Эволюция оледенения Внутреннего Тянь-Шаня в условиях климатических изменений и техногенного воздействия

Статус: Текущий



  

Номер гранта:

20-05-00681 А

Область научного знания:

Науки о Земле

Годы:

2020 - 2022

Руководитель:

Рыбак О.О

Статус заявки:

поддержана   


Аннотация

 
Климатические изменения в Средней Азии обуславливают сокращение масштабов горного оледенения Тянь-Шаня. Между тем, именно горное оледенение является ключевым фактором стабильного поступления воды в гидрологическую систему этого засушливого региона, который характеризуется политической нестабильностью. Ускоренное таяние ледников создает до¬полнительные риски для устойчивого развития и региональной водной, энергетической и продовольственной безопасности. В Кыргызстане талые воды составляют до 50% общего стока в годовом исчислении и до 70% в летние месяцы. Они обеспечивают, помимо сельского хозяйства, гидроэнергетику, которая покрывает до 90% потребностей страны в электроэнергии. Наиболее крупные гидроэнергетические ресурсы сосредоточены в бассейне реки Нарын, истоком которого является река Кумтор, берущая начало в массиве Ак-Шийрак. Таким образом, состояние оледенения массива Ак-Шийрак и южного склона хребта Терскей Ала-Тоо напрямую связано с главными вызовами социально-экономическому развитию Кыргызской Республики в меняющемся мире. 

Кыргызстан традиционно считается ключевым партнером и как культурно и ментально наиболее близкой и дружественной Российской Федерации страной в Среднеазиатском регионе. Соответственно проблемы водоснабжения для целей ирригации и гидроэнергетики, стоящие перед Кыргызстаном в настоящем и прогнозы водоснабжения и водопотребления в будущем, которые будут определяться климатическими изменениями, актуальны и для Российской Федерации. В настоящее время власти Кыргызстана, осознавая масштабы неизбежных грядущих проблем с водоснабжением вследствие сокращения горного оледенения предпринимают ряд мер, направленных на восстановление системы мониторинга за ледниками, которая рухнула после распада СССР. Недостаток материальных ресурсов и, главное, отсутствие специалистов в области прогнозирования и, в частности, математического моделирования динамики ледников, объективно препятствуют решению стоящих перед страной проблем и требуют серьезной международной помощи. Участие российских специалистов в их решении полностью соответствует геополитическим целям России в регионе. Таким образом, актуальность предлагаемого исследования обусловлена стратегическими интересами Российской Федерации в Среднеазиатском регионе.

Цель настоящего проекта заключается в долгосрочном (до 2100 г. и далее) прогнозировании методом математического моделирования состояния оледенения Внутреннего Тянь-Шаня (массив Ак-Шийрак и южный склон хребта Терскей Ала-Тоо) и в объективной оценке изменений ледникового стока, обусловленных эволюцией климата и антропогенной деятельностью. Для достижения поставленной цели потребуется решить ряд основных задач: 
1. Систематизировать имеющиеся метеоданные автоматических метеостанций, данные по толщине льда и данные съемок с БПЛА, относящиеся к исследуемому региону, данные по балансу массы и привести их к формату, пригодному для численного моделирования.
2. Провести серию прогностических численные эксперименты на 3-мерной комплексной математической модели по воспроизводству эволюции отдельных ледников (л. Бордуу – массив Ак-Шийрак; л. Григорьева, л. Ашуу-Тор – хр. Терскей Ала-Тоо) при условии реализации различных климатических сценариев.
3. Провести серию прогностических численных экспериментов на модифицированной версии модели GloGEMflow по реконструкции и прогнозу эволюции оледенения массива Ак-Шийрак и южного склона хребта Ала-Тоо.
4. Исследовать вероятные сценарии эволюции л. Давыдова после прекращения добычи золота на руднике Кумтор.

Научная новизна в подходах к решению задач проекта заключается в том, что в исследовании предполагается использовать ансамблевый подход к оценке будущих состояний оледенения Внутреннего Тянь-Шаня и в том, что в качестве климатического форсинга предполагается использовать в первую очередь схематические сценарии, в основу которых будут положены генераторы погоды. Такой подход позволит рассматривать оледенение как стохастическую систему, подвергающуюся случайному погодному воздействию и рассматривать ее эволюцию с вероятностной точки зрения.

В результате выполнения проекта будет построена эволюционная картина горного оледенения массива Ак-Шийрак и южного склона хребта Терскей Ала-Тоо до конца 21-го века и за горизонтом 2100 г. (до 2300 г): изменение объема и площади оледенения, отступание фронта ледников и снеговой линии, изменение объемов ледникового стока. Планируется провести серию численных экспериментов, в которых будут получены оценки скорости восстановления ледника Давыдова, чья динамика была существенно нарушена в ходе горнорудных работ золотодобывающей компании «Кумтор Голд Компани» (КГК). Оценки будут построены в зависимости от будущих климатических условий и от выбранной КГК стратегии рекультивации карьера, который в настоящее время находится на месте языка ледника. 

risproekt.jpg
Слева: регион исследования – Внутренний Тянь-Шань. Ледник Карабаткак расположен на северном макросклоне хребта Терскей Ала-Тоо. На врезке регион исследований выделен красной рамкой. Стрелка указывает на расположение станции Иссык-Куль сети AERONET. Справа: космический снимок ледника Карабаткак. Изогипсы проведены через 20 м. Красные треугольники указывают на расположение автоматических метеостанций (АМС1, 3420 м над у.м. и АМС2, 3460 м над у.м.)

Планируемые результаты будут иметь как академическое (фундаментальное), так и прикладное значение. Фундаментальная ценность результатов проекта заключается в том, что они позволят лучше понять механизмы влияния климатических изменений на процессы в криосфере планеты. Прикладная значимость определяется важностью региона Внутреннего Тянь-Шаня для Кыргызстана, поскольку именно здесь находятся истоки р. Нарын, играющей ключевую роль в гидроэнергетике страны. Полученные оценки изменения ледникового стока во времени позволят адаптировать местную экономику к изменившимся условиям окружающей среды и разработать стратегии развития страны в зависимости от реализации того или иного сценария климатических изменений.

Дата публикации: 02.12.2020



Все проекты