ХИБИНЫ
На Кольском полуострове есть три небольших горных массива- Хибинские, Ловозерские и Монче-Тундры. Их наивысшие точки превышают 1000 м над уровнем моря, склоны достаточно круты для лавинообразования. Почти такой же высоты достигают Чуна и Волчьи тундры; однако малый наклон их склонов допускает образование лишь водоснежных потоков. Последние распространены и в других холмистых районах Кольского полуострова. На его северных берегах возможно образование карнизных лавин. Хибины — наиболее изученный в лавинном отношении район.
Промышленное освоение Хибин началось в конце 1920-х годов. В середине 1930-х годов здесь создана старейшая в СССР противолавинная служба — Цех противолавинной защиты (ЦПЗ) производственного объединения «Апатит». Его сотрудниками более чем за 50 лет получен ряд наблюдений за условиями лавинообразования и данные об активности нескольких десятков лавинных очагов. С конца 1940-х годов к исследованиям лавинной опасности Хибин подключились специалисты географического факультета МГУ. Совместными усилиями ЦПЗ и МГУ под руководством Г. К. Тушинского и В. Н. Аккуратова разработано множество методов оценки лавинного режима и распространения лавин, развиты основы советского географического лавиноведения. Некоторые из этих результатов подробно представлены ниже. Надо подчеркнуть, что Хибины с их небольшими размерами, легкой доступностью любого участка, высокой лавинной активностью и прочими природными характеристиками сами по себе представляют прекрасные возможности для лавинных исследований.
Площадь Хибинских гор около 1600 км 2, средний радиус около 20 км, абсолютная высота в основном в пределах 1000-1100 м.
Они представляют собой отпрепарированную и тектонически приподнятую интрузию нефелиновых сиенитов — единый плосковершинный массив, рассеченный долинами,заложенными по тектоническим разломам. Относительная высота склонов редко превышает 500-600 м. Их поверхность осложнена множеством денудационных воронок разной формы. Рельеф склонов в целом весьма выровнен и сглажен покровными ледниками,неоднократно перекрывавшими Хибины, денудационные воронки простого строения и плавного очертания с наклоном 30- 40°. Более крутыми и сложными склоны цирков, встречающихся в верхнем ярусе рельефа и еще недавно служивших очагами тяжелого горного оледенения. Ныне лишь в некоторых из них сохраняются небольшие многолетние снежники и ледники.
Дно долин и нижний пояс склонов в Хибинах покрыты лесной растительностью (ельники, выше березняки), запечатлевающей следы воздействия лавин в течение последних 50- 100 лет. Выше распространены кустарниковые, мохово-лишайниковые и каменистые тундры.
Наиболее распространенным типом лавиносборов (около 80% всех очагов) являются денудационные воронки правильной формы площадью в среднем 6-8 га, длиной около 1 км, шириной вверху от 150 до 650 м, в среднем 200-300 м. Вторым по распространению типом очагов (до 20%) являются нерасчлененные лавиноопасные склоны со средней площадью в десятки гектаров. Особый, хотя и редко встречающийся, тип очагов представляют «микротроги» — обработанные ледниками крутые долинки на склонах плато длиной 1,5-2 км и площадью в десятки гектаров. Местами срыва лавин в них могут быть как циркообразные верховья, так и боковые склоны, плоские или едва расчлененные широкими денудационными нишами. Лавиносборы-цирки, срабатывающие как один очаг, достигают ширины 450-950 м. В среднем в Хибинах на 1 км склона приходится 0,8-1,0 очага. Но их распределение по долинам разного порядка и по длине каждой долины весьма неравномерно. Наиболее сильно густота сети лавинных очагов меняется по длине долин первого порядка; склоны их циркообразных верховий рассечены денудационными воронками наиболее густо (до 23 шт. на 1 км дна долины), ниже число очагов колеблется от 1 до 15. Распределение денудационных воронок по склонам разной экспозиции довольно равномерно, с небольшим, видимо, тектонически предопределенным преимуществом западных и восточных румбов.
Наличие хороших крупномасштабных топографических карт и высокая геоморфологическая изученность Хибин послужили основанием методических работ по выявлению зависимости густоты лавинных очагов от морфометрических характеристик склонов. При этом не выявилось сколько-нибудь четкой связи ширины очагов-воронок от относительной высоты склонов (возможно, по причине небольшого диапазона значений высот). Обнаружена зависимость средней ширины денудационных воронок от уклона склонов; ширина около 150 м характерна для уклонов 0,7 и более; 300 м — для уклонов около 0,4; 600 м — 0,2, 0,3.
