной поверхностью, возможно значительное ее нагревание. Снег тоже очень эффективно излучает тепло и при ясной морозной погоде может сильно охладится до температур, гораздо более низких, чем температура воздуха. Этому излучению с поверхности может противодействовать встречное излучение от теплого слоя облаков в пасмурную погоду.
Значение таких процессов состоит в том, что температура снега влияет на скорость изменений внутри толщи снега, которые характеризуют устойчивость снежного покрова на склоне.
Чем теплее снежная толща, тем быстрее происходят внутри нее изменения. Теплая снежная толща (теплее — 4°С) обычно быстро оседает, становясь плотнее и прочнее. По мере уплотнения она становится и более стойкой к дальнейшему оседанию. В холодной снежной толще неустойчивые снежные условия сохраняются дольше, потому, что процессы усадки и уплотнения замедлены. При прочих равных условиях, чем холоднее снежный слой, тем медленнее процесс усадки.
Другое температурное воздействие состоит в том, что снежная толща может ослабевать с течением времени, если имеется значительная разница в температуре отдельных слоев. Например, между изолированным теплым снегом на глубине и более холодными слоями вблизи поверхности. Разница температур при определенных условиях способствует формированию слабых слоев вызванных температурным градиентом, особенно в неплотном снеге. Хорошо выраженные снежные кристаллы, образовавшиеся в результате градиентного метаморфизма (под воздействием перепада температур), называются глубинным инеем (глубинная изморозь) или сахарным снегом. Такой слой на любой стадии формирования представляет серьезную угрозу устойчивости снежной толщи на склоне.
Изменение температуры воздуха во время снегопада также имеет большое значение, так как влияет на связанность слоев. Снегопады, которые начинаются «холодными», а затем постепенно «нагреваются», скорее вызовут лавину, чем те, при которых теплый снег ложится на теплую поверхность. Пушистый холодный снег, который выпадает в начале снегопада, часто плохо связывается со старой снежной поверхностью и недостаточно прочен, чтобы поддерживать более плотный мокрый снег, падающий поверх него.
Воздействие солнечной радиации может быть двояким. Умеренное потепление снежной толщи способствует прочности и стабильности, благодаря усадке. Однако интенсивное резкое потепление, которое происходит главным образом весной, делает верхние слои снега влажными и тяжелыми и ослабляет связь между зернами снега. По склону, который был устойчив утром, днем может сойти лавина.
Прямые солнечные лучи — не единственная опасность. Слабые слои дольше сохраняются на затененных склонах, где толща снега не настолько спрессована, как на освещенном склоне, и где формирование глубинного инея часто усилено выхолаживанием (охлаждением) снежной поверхности.
Периоды ясной морозной погоды способствуют образованию инея на поверхности снега. Эти легкие перисто-образные кристаллы могут формировать тонкие очень слабые слои внутри снежной толщи, которые прикрыты последующими снегопадами и метелями.
Такие условия благоприятствуют также возникновению градиента температуры и образованию глубинного инея в нижних слоях.
В теплую и облачную погоду снег может прогреваться, что способствует ее оседанию и упрочнению. Хотя такие периоды и могут способствовать большей устойчивости снега на склоне, лавины все же довольно часто происходят во время потепления, особенно, когда это потепление быстрое и ярко выраженное. Любое быстрое продолжительное повышение температуры после долгого периода холодной погоды ведет к неустойчивости и должно быть отмечено как «подсказка природы».
Ветер
(направление, скорость, продолжительность)
При выпадении снега без ветра на склонах крутизной менее 50° не зависимо от ориентации, формируется снежный покров примерно одинаковой высоты, однако толщина покрова при этом на более крутых склонах будет меньше, чем на пологих.
Направление и скорость ветра во время снегопада имеет большое значение, потому что эти показатели определяют, на какие склоны накапливается или переносится снег. Как правило, при скорости ветра 7-10м/с, большая часть снега остается на наветренном склоне. Если же ветер дует более 10м/с, то снег переносится на подветренный склон, оседая сразу за гребнем. Чем сильнее ветер, тем ниже по склону накапливается снег. В гребневых частях, на острых выступах рельефа, образуются снежные карнизы. Являясь хорошим индикатором доминирующих направлений ветра в данном районе. Обрушение карнизов часто является причиной схода более крупных лавин на подветренном, перегруженном снегом склоне.
