Камчатка: изменения климата за последние столетия и ледники

Соавторы: with G.Wiles, T.Shiraiwa, G.Jacoby, and R. D´Arrigo

Район исследований
Камчатский полуостров (56°N 160°E) протянулся на 1600 км, достигая в самой широкой части 500 км. На нем находится 29 действующих и более 300 потухших вулканов. Большинство камчатских ледников (446 ледников общей площадью около 900 км2) расположено в субмеридионально ориентированных Срединном и Восточном хребтах. Высота границы питания ледников варьирует от 700 м на Кроноцком полуострове до 2800 м в Ключевской группе вулканов; концы ледников расположены в диапазоне от 300 до 4500 м. Самые ранние, весьма отрывочные, описания ледников относятся к началу ХХ в. Для получения информации о колебаниях ледников в прошлом возраст морен был определен с помощью дендрохронологии, лихенометрии, тефрохронологии и радиоуглеродным методом (Solomina et al., 1995, Solomina 1999, Solomina and Calkin, 2003) (Рис. 1)). Данные ледникового керна с вулкана Ушковский и чувствительные к температуре воздуха древесно-кольцевые хронологии дают климатический фон этих колебаний.

Колебания ледников
Наиболее значительные наступания ледников на Камчатке произошли во второй половине XIX в. Они были вызваны как высоким количеством осадков, так и низкими летними температурами воздуха. Морены, отложенные в 1900-1930 и в 1970-х гг., расположены внутри этих комплексов и маркируют менее значительные подвижки ледников или периоды стабилизации фронта ледников. В целом в последнее столетие отмечается тенденция сокращения размеров ледников Камчатки. Рост количества осадков не в состоянии компенсировать потерю массы ледниками из-за абляции. Более древние морены (1690-1700-х гг. и возможно ca AD 1500 г.) редко встречаются на Камчатке, поскольку перекрыты отложениями более поздних наступаний ледников. Наступание ледников 690-1700-х гг. связано с понижением летней температуры воздуха, зафиксированным в хронологии ширины годичных колец лиственницы сибирской в этой районе. Морены последнего тысячелетия старше XV в. на Камчатке не обнаружены и чрезвычайно редко встречаются на Аляске. Скорее всего это связано с меньшими размерами ледников в условиях более теплого климата (летних сезонов) в этом регионе в XI-XIV вв. Наступания ледников на Камчатке за последние 400-500 лет происходили примерно в те же периоды, что и на Аляске (Wiles et al., 2004) и, возможно, связаны с более прохладными летними сезонами, что было показано по дендрохронологическим данным (Рис. 2).

Дендрохронологические исследования
Для Камчатки построено несколько древесно-кольцевых хронологий лиственницы, ели и каменной березы (Табл. 1). Все хронологии чувствительны к весенне-летним температурам воздуха. Региональная хронология по лиственнице сибирской (KAML) построена по 144 образцам и охватывает период 1632-2003 гг. (корреляция между сериями  0.650, средняя чувствительность 0.321) (Рис. 3). В хронологии идентифицировано 22 выпадающих кольца в 1778, 1857, 1864, 1865, 1867, 1877, 1926, 1927 и 1947 гг. Региональная хронология KAML хорошо согласуется с BY хронологией, использованной М. Гостевым и др. (1996) для реконструкции температуры воздуха за май-июнь на Камчатке (Рис. 3).
Таблица 1. Коэффициенты корреляции древесно-кольцевых хронологий и температуры воздуха на Камчатке


Сравнение минимумов концентрации инфильтрационного льда в керне вулкана Ушковский за отдельные годы (Shiraiwa et al., 1999, 2001) и минимумов ширины годичных колец лиственницы оказалось важным для проверки точности датировки ледникового керна. Максимальные значения этих характеристик менее информативны для этой цели. Анализ показывает, что точность датирования годовых слоев в ледниковом керне вулкана Ушковский составляет 1-3 года до 1750 г. , а затем существенно снижается, что может быть связано с повышением температур и усилением таяния льда.
После 1870-1880 гг. внутривековые (десятилетние) колебания годовой аккумуляции в керне и ширины колец лиственницы на Камчатке становятся противофазными (Рис. 4). Такая картина подтверждается современными данными по годовой сумме осадков и летней температуре воздуха. Периоды повышенной аккумуляции и низкой летней температуры благоприятны для существования ледников и отмечались в 1910-1920, 1940-1950 и в 1960-1970 гг. Это также подтверждают инструментальные данные по температуре воздуха и осадкам в ХХ в. и реконструкция баланса массы трех камчатских ледников. Датировками морен как в приморской, так и в континентальной частях Камчатки,  согласуются с зафиксированными инструментально наступаниями ледников в 1940-1950 и в 1970-х гг., так же как в начале ХХ в.
Библиография

2004    D'Arrigo, R.D., Mashig, D., Frank, D., Jacoby, G., and Wilson, R. Reconstructed warm season temperatures for Nome, Seward Peninsula, Alaska since AD 1389: Geophysical Research Letters 31, L09202, doi:10.1029/2004GL019756.

2004    Wiles, G., D'Arrigo, R., Villalba, R., Calkin, P., Barclay, D.J. "Century-scale solar variability and Alaskan temperature change over the past millennium." Geophysical Research Letters 31(L15203).

2003    Davi, N. K., Jacoby, G.C., Wiles, G.C. "Boreal temperature variability inferred from maximum latewood density and tree-ring width data, Wrangell Mountain region, Alaska." Quaternary Research 60: 252-262.

2003    Solomina, O., Calkin, P. "Lichenometry as Applied to Moraines in Alaska, USA, and Kamchatka, Russia." Arctic, Antarctic, and Alpine Research 35(2): 129-143.

2001    Shiraiwa, T., Muravyev, Y.D., Kameda, T., Nishio, F., Toyama, Y., Takahashi, A., Ovsyannikov, A.A., Salamatin, A.N. and Yamagata, K. "Characteristics of a crater glacier at Ushkovsky volcano as revealed by the physical properties of ice cores and borehole thermometry." J. Glaciology 47(158): 423-432.

2000    Solomina, O. N., Muraviev, Ya.D., Braeuning, A., Shiraiwa, T., Shiyatov, S.G. Tree-rings in Central Kamchatka in Comparison with Climate Variations and Ice Core Data. Proceedings of the International Conference on Climate Change and Variability, Tokyo, Japan.

1999    Shiraiwa, T., Nishio, F, Kameda, T., Takahashi, A, Toyama, Y., Muraviev, Ya, Ovsyannikov, A. "Ice core drilling at Ushkovsky  ice cap, Kamchatka, Russia." Seppyo 61(1): 25-40.

1998    Wiles, G., D'Arrigo, R., Jacoby, G. "Gulf of Alaska atmosphere-ocean variability over recent centuries inferred from coastal tree-ring records." Climatic change 38: 289-306.

1996    Gostev, M., Wiles, G., D'Arrigo, R., Jacoby, G., Khomentovsky, P. "Early summer temperature since 1670 A.D. for Central Kamchatka reconstructed based on a Siberian larch tree-ring width chronology." Can.J.For.Res. 26: 2048-2052.

1995    Solomina, O. N., Muravyev, Ya.D., Bazanova, L.I. "Little Ice Age Glaciers in Kamchatka." Annals of Glaciology 21: 240-244.
 

Фото 1 Фото 2 Фото 3


Рис. 1 [Back]

Рис. 2 [Back]

Рис. 3 [Back]

Рис. 4 [Back]


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