Проблемы управления экологической ситуацией на горных территориях

 Кыргызстан и другие страны Центральной Азии осознают, что водные ресурсы ограничены и нуждаются в надлежащем и эффективном управлении чтобы достичь максимальной выгоды от существующего количества водных ресурсов и сохранить, насколько возможно, больше воды для населения в целом, и для предотвращения возможного обезвоживания бассейна Аральского моря и самого Аральского моря.

Улучшение распределения и управления водными ресурсами должно быть организовано и применено на уровне как речных, так и водораздельных бассейнов.

Современные тенденции климата и их влияние на водность рек.

Современные тенденции глобального климата.

Современное глобальное потепление климата, оказывающее влияние на все природные процессы, в том числе и на водные ресурсы, требует к себе очень пристального внимания, так как оно уже в ближайшем будущем может поставить перед человечеством ряд проблем, требующих незамедлительного разрешения.

Температура воздуха на нашей планете определяется соотношением количества поступающей на Землю солнечной радиации и отраженным от нее инфракрасным излучением. Высокая температура, обеспечивающая возможность жизни на Земле, является следствием задержки части отраженной лучистой энергии атмосферным водяным паром, углекислым газом (СО ), метаном (СН ) и, в последнее время, продуктами химической промышленности, известными под названием «хлорфтороуглероды» (ХФУ).

В последнее время анализами пузырьков газа в ледовых кернах, отобранных в Антарктиде и Гренландии, было установлено, что в течение последних 160000 лет колебания климата на Земле совпадали по времени с колебаниями концентрации углекислого газа и метана в атмосфере.

Сопоставление этих данных с измерениями, выполненными в обсерватории глобального мониторинга Мауна Лоа, расположенной в Тихом океане на Гавайских островах, показали, что концентрация СО в 1988 году, равная 351 части на миллион (част/млн.), на 20-25% превышает концентрацию углекислого газа в любой момент в течение последних 160000 лет, несмотря на ее значительные колебания в связи с резкими изменениями климата. Теплый межледниковый период, имевший место 130000 лет назад, сопровождался повышением концентрации СО до 300 част/млн., в то время как в течение предшествующего большого ледникового периода этот показатель упал до 200 част/млн. К 1860 г. (началу промышленной революции) концентрация СО возросла до 280 част/млн., а за последние 100 лет еще на 70 част/млн. При этом более половины этого прироста произошло в течение последних 30 лет. Если современная тенденция увеличения концентрации СО на 4% в год сохранится, то к 2075 г. концентрация углекислого газа в атмосфере удвоится по сравнению с доиндустриальной эпохой. В настоящее время концентрация метана в атмосфере возросла по сравнению с доиндустриальными значениями более чем в 2 раза и продолжает расти со скоростью около 1% в год.

Теплопоглощающий потенциал парниковых газов существенно различается. По данным Института мировых ресурсов, появление в атмосфере дополнительной молекулы метана приводит к удержанию количества тепла, в 20-30 раз большего, чем в случае выделения молекулы СО , а появление молекулы ХФУ приводит к задержке количества тепла, в 20000 раз большего, чем при выделении молекулы СО . Поэтому углекислый газ вызывает лишь около половины теплового потенциала, образующегося в результате человеческой деятельности. Оценка роли основных парниковых газов, основанная на их концентрации в атмосфере в середине 80-х годов и на их теплоудерживающем потенциале, дает такую картину: углекислый газ - 50%, хлорфтороуглероды - 20%, метан - 16%, тропосферный озон - 8%, окись азота - 6%.

Современный беспрецедентный рост концентрации парниковых газов и то, что в прошлом за изменениями их концентраций следовали глобальные изменения климата, привели научную общественность к мнению о том, что в следующем столетии весьма вероятно существенное глобальное потепление климата. Данные Межправительственной комиссии по проблемам изменения климата (IPCC) свидетельствуют о том, что это потепление уже проявляется. Так, приводятся значения глобального повышения температуры воздуха на 0,5º - 0,7º C по сравнению с 1860 г. Измерения температуры воздуха, проводимые с воздушных шаров после 1958 г., свидетельствуют о повышении температуры на 0,08º C каждые 10 лет.

На основе результатов наблюдений Комиссия по проблемам изменения климата (IPCC) пришла к выводу, что «антропогенное воздействие на мировой климат весьма ощутимо» (Houghton и др., 1995). Этот процесс, вероятно, будет продолжаться из-за увеличения концентрации в атмосфере всех парниковых газов, кроме хлорфторуглеродов, концентрация которых начала снижаться в результате контроля за ними, введенного после подписания Монреальского протокола в 1987 году.