Усиление ветра вызывает общую метель, резко меняющую условия формирования снежного покрова в зависимости от местных орографических особенностей горной поверхности. Существенные перераспределения снега в снежном покрове происходят при низовых метелях, которые часто бывают спустя некоторое время после прекращения снегопада. Ветер поднимает в воздух, ранее выпавший рыхлый снег и переносит его на другое место, образуя компактные, часто хорошо связанные слои, которые служат подходящим материалом для формирования снежных плит.
При метелевом переносе снега может создаваться очень большая неоднородность снежного покрова вследствие перераспределения ранее отложенного снега, выдувания его на положительных формах рельефа, создания больших надувов в понижениях и образованиях снежных карнизов. На неровной поверхности земли с мелкими формами рельефа метелевый перенос нивелирует неровности и делает их малозаметными на снежном покрове. Вблизи от препятствий снегоперенос вызывает образование сугробов сложной формы. Плотность снежного покрова после низовой метели существенно увеличивается и может достигать 400 кг/м3.
Накопление снега на боковых склонах происходит когда ветер дует поперек склона, перенося снег слева направо (или наоборот) на подветренном склоне хребтов или гребней, разделяющих склон.
Заметьте, что в то время как подветренные склоны становятся более неустойчивыми из-за перегрузки снегом, давление на наветренные склоны уменьшается по мере сдувания снега. По этой причине наветренные склоны часто являются подходящими для маршрутов. Но помните, что перемена ветра в горах обычное явление. Склоны, наветренные сегодня, возможно, были загружены снегом вчера, когда они оказывались подветренными.
Скорость ветра, необходимая для переноса снега, зависит частично от типа снежной поверхности. Например, 20 см рыхлого, несвязанного свежего снега под влиянием ветра скоростью 10-15 м/с могут сформировать неустойчивый снежный покров за пару часов. Старая плита из уплотненного ветром снега относительно устойчива и сходит редко, за исключением случаев воздействия на нее внешних факторов. Хорошим индикатором спрессованного ветром снега являются заструги на поверхности снега.
Высота над уровнем моря. Температура, ветер и осадки значительно меняются с изменением высоты. Типичные различия — это дождь на нижнем уровне и снег на верхнем (границей между ними служит снеговая линия) или разница в количестве осадков и скорости ветра. Никогда не предполагайте, что условия на одном контрольном участке будут отражать ситуацию на другой высоте!
Выводы:
— Большое количество снега, выпавшее за короткий промежуток времени (интенсивность > 2 см/час, в течении 6 часов);
— Сильный ливень (дождь);
— Значительный ветровой перенос снега (средняя скорость ветра >5 м/с)
— Продолжительный холодный и ясный период, с последующими интенсивными снегопадами или метелями. Способствует возникновению градиента температуры внутри снежной толщи и образованию глубинной изморози, а последующие снегопады способствуют образованию критической массы;
— Снегопады поначалу «холодные», затем «теплые»;
Изменения температуры:
— Быстрое потепление ( выше 0° С ) в течение суток — Ведет к критическому увеличению лавинной опасности!
— Постепенное (умеренное) потепление — уплотнение, увеличение связи между слоев — уменьшение опасности!
— Морозная погода — замедление (консервация) существующей опасности и процессов внутри снежной толщи!
— Продолжительные периоды (более 36 часов) с температурой близкой или выше 0° С
— Интенсивная солнечная радиация — склоны находящиеся на солнце дольше всего, во второй половине дня могут быть опасны!
Подводя итоги, можно сказать, что погода — это архитектор лавин и в качестве такового она рисует план изменения устойчивости снежного покрова. Предвидя влияние погодных условий, и сопоставляя различные их варианты со структурой снежной толщи, вы можете значительно повысить вашу безопасность во время путешествий по лавиноопасной территории.
