Геокриологические процессы Центральной Якутии

 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Содержание. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение

    Криолитозона - часть криосферы в пределах верхнего слоя земной коры, характеризующаяся в течение всего года или хотя бы короткое время (но не менее суток) отрицательной температурой почв и горных пород и наличием или возможностью существования подземных льдов.

    В криолитозоне выделяются слой кратковременного и сезонного промерзания-протаивания (т. н. активный, или деятельный слой) и многолетняя криолитозона («вечная мерзлота»). Нижней границей криолитозоны служит изотермическая поверхность с температурой 0°С.

    Зона  криолитозоны простирается от берегов морей Северного Ледовитого до южных пределов Средней Сибири. Мерзлота как бы несет далеко на юг, в умеренные широты, полярные условия формирования микрорельефа, роста растений, почвообразования и водного режима. В результате создаются противоречивые условия развития органического мира при холодных грунтах с холодными грунтовыми водами и высокими температурами почв и воздуха летом.

    По  характеру распространения вечная мерзлота может быть разделена на три зоны (Сумгину 1937): сплошная, мерзлота с островами талых грунтов, островная - острова мерзлоты среди талых пород

    Каждая  из трех зон характеризуется различными мощностями и температурами мерзлотных толщ. При этом внутри зон мощности и температуры изменяются в направлении  с севера на юг - мощности уменьшаются, температуры повышаются.

    Зона  сплошной вечной мерзлоты характеризуется  наибольшими мощностями мерзлотных толщь - от 500 и более до 300 м. И самыми низкими температурами- от -10 и ниже до -2 градусов.

    Цель  работы: рассмотреть геокриологические  условия Центральной Якутии

    Задачи  работы:

1. Охарактеризовать факторы, влияющие на криолитозону Центральной Якутии.
2. Рассмотреть криогенные формы рельефа.

I. Факторы, влияющие на криолитозону Центральной Якутии

1.1. Климат

    Климат резкоконтинентален и засушлив, что определяется географическим положением и своеобразмем атмосферных процессов. Отличительная черта климата -  выраженный  антициклональный  режим  погоды зимой и частые вторжения воздушных  масс  со  стороны  Северного  Ледовитого океана с очень малым содержанием водяного пара летом. Зима  продолжительная, холодная и  малоснежная,  а  лето  короткое,  на  большей  части  территории засушливое с относительно высокими температурами.

        Солнечное тепло,  поступающее  на  земную  поверхность,  является  одним  из основных климатообразующих факторов.  В  свою  очередь  оно  в  значительной степени  зависит  от  атмосферных  процессов  и  особенностей   подстилающей поверхности. По сравнению с районами, лежащими на той же  широте  в  Европейской  части России и Западной  Сибири,  ресурсы  солнечной  энергии  в  Центральной Якутии оказываются  больше.  Это   связано   с   соответствующими   циркуляционными условиями, определяющими значительную повторяемость антициклональной  погоды с малой облачностью и высокой прозрачностью атмосферы).

    Характеристика  резкоконтинентального климатического пояса:

1) Поступление  прямой солнечной радиации.

    Зимой поступление прямой солнечной радиации составляет 14% на севере  и 33% на юге. Наиболее благоприятными для поступления  прямой  солнечной радиации являются март и апрель, в эти месяцы ее  приход  составляет  от  44  до  67% возможного. Минимальный приток радиации отмечается в декабре.   Для годового хода  характерно   резкое   увеличение   притока  радиации  с февраля  к  марту.  Это  обусловлено  как  увеличением   высоты   солнца   и продолжительности  дня,   так   и   наименьшей   облачностью    и   высокой прозрачностью  атмосферы.

 2) Циркуляция атмосферы по сезонам года.

        Циркуляционные процессы  атмосферы  над  территорией Центральной Якутии  определяются общей циркуляцией атмосферы Земли, но большое влияние  оказывают  и  местные физико-географические условия.