Карта густоты сети лавинных очагов в Хибинах составлена сплошным дешифрированием крупномасштабных аэрофотоснимков, в Ловозерских тундрах — по крупномасштабным топографическим картам. При переносе на итоговую карту полученные по микрорельефу данные усреднялись по скользящей сетке с шагом 2 км. Учитывались лишь очаги, лавины из которых достигают дна долины.
Климат зимы в Хибинах характеризуется отрицательным радиационным балансом с октября по апрель, преобладанием западно-восточного переноса относительно теплых морских воздушных масс, повышенной циклоничностью и обильными осадками.
За зиму над Хибинами проходит в среднем 30 циклов, интенсивность выпадения осадков достигает 45 мм/сут, снегопады с метелями наблюдаются в среднем 35 дней.
Средние температуры воздуха самого холодного месяцу января — в горах -13-15°. Сумма осадков за год до 1000-1500 мм, из которых более половины выпадает в холодный, период года. Устойчивый снежный покров образуется вначале октября, продолжительность его залегания 240-280 дней; 80% снегозапасов в Хибинах накапливается в феврале. К этому моменту сходит уже около половины всех лавин, хотя максимум снегонакопления отмечается в апреле.
Высота снежного покрова в лесном поясе (до 350-450м над уровнем моря) достигает в среднем 100-200см при плотности 0,25-0,28 г/см3 и снегозапасе 300-350 мм. В горно-тундровом поясе (до 700-900 м над уровнем моря) в отдельных лавиносборах высота снежного покрова достигает 200-300 и даже 500 см (при плотности 0,3-0,4 г/см3 и водозапасе 500-1000 мм) за счет метелевой концентрации снега.
Средние скорости зимних ветров более 7 м/с, число дней с метелями более 135, а 100 дней в году скорости ветра превышают 20-40 м/с, что создает условия для образования метелевых лавин. В Хибинах наблюдаются и лавины из свежевыпавшего снега после обильных и продолжительных снегопадов, а весной преобладают мокрые лавины. В случае особо бурного снеготаяния (обычно в мае) в среднем 1 раз в 5-10 лет образуются водоснежные потоки.
Рассмотрим подробнее характер снегонакопления. Оценка фактической и вероятной величины максимальной декадной высоты снежного покрова в некоторых пунктах Хибин приведена по Б. М. Беленькому:
По данным А. А. Дементьева, различные участки Хибинского горного массива характеризуются следующей вариабельностью средней декадной высоты снежного покрова на период максимального снегонакопления
По данным Б. М. Беленького, вероятность зимы с высотой снега 101-150 см для метеостанций Апатитовая гора и Центральная соответственно равна 71 и 42%, а для метеостанции Юкспор — 38%. Вероятность зим с высотой снега более 150 см для тех же метеостанций равна соответственно 26, 32 и 57%.
Среднемноголетние даты установления и схода, продолжительности залегания снежного покрова в различных пунктах Хибин.
По классификации В. Н. Аккуратова (1959) и по данным, ЦПЗ, в Хибинах образуются лавины следующих типов:
класс сухих лавин: 1) свежевыпавшего снега; 2) метелевого снега 3) сублимационной перекристаллизации снега;
класс мокрых лавин: 4) инсоляционные; 5) адвекционные; 6) промежуточные
Они распределяются по времени (Аккуратов, 1973):
По тем же данным можно видеть, что около 80% лавин сходят во время метелей или снегопадов, обычно сопровождаемые метелями, а около 20% приходятся на период оттепелей и весеннего снеготаяния.
Такое распределение факторов лавинообразования логично отвечает приведенным выше характеристикам климата зимы. Для составления карты факторов лавин образования приняты названные результаты многолетних наблюдений.
Такие же данные есть и для оценки повторяемости лавин. Число дней с лавинами разного рода, по сведениям ЦПЗ, составляет в среднем 44 при колебаниях от года к году в пределах 22-71. При этом среднее число дней с лавинами, вызванными снегопадом и (или) метелями, около 35. Максимально число лавин приходится на январь и начало февраля, что обусловлено быстрым накоплением снега в этот и предшествующий месяц. Затем, несмотря на продолжающееся снегонакопление, повторяемость лавин несколько снижается и вновь возрастает в апреле за счет оттепелей. Но максимальные значения средних объемов лавин и около 1/3 их суммарных за зиму объемов приходятся на март (около 60% на февраль и март), что обусловлено разгрузкой наиболее крупных и относительно пологих лавиносборов, где высота снежного покрова достигает критических значений.
