sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556621030080sergeogr-1339Research ArticleПриродные процессы и динамика геосистемNatural Processes and Dynamics of GeosystemsРегиональный гидрологический режим горного оледененияHydrological Regimes of Mountain Glaciers at the Regional ScaleКоноваловВ. Г.KonovalovV. G.

Москва

Moscow

vladgeo@gmail.comИнститут географии РАНРоссияInstitute of Geography, Russian Academy of SciencesRussian Federation202101092021853368379Copyright © Коновалов В.Г., 20212021Коновалов В.Г.Konovalov V.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1339

Для бассейнов рек снегово-ледникового типа формирования стока разработана научно-информационная основа расчета составляющих уравнения годового водного баланса (сток, осадки, испарение, динамические запасы воды), которая включает: а) определение средних и средневзвешенных параметров квазиоднородных групп ледников путем структурирования либо классификации исходного множества Ngl ледников выше замыкающего гидрологического створа, б) рекомендации для расчета слоев осадков, испарения и средних значений температуры воздуха и упругости водяного пара в воздухе как функции высоты местности, в) состав типов поверхности ледников в период абляции для расчета водного баланса, г) определение объемов абляции, осадков и испарения для Ngl ледников, д) результаты расчета средних за 30-летний интервал составляющих водного баланса для 26 речных бассейнов Евразии с площадью оледенения от 102 до 14113 км2. Отклонение измеренного годового стока от рассчитанного по уравнению водного баланса составило от –1.8 до 9.4%.

For the river basins of the snow-glacial type of runoff formation, a scientific and informational basis developed for calculating components of the annual water balance equation (runoff, precipitation, evaporation, dynamic water reserves). It includes: (a) determination of the average and weighted average parameters of quasihomogeneous glacier groups by structuring or classifying the initial set of Ngl glaciers above the hydrological point; (b) recommendations for calculating specific layers of evaporation and precipitation, and average values of air temperature and water vapor pressure in air as a function of altitude; (c) composition of glacier surface types used for calculating water balance during the ablation period; (d) determining ablation, precipitation, and evaporation volumes for Ngl glaciers; (e) results of calculating the averages for 30-year time intervals of the water balance components, which related for 26 Eurasian river basins with glaciers area ranging from 102 to 14113 km2. The deviation of the measured annual runoff from that calculated by the water balance equation ranged from –1.8 to 9.4%.