На основании разработки моделей общей циркуляции, выполненной на мощнейших компьютерах, Комиссия (IPCC) пришла к выводу, что в наступившем столетии климат планеты продолжит изменяться и к 2100 году среднегодовая температура возрастет на 1º - 3,5º C. Потепление будет сопровождаться уменьшением суточной амплитуды температур. Изменения компонентов климата будут сильно варьировать в различных регионах, но особенно труднопрогнозируемой станет частота экстремальных явлений (Прайс, Барри, 1999).

Современные тенденции климата на Тянь-Шане.

Происходящему глобальному потеплению климата посвящено много публикаций. Среди них следует отметить работы М.И. Будыко, в которых дается пространственный прогноз изменений климата к 2025 и 2050 гг. В последнее время появились работы, отмечающие, что глобальное потепление климата проявляется и на Тянь-Шане.

В данном разделе основное внимание направлено не на характеристику современного климата (это сделано во многих работах, посвященных климату Тянь-Шаня), а на анализ метеорологических рядов наблюдений основных элементов климата - температуры воздуха и осадков.

Реакция рек на потепление климата.

Резкое увеличение летних расходов воды за счет потепления климата, повлекшего активное таяние ледников, отмечается почти на всех реках Кыргызстана, имеющих ледниково-снеговое и снегово-ледниковое питание, после 1972 года. Так, в период 1973 -   1996 гг. на реках этого типа в Иссык-Кульском бассейне июльские расходы воды увеличились по сравнению с предшествующим периодом на 2,2 - 3,0 м³/с (р. Джууку, Ак-Суу). Увеличение летнего стока привело к нарастанию и средних годовых расходов воды, которые на этих же реках возросли с 5,8 до 6,6 м³/с и с 2,5 до 3,8 м³/с соответственно.

В целом по котловине приток из зоны формирования стока, составивший за период 1935 - 1972 гг. в среднем 117 м³/с, увеличился в последующем периоде (1973 - 1996 гг.) до 129 м³/с. Величина годового притока по двум периодам составила 3,7 и 4,1 км³, что в пересчете на площадь Иссык-Куля соответствует слою воды толщиной 590 и 650 мм. Увеличение притока произошло за счет дополнительного стаивания ледников объемом около 4 км³, что составляет 8,3% от объема всех ледников котловины. На стоке р. Тюп, имеющей снеговое питание, потепление климата после 1972 г. привело к смещению пика весеннего половодья с мая на апрель. При этом апрельские расходы увеличились на 2,7м³/с, а майские - уменьшились на 6,0 м³/с. Средние годовые расходы по р. Тюп после 1972 года уменьшились на 0,5 м³/с.

Таким образом, современное увеличение стока рек котловины происходит за счет вековых запасов воды в ледниках. Тенденция потепления климата может привести в недалеком будущем к такому сокращению оледенения, при котором произойдет резкое сокращение летних расходов воды в реках. Пример тому река Тору-Айгыр, в бассейне которой в настоящее время оледенение сведено до минимума, т.е. практически отсутствует. Это можно рассматривать как модель, отражающую влияние потепления климата на распад оледенения и последующее сокращение водности. Река имеет снегово-ледниковое питание, но участие ледникового стока стало очень незначительно. И угроза сокращения летних расходов воды в ближайшее время наиболее реальна для обращенного к солнцу южного склона хребта Кунгей Ала-Тоо (где и расположен бассейн р. Тору-Айгыр) с относительно небольшими высотными отметками, где отступание ледников наиболее активно, а площадь оледенения уменьшается. В будущем это будет иметь негативные последствия для озера Иссык-Куль и сельского хозяйства котловины, основанного на поливном земледелии.

Увеличение водности рек Нарынского бассейна очень отчетливо видно по средним годовым расходам воды, подсчитанным по десятилетиям. Возрастание стока на большинстве рек началось с 70-х годов и особенно значительным оказалось в последнем десятилетии, увеличившись в пределах 2,0 (р. Ат-Баши) - 28 м³/с (р. Кёкёмерен). На р. Нарын в створе «г. Нарын» увеличение стока произошло почти на 18, а в створе «устье р. Кекжерты» - на 7,0 м³/с, на ее составляющих - Большом и Малом Нарыне - более чем на 5,0 м³/с.

Все анализируемые реки имеют на водосборе оледенение (степень оледенения составляет от 1,0 до 10 %), также относятся к ледниково-снеговому и снегово-ледниковому типам питания и увеличение водности соотносится с повышением температуры воздуха на МС Тянь-Шань и Нарын, которое особенно стало ощутимо и существенно после 1972 г.

Увеличение июльских и августовских среднемесячных расходов воды (месяцы наиболее активного таяния ледников) в периоде 1973-1998 гг. отмечается на р. Нарын (в пределах 10 - 2,0 м³/с по гидрологическим постам «г. Нарын» и «устье р. Кекжерты»). На р. Кёкёмерен значительно возросли июньские расходы воды. На других реках рассматриваемого бассейна увеличение стока после 1972 г. отчетливо видно на трендах среднеиюльских расходов воды.

