Влияние поверхностного загрязнения на ледники Кавказа (eng)

Проект DIOGENES (Dust impacts on glaciated Environments)
Совместный проект ИГРАН и Университета г. Рэдинг 
Исполнитель С.Кутузов (s.kutuzov@gmail.com, s.kutuzov@reading.ac.uk)
Участники: 
Университет Рэдинга, Великобритания - М.Шахгеданова, К.Вайт, М.Вудейдж 
ИГРАН - В.Михаленко, И.Лаврентьев, Г.Носенко

 
Рис. 1. Вид на Главный Кавказский хребет с южного склона Эльбруса, заметно поверхностное загрязнение на ледниках. (июнь 2004 г. фото: В.Н. Михаленко)
 
Этот междисциплинарный проект направлен на изучение влияния минеральных частиц аэрозоля на ледники Кавказа.
Основные цели проекта: определить влияние поверхностного загрязнения на таяние льда на Кавказе, выявить основные источники минерального аэрозоля и пути его перемещения в атмосфере.
 
Поверхностное загрязнение на ледниках включает минеральные частицы, перенесенные воздушными массами на большое расстояние (пыль из пустынь),
минеральные частицы из окружающих ледники выходов горных и осадочных пород, продукты разложения органики, а также живые организмы. Присутствие того или иного материала на поверхности снега и льда существенным образом изменяет отражательную способность и влияет на энергетический баланс ледника, изменяет темпы таяния льда и сезонного снега, а следовательно воздействует и на распределение ледникового стока. Кроме того атмосферный минеральный аэрозоль существенным образом влияет на геохимический цикл ледников и высокогорных ландшафтов в целом.
 
В ходе выполнения проекта в были определены основные источники минерального аэрозоля на Кавказе. Для этого была разработана специальная методика подразумевающая анализ горизонтов загрязнения в снежных шурфах и ледниковых кернах, анализ данных дистанционного зондирования (метеорологические спутники), расчет обратных траекторий движения воздушных масс и др.
В 2012 году в рамках проекта было проведено неглубокое керновое бурение на западном плато Эльбруса и отобраны образцы снега и фирна. Всего за 4 года с 2009 по 2012 год было обнаружено 17 горизонтов соответствующих событиям переноса минеральных частиц из пустынь Ближнего Востока и Сахары. В результате лабораторного анализа образцов с помощью электронного микроскопа удалось определить распределение минеральных частиц по размеру.
Совместный анализ изотопного состава снега и финна из керна и метеорологических данных позволил датировать горизонты загрязнения с точностью до сезона. Обработка изображений метеоспутника SEVIRI (временное разрешение 15 мин) не только подтвердила возможность переноса минеральных частиц на ледники Кавказа, но и позволила установить точные даты всех 17 событий и определить изначальные источники минерального аэрозоля с разрешением 20х20 км. Установлено, что пыльные бури, возникающие на Ближнем Востоке (Сирийская пустыня, Месопотамия) могут достигать Кавказа 3-5 раз в год, в основном в весеннее-летнее время (Апрель-Июнь). Трижды за 4 года облака пыли поднятые из пустыни Сахара на границе Алжира и Ливии достигали Эльбруса, в результате были сформированы заметные горизонты загрязнения.
При этом показано, что перенос пыли из Ближнего Востока часто сопровождается повышенной концентрацей химических соединений антропогенного происхождения.
 
Рис. 2. Изображение MODIS, фиксирующее распространение пылевого облака 5 Мая 2009 года.
 
Рис. 3. Керновое бурение на западном плато Эльбруса (5150 м. н.у.м.) июнь 2012 г. (фото И.И. Лаврентьева)
 
Рис. 4. Стенка снежного шурфа (слева) и результаты измерения электропроводности и содержания кальция в образцах снега (справа). 
Показаны даты образования горизонтов загрязнения.
 
Рис. 5. а, б, в, г - RGB изображения спутника SEVIRI (комбинация инфракрасных каналов 8,7мк, 10,8мк и 12,0 мк). Облака пыли имеют розовый или малиновый оттенок, кучевая облачность представлена коричневыми цветами. 
д - скорость и направление верта на уровне 700 мб 20.05.2009 по данным реанализа NCEP/NCAR.
е - 48 часовые обратные траектории движения HYSPLIT ансамбль из 27 траекторий, конечная точка - западное плато Эльбруса.
 
Более подробно с результатами проекта можно ознакомиться в публикациях.
http://www.reading.ac.uk/geographyandenvironmentalscience/Research/ESS/ges-DIOGENES.aspx
 
Shahgedanova, M., Kutuzov, S., White, K. H., and Nosenko, G.: Using the significant dust deposition event on the glaciers of Mt. Elbrus, Caucasus Mountains, Russia on 5 May 2009 to develop a method for dating and "provenancing" of desert dust events recorded in snow pack, Atmos. Chem. Phys., 13, 1797-1808, doi:10.5194/acp-13-1797-2013, 2013. View on-line:http://www.atmos-chem-phys.net/13/1797/2013/
 
M. Shahgedanova, S. Kutuzov, K.H. White, G. Nosenko and M. Woodage. Climatology of dust
deposition events on Garabashi Glacier, Mt. Elbrus, Caucasus, developed from snow pits using
remote sensing, climate models and sedimentological analysis. EGU, April 2012, Vienna, Austria. AS4.13/CL4.7 EGU2012-6147.
 
Kutuzov,S. M. Shahgedanova, K. White, G. Nosenko. Climatology of the dust transport from Middle East and Sahara deserts to Caucasus glaciers. XV International Glaciological Symposium, ‘Past, present and future of the Earth cryosphere’, 3-8 June, 2012, Arkhangelsk, Russia.
 
S. Kutuzov, M. Shahgedanova, K. White, G. Nosenko, V.N. Mikhalenko. New method for dating
and provenancing of desert dust events recorded in snow pack and glacier ice on Mt. Elbrus,
Caucasus. IPECS, October 2012, Giens, France.
 
Kutuzov, S., Shahgedanova, M., Mikhalenko, V.N., Lavrentiev, I. Dust deposition events in
Caucasus Mountains as revealed by shallow ice cores from Mt Elbrus. EGU, April 2013, Vienna,
Austria. CL4.2/AS3.15/GM5.2.
 
Shahgedanova, M., Kutuzov, S., Mikhalenko, V., Lavrentiev, I. A four-year climatology of dust
deposition events on Mt. Elbrus, Caucasus Mountains reconstructed from shallow ice cores. Davos Atmosphere and Cryosphere Assembly DACA 2013. Davos, Switzerland, July 2013.
A-544-0060-00932.

Плакат с конференции IPICS 2012.

← back
| Главная | Исследования | Фотогалерея | Люди | Сотрудничество | Контакты | Кабинет
 eng | rus