О повторяемости лавин в отдельных очагах получены следующие сведения. Из находящихся под постоянным наблюдением ЦПЗ — 23 очагов в среднем за зиму в 1936-1982 гг. сходит около 200 лавин, что позволяет определить среднюю повторяемость равной 0,8 лавин в год.
В. Н. Аккуратовым (1973) исследована зависимость максимального числа лавин за зиму для лавиносборов различной площади и построен график, описываемый уравнением
Nчл = 18,56*F0,64
где Nчл — максимальное число лавин за зиму, F — площадь лавиносбора, га.
На качественном уровне показано, что повторяемость лавин возрастает с увеличением глубины вреза очага, а также зависит от характера заполнения очагов метелевым снегом. Из составленного В. Н. Аккуратовым графика следует также, что вариабельность частоты весьма высока для очагов площадью 1 га и резко сокращается с достижением размеров в 1,5-2 га. По сути же, приведенные данные содержат зависимость повторяемости лавин от уклона лавиносбора, поскольку меньшие по площади лавиносборы в Хибинах более круты и действуют в течение всей зимы, тогда как крупные и пологие — лишь в период пика снегонакопления.
Карта средней многолетней повторяемости лавин в очагах средней активности для Хибин сделана по стандартной методике.
Многолетними наблюдениями ЦПЗ в Хибинах отмечены снежные лавины объемом от 50м3 до 1,125 млн.м3. Относительное распределение лавин по объему оказалось следующим: менее 1 тыс.м3 -52%, 1-10 тыс.м3 -33, 10-100 тыс.м3-13, более 100 тыс.м3 — 2%. Средний объем лавин по месяцам: 3,8 тыс.м3 в ноябре, 14,8 — в декабре, 22,9 — в январе, 36,5 — в феврале, 51,2 — в марте, 17,0 тыс.м3 в апреле. Эти показатели рассчитаны М. И. Анисимовым. Им же получены сведения, позволяющие оценить величины средних объемов лавин для очагов разных типов следующим образом. Из лавиносборов-цирков сходят лавины объемом 50 тыс.м3, из крупных пологих денудационных воронок — около 20, из небольших крутых денудационных воронок и желобов-1-1,5 тыс.м3; средний объем лавин-осов с нерасчлененных лавиноопасных склонов достиг 25 тыс.м3.
По данным первых 30 лет наблюдений ЦПЗ за лавинами В. Н. Аккуратов (1973) получил зависимость максимального объема лавин Vмакс от площади лавиносбора F и среди многолетнего значения максимальной декадной высоты снежного покрова в лавиносборе Нср:
Vмакс =К*F*Нср
где К — показатель, учитывающий коэффициент реализации высоты снежной толщи и площади лавинного очага. Это выражение получено по данным о денудационных воронках площадью не более 20 га. Для очагов больших размеров, среди которых встречаются не только денудационные воронки, но и цирки. Наблюдавшиеся объемы лавин существенно меньше вычисленных.
Среднемноголетние суммарные объемы лавин для построения соответствующей карты определялись по стандартной методике.
При этом средняя многолетняя величина максимальной декадной высоты снежного покрова вычислена по методу В. Ф. Околова;
В соответствии с приведенными выше показателями основная часть территории Хибин относится к районам с высокой степенью лавинной активности. Лишь края горного массива, где склоны пологи и лавинные очаги единичны, относятся к районам со средней и низкой степенью лавинной активности. Аналогичная картина в Ловозерских тундрах — уменьшенной копии Хибин. В прочих лавиноопасных районах Кольского полуострова степень лавинной активности средняя или низкая, так как склоны в них пологи и лавинные очаги малочисленны. Региональные особенности лавинной опасности в Хибинах заключаются в отсутствии каких-либо аномалий. Вместе с острой необходимостью защиты от лавин рудников и коммуникаций ПО «Апатит» это делает Хибины ключевым участком многих исследований лавин и сходных опасных явлений.
Цехом противолавинной защиты ПО «Апатит» разработана методика оперативного прогнозирования лавин (В. Н. Аккуратов, П. А. Черноус), в том числе на склонах рудничных карьеров; развита методика профилактического спуска лавин с помощью минометного обстрела (В. Н. Аккуратов). Сотрудниками ЦПЗ и географического факультета МГУ предложены методы оценки максимальной дальности выброса и других параметров опасности лавин, используемых для проектирования защиты от них. Здесь лучше, чем в иных районах, изучены водоснежные потоки; сведения об этих граничащих с лавинами явлениях, почерпнуты именно в Хибинах и обобщены в монографии В. Н. Сапунова и соавторов (1990).