    Зимой  над   Азией   воздух   сильно   выхолаживается,   здесь   формируется антициклональная область повышенного давления  с замкнутой циркуляцией по часовой стрелке. Основным фактором, определяющим характер климата  холодного периода Центральной Якутии,  является  отрог  азиатского  антициклона,  почти  полностью заполняющий территорию  республики  в  это  время. 

    В  юго-восточной  части  и  в центральных  районах  Якутии  значительное  потепление  зимнее время вызывается   выносом теплого  влажного  воздуха  из  районов  Охотского  моря  в  северо-западном направлении.  Потепление   чаще   всего   сопровождается снегопадами, отрог азиатского антициклона ослабляется.

      При  переходе  к  весне   резко  увеличивается  западно-восточный   перенос, циклоны смещаются с запада на восток; вынос тепла с востока встречается  все реже, появляются случаи  выхода  циклонов  с  юга,  приносящих  значительные осадки, и  с  Западно-Сибирской  низменности. Летом  на  территории Центральной Якутии  устанавливается   размытое барическое поле без ярко  выраженной  циклоничности  или  антициклоничности.  Влияние центров сказывается то в развитии  гребня  высокого  давления  со стороны  Охотского  моря,  то  в  распространении   антициклона   с   севера (последний несет похолодание до заморозков), то в выходе циклонов с запада, несущих основную массу осадков. Значительные осадки  приносят  встречающиеся реже южные циклоны.

      Осенью  серии  циклонов  с  запада  все  чаще  заменяются   антициклоном, формирующимся в холодном  воздухе  в  тылу  последнего  циклона.  Антициклон приносит  значительное  похолодание.  Выход  циклонов  с  юго-запада  и  юга встречается все реже, зато все более  и  более  сказывается  влияние  отрога вновь формирующегося азиатского антициклона.

3) Господствующие  ветры.

      Зимой  распределение  давления  способствует  развитию  на  территории  южных,   юго-западных   и   западных   ветров, направленных  в  сторону  полярного   бассейна. Зимний ветровой режим  сохраняется  с сентября по март. Преобладают северные,  северо-восточные  и западные ветры, а  в  юго-восточной  части  -  южные.  Летнее  распределение направлений ветра продолжается с мая  по  август.  В  переходные  сезоны,  к которым относятся сентябрь и апрель, зимнее распределение направлений  ветра сочетается с летним.

      В условиях равнинно - холмистой поверхности Центральной Якутии направление  ветра  у  земли зависит от речных и горных долин, вызывающих  деформацию  воздушного  потока под влиянием рельефа.

      В зимний сезон Центральная Якутия  с характерным для нее антициклональным  режимом отличается  небольшими  скоростями  ветра. Особенно малые значения скорости ветра  (в  среднем  не  больше  1-2  м/сек) наблюдаются в Центральной Якутии. Увеличение числа дней с сильным ветром отмечается также на вершинах  холмов,  перевалах и в долинах рек, ориентированных направлении преобладающих ветров.

4) Распределение температуры воздуха.

    На  большей территории Центральной Якутии наиболее низкие  температуры  наблюдаются в январе. С ноября  по  февраль самые низкие температуры отмечаются в области  отрога  азиатского  антициклона. Слабое  перемешивание  воздуха,  а следовательно -   слабый   вертикальный теплообмен, поэтому здесь возникают  мощные  приземные  инверсии  (повышение температуры воздуха с высотой), которые усиливаются в горных и холмистых районах. Наиболее  низкие  значения  температуры  наблюдаются во впадинах, котловинах, в узких долинах и  других понижениях с затрудненным стоком холодного воздуха. В  центральных  районах  минимальные  температуры  могут понижаться до -61°С-66°С.

      В теплый период года отличительной  чертой  температурного  режима  является  быстрое нарастание  средних   суточных температур весной и быстрое их падение осенью. Самый теплый месяц - июль.  С мая по август наиболее высокие  температуры  бывают  в  Центральной  Якутии. Средняя температура июля в центральных на сравнительно равнинных низменных местах около +17°С - +19°С.  На большей части    в  низменных  местах  наивысшие  температуры могут достигать +34°С - +38°С. В связи с очень низкими температурами зимой и сравнительно  высокими  летом, выявляется   одна   из   характерных   особенностей   -термического   режима Центральной Якутии - большие годовые амплитуды температур,  достигающие рекордных значений, которое подтверждают континентальность климата.