Составляющими р. Кара-Дарьи являются реки Тар и Кара-Кульджа, формирующие свой сток на склонах Ферганского и Алайского хребтов в месте их смыкания, в юго-восточной части. Крупными притоками р. Кара-Дарьи являются правые - Яссы, Кугарт, Тентек-Сай; левые - Куршаб, АкБура, Араван-Cай. Эти реки относятся к снегово-ледниковому (d > 1,0) и снеговому (d < 0,5) типам питания и только р. Ак-Бура имеет ледниково-снеговое питание (d > 1,0), степень оледенения составляет 1,0 - 4,0%, а на реках снегового питания практически отсутствует. Сравнение величин среднегодовых расходов воды за анализируемые периоды до 1962 г. и с 1963 по 1998 гг. показало, что практически на всех водотоках она возросла на 1,0 - 4,0 м³/с или существенно не изменилась.

Таким образом, результаты проведенного анализа свидетельствуют о том, что в целом на реках Иссык-Кульского, Нарынского и Кара-Дарьинского бассейнов отмечается общая тенденция увеличения водности, связанная с потеплением климата. Однако динамика и темпы увеличения не на всех реках одинаковы и даже не всегда однозначны, что зависит от особенностей и аномалий каждой конкретной реки и ее водосбора, на котором формируется сток.

Увеличение среднегодового стока и особенно среднеиюльских расходов воды отмечается на реках ледниково-снегового питания и других бассейнов: Чуйского, Таласского, Таримского после 70-х годов, которое на данном этапе можно увязать и объяснить только общей тенденцией потепления климата.

Озёра, ледники и их роль в формировании стоков.

Современный научно-технический прогресс непосредственно связан с возрастающей ролью водных ресурсов во всех сферах человеческой деятельности. В связи с этим перед наукой стоит одна из актуальнейших задач современности - обеспечение человечества чистой водой высокого качества. Одним из источников такой воды являются горные озёра.

На территории Центральной Азии насчитывается около 5600 озёр общей площадью 12197 км²3. Их абсолютное большинство представлено малыми водоемами с площадью менее 1 км², на которые приходится 95% общего числа и около 4% площади.

В генетическом отношении котловины горных озёр подразделяются на 4 основные группы: тектонические, гляциогенные, гидрогенные и завальные. Озёра тектонического происхождения образовались в результате заполнения водами межгорных тектонических впадин. В Кыргызстане эта группа озёр представлена наиболее крупными водоемами: Иссык-Куль, Сон-Кёль, Чатыр-Кёль. Эти озёра приурочены к бессточным котловинам и являются гигантскими испарителями речного стока. На самые крупные озёра Кыргызстана приходится более 55% площади водной поверхности озёр Центральной Азии.

Гляциогенные озёра обязаны своим происхождением деятельности как современного, так и древнего оледенения. Эти озёра занимают верхние этажи территории Тянь-Шаня. Их максимальное количество и площадь зеркала приходится на высотный интервал 4000 - 4500 м. Нижняя граница распространения гляциогенных озёр опускается до 2200 м.

Завальные озёра образовались в результате перегораживания речных долин обвалами или оползнями. Озёра этой группы расположены в интервале высот от 1700 до 3800 м. Как правило, они приурочены к геологическим разломам и сбросам, с которыми непосредственно связана активизация деятельности оползней и обвалов.

Озёра, котловины которых образовались в результате действия речных, подземных или морских вод, относятся к группе гидрогенных. К этой группе относятся провальные озёра, котловины которых сформировались в результате проседания земной коры под воздействием подземных вод. Это могут быть как карстовые, так и термокарстовые озёра. На Тянь-Шане термокарстовые озёра сосредоточены в узком интервале высот (3000 - 4500 м.), определяемом распространением зоны вечной мерзлоты. Наиболее крупные термокарстовые озёра располагаются на высотах около 3500 м в верховьях реки Нарын.

Одной из важнейших морфометрических характеристик озёр является площадь водной поверхности. По классификации П.В. Иванова, озёра Кыргызстана изменяются от «озерков» с площадью 0,01 км² до «очень больших» с площадью более 1000 км². К «большим» и «очень большим» относятся озёра тектонического происхождения: Иссык-Куль - 6247 км², Сон-Кёль - 270 км², Чатыр-Кёль - 161 км². Площади зеркала завальных озёр значительно меньше, и они относятся к «очень малым» озёрам. Это - Сары-Челек (4,92 км²), Кара-Суу (4,17 км²), Большой Кулун (3,28 км²), Кёльукок (1,60 км²), Каратоко (1,07 км²).