При исследовании колебаний лавинной активности за период, отвечающий возрасту следов лавин в растительности, развита методика дендрохронологических исследований (Светлосанов и др., 1974) и разработаны приемы лихенометрических датировок лавинных и смежных аккумулятивных форм рельефа (Ващалова и др., 1986).
Колебания лавинной активности за время инструментальных наблюдений оценены В. Ф. Околовым. Им установлена связь частоты схода лавин с повторяемостью циклонов и суммой осадков за период октябрь-апрель. Оказалось, что существенное увеличение повторяемости лавин обусловливается примерно вдвое меньшим отклонением суммы осадков от нормы, чем их аналогичное снижение. При снижении суммы зимних осадков по сравнению с современной нормой на 20% повторяемость лавин уменьшается в 2,5-3 раза, а при повышении на 10-12% их количество растет в 2,0-2,5 раза. На основе этой связи и удовлетворительной корреляции осадков в Хибинах и Санкт-Петербурге (где продолжительность инструментальных наблюдений около 150 лет) произведена качественная реконструкция изменений лавинной активности с середины прошлого столетия и установлено следующее. Период с 1850 по 1869 г. характеризовался относительным снижением повторяемости лавин, когда их число не превышало половины современного среднего значения. С конца прошлого столетия лавинная активность возрастала, в последние два десятилетия, видимо, достигла наиболее высокого уровня, по крайней мере, за предшествующие 200 лет. При этом до середины 1930-х годов лавинная активность была приблизительно стабильна, а затем начался устойчивый рост повторяемости лавин, продолжающийся поныне. Это исследование предпринято в рамках разработки методов долгосрочного прогнозирования изменений лавинной опасности в случае антропогенных изменений климата.
Для более широкой оценки изменений активности лавин в последние тысячелетия с применением палеогеографических методов исследовано строение лавинных и сопряженных отложений (Ващалова, 1987). Установлено, что лавинная активность в Хибинах была наивысшей в раннее послеледниковье и в период климатического оптимума голоцена 7-5 тыс. лет назад. За последние 7 тыс. лет наибольший ее спад пришелся на интервал 1,5-0,8 тыс. лет назад и, вероятно, 4,2-3,8 тыс. лет назад, меньший спад на 2,4-1,7 тыс. лет назад.
Максимальная лавинная активность пришлась на XVI-XIX вв. и была близка к таковой 7-5 тыс. лет назад. Сравнением характеристик лавинных отложений, образовавшихся в периоды максимума и минимума активности, установлено, что повторяемость лавин изменялась в 1,5-2 раза. Колебания характерной дальности выброса лавин составляли 30-150 м. Площадь зоны зарождения лавин за названный период изменяла в пределах 30%.
Лавины метелевые и свежевыпавшего снег всегда преобладали в Хибинах. В разные периоды несколько возрастала по сравнению с современной доля то мокрых лавин, то лавин, обусловленных перекристаллизацией снега.
Те же палеогеографические данные позволили оценить скорость денудации лавиносборов в голоцене. Оказалось, что наиболее интенсивно углубляются мелкие (площадью до 5 га) крутые (угол наклона поверхности более 35°) воронки. На склонах круче 40° преобладает обвально-осыпной снос. При крутизне не 40-28° основным фактором денудации являются снежные лавины, а на склонах положе 28° — водоснежные потоки и сели. Морфометрические данные, сведения о возрасте подстилающих лавинные конусы морен последнего валдайского оледенения и датировки почв, погребенных в лавинных конусах, позволили оценить темпы углубления денудационных воронок. На участках преобладания обвально-осыпного сноса он находится в пределах 0,1-0,2 мм в год, на участках действия водоснежных и: селевых потоков — 0,05 мм в год и менее. Скорость лавинной денудации за последние 16-8 тыс. лет изменялась в интервале 0,02-0,70 мм в год. Эта величина не оставалась постоянной даже для одного очага, что связано как с колебаниями лавинной активности, так и с постепенным сокращением запасов оставленного ледниками легко сносимого обломочного материала в период от раннего послеледниковья к современности. Толщина слоя лавинных отложений над первым сверху горизонтом погребенной почвы, одновозрастным для различных конусов, колеблется от десятков до нескольких сантиметров, что свидетельствует об изменении интенсивности лавинного сноса от очага к очагу на порядок. В целом же результаты прямых наблюдений однозначно свидетельствуют, что лавины сильно обогащаются обломочным материалом в своем движении по аккумулятивным конусам на подножие склонов; поэтому оценка их денудационной роли, если она делается по объему обломочного материала, содержащегося в лавинных снежниках, сильно преувеличена.
География лавин /Под ред. С.М.Мягкова, Л.А.Канаева — М.,изд-во МГУ, 1992