5) Длительность  безморозного периода.

    Длительность  безморозного  периода,  благодаря   сложности   рельефа   и расположению  континентальности территории Центральной Якутии  очень  разнообразная.  Наибольшая  длительность  (95  дней)   наблюдается  в долине среднего  течения  реки  Лена.  Для летнего сезона характерны  частые  вторжения холодных масс воздуха с севера с малым  содержанием  водяного  пара  и  большой  прозрачностью.  При таких  вторжениях  в  сочетании  с  условиями,  благоприятными  для  застоя холодного  воздуха,  при  ясной  погоде  в  отдельные  годы  почти  по  всей территории Центральной Якутии возможны местами заморозки в течение лета.

6) Влажность  воздуха.

    На  всей  территории  Центральной Якутии наиболее  высокая  относительная  влажность   воздуха   наблюдается   зимой, наименьшая - в начале лета.

        Число дней с относительной влажностью  воздуха,  равной  30%  и  ниже от  30 до 40 дней в центральных районах.

7) Осадки.

    На  территории Центральной Якутии количество выпадающих осадков и их распределение как во времени,  так и в  пространстве  стоит  в  тесной  связи  с  географическим  положением  и атмосферными процессами.

      Благодаря резко выраженному  антициклональному  режиму  погоды  в  холодный период зима на территории Центральной Якутии  сухая  и  малоснежная.

      Наблюдаемая пятнистость  в  распределении  осадков  на  связана со сложным устройством  поверхности.  Как  правило,  на  возвышенных местах осадки увеличиваются, а  в  пониженных  местах  уменьшаются.  Влияние наветренных склонов  распространяется  и  на  прилегающую  равнину,  поэтому увеличение  осадков  иногда  начинается  еще   до   подъема   местности.   С подветренной стороны возвышенностей и горных хребтов наблюдается,  наоборот, уменьшение  количества  выпадающих  осадков  -  возникает   так   называемая «дождевая тень». В районах крупных водоемов  и речных  долин количество осадков также уменьшается.

      Годовой  ход  повсеместно   характеризуется   резко   выраженным   летним максимумом осадков и сухой зимой. Из годового количества выпадающих  осадков на холодный период (ноябрь-март) приходится примерно  20-25%,  а на  теплый (апрель-октябрь) 75-80% годовой суммы. В холодный период количество  осадков колеблется  в  пределах  25-60  миллиметров. В теплый период осадки распределяются от  160 до 250  миллиметров на  пониженных  равнинных местах, в том числе и в центральных районах Якутии. В отдельные годы, как минимум, так и максимум осадков могут быть  сдвинуты на другие месяцы. По наблюдениям  за  75  лет  в  Якутске  максимум  осадков приходится: на июнь - 21%, на июль - 44%, на август - 29%. 

2.1. Почвы  зоны криолитозоны

    В почвах, расположенных в зоне длительной сезонной или постоянной мерзлоты, протекает комплекс своеобразных процессов, связанных с влиянием низких температур. Над мерзлым слоем, который является водоупором, вследствие коагуляции органических веществ может происходить накопление гумуса, так называемая надмерзлотная регенерация гумуса, надмерзлотное оглеение даже при небольшом годовом количестве осадков. Образование слоев льда (шлиров) в почве приводит к разрыву капилляров, вследствие чего прекращается подтягивание влаги из надмерзлотных горизонтов к корнеобитаемому слою. Наличием мерзлого слоя вызван целый ряд механических изменений в почвенном профиле, таких, как криотурбация - перемешивание почвенной массы под влиянием разницы температур, солифлюкция - сползание насыщенной водой почвенной массы со склонов по мерзлому слою. Эти явления особенно широко распространены в тундровой зоне. С криогенными деформациями связывают характерный для тундр мелкобугорковый рельеф пучения, а также образование пятнистых тундр.