водный баланследниковый стокЕвразиямоделированиеклассификация ледниковабляцияосадкииспарениеwater balanceglaciers runoffEurasiamodelingglaciers classificationablationprecipitationevaporationРабота выполнена в рамках тем Госзадания Института географии РАН № 0148-2018-0008 и № 0148-2019-0004.The research was carried out within the framework of the state-ordered research themes of the Institute of Geography RAS nos. 0148-2018-0008 and 0148-2019-0004.ReferencesБарри Р.Г. Погода и климат в горах. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 311 с.Anderson E.A. A Point Energy and Mass Balance Model of Snow Cover. NOAA Tech. Report. NWS 19. U.S. Department of Commerce, NOAA, NWS, Office of Hydrology, 1976. 150 p.Боровикова Л.Н., Денисов Ю.М., Трофимова Е.Б., Шенцис И.Д. Математическое моделирование процесса стока горных рек // Тр. САНИГМИ. 1972. Вып. 61(76). 150 с.Barri R.G. Pogoda i klimat v gorakh [Mountain Weather and Climate]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1984. 311 p.Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Коршунова Н.Н., Швец Н.В. Описание массива данных месячных сумм осадков, температуры воздуха и упругости водяного пара в воздухе на метеостанциях России / Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2015620394. 2021. http://meteo.ru/dataBodo B.A. Monthly Discharges for 2400 Rivers and Streams of the former Soviet Union [FSU]. Toronto, 2000, v. 1.0.Вилесов Е.Н. Динамика и современное состояние оледенения гор Казахстана. Алматы: Казак университети, 2016. 267 с.Borovikova L.N., Denisov Yu.M., Trofimova E.B., Shentsis I.D. Matematicheskoe modelirovanie protsessa stoka gornykh rek [Mathematical Modelling of Runoff Formation Process for Mountain Rivers]. Tr. SANIGMI, vol. 61 (76). Leningrad: Gidrometeozidat, 1973. 151 p.Денисов Ю.М. Схема расчета гидрографа стока горных рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. 103 с.Bulygina O.N., Razuvaev V.N., Korshunova N.N., Shvets N.V. Description of database on monthly values of precipitation, air temperature and vapor pressure in the air at the meteostations of Russia. Database State Registration Certificate No. 2014621485. Available at: http://meteo.ru/data (accessed: 15.03.2021). (In Russ.).Денисов Ю.М., Боровикова Л.Н., Джураев А.Д., Ердякова И.Н. Расчет таяния снега и льда // Тр. САРНИГМИ. 1982. Вып. 94 (175). С. 20–39.Denisov Yu.M. Skhema rascheta gidrografa stoka gornykh rek [Scheme for Calculating the Hydrograph of Mountain River Runoff]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1965. 103 p.Каталог ледников СССР. Бассейн р. Гунт. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. Т. 14. Вып. 3. Ч. 15. 121 с.Denisov Yu.M., Borovikova L.N., Dzhuraev A.D., Erdyakova I.N. Calculating of snow and ice melting. Tr. SARNIGMI, 1982, vol. 94 (175), pp. 20–39. (In Russ.).Каталог ледников СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1967– 1976. Т. 8. Ч. 3, 7–11; Т. 13. Вып. 2. Ч. 1; Т. 14. Вып. 1. Ч. 1, 9, 10; Вып. 3. Ч. 1–2, 7–10, 12, 15.Fick S.E., Hijmans R.J. WorldClim 2: new 1 km spatial resolution climate surfaces for global land areas. Int. J. Climatol., 2017, vol. 37, no. 12, pp. 4302–4315.Коновалов В.Г. Изменения и репрезентативность параметров горного оледенения // Лёд и Снег. 2020. Т. 60 (2). С. 165–181.Gardner A.S., Sharp M. Sensitivity of net mass-balance estimates to near-surface temperature lapse rates when employing the degree-day method to estimate glacier melt. Ann. Glaciol., 2009, vol. 50, no. 50, pp. 80–86.Коновалов В.Г. Каталогизация горных ледников и генерализация их распределения по материалам дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 2. С. 43–54.Harris I., Jones P.D., Osborn T.J., Lister D.H. Updated high-resolution grids of monthly climatic observations – the CRU TS3.10 Dataset. Int. J. Climatol., 2014, vol. 34, no. 3, pp. 623–642.Коновалов В.Г. Пространственная экстраполяция и изменчивость характеристик климата на территории Центральной Азии // Изв. АН. Сер. геогр. 2003. № 5. С. 97–106.Hijmans, R.J., Cameron S.E., Parra J.L., Jones P.G., Jarvis A. Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas. Int. J. Climatol., 2005, vol. 25, no. 15, pp. 1965–1978.Коновалов В.Г. Расчет и прогноз таяния ледников Средней Азии. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 231 с.Hock R. DEBaM and DETIM. Manual. 1999. Available at: https://github.com/regine/meltmodel.git (accessed: 15.03.2021).Коновалов В.Г. Таяние и сток с ледников в бассейнах рек Средней Азии. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 237 с.Hock R., Holmgren B. A distributed surface energy-balance model for complex topography and its application to Stor glacier, Sweden. J. Glaciol., 2005, vol. 51, no. 172, pp. 25–36.Коновалов В.Г., Пиманкина Н.В. Пространственно-временнóе изменение составляющих водного баланса на северном склоне Заилийского Алатау // Лёд и Снег. 2016. Т. 56. № 4. С. 453–371.Katalog lednikov SSSR [Catalogue of the USSR Glaciers]. Vol. 14, no 3, part 15: Bassein r. Gunt [Gunt River Basin]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1979. 121 p.Кренке А.Н. Массообмен в ледниковых системах на территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 287 с.Katalog lednikov SSSR [Catalogue of the USSR Glaciers]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1967–1976, vol. 8, parts 3, 7–11; vol. 13, no. 2, part 1; vol. 14, no. 1, parts 1, 9, 10; no. 3, parts 1–2, 7–10, 12, 15.Кузьмин П.П. Процесс таяния снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 345 с.Konovalov V.G. Cataloging mountain glaciers and generalizing of their distribution according to remote sensing data. Sovrem. Probl. Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli Kosm., 2010, vol. 7, no. 2, pp. 43–54. (In Russ.).Ледник Абрамова. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 206 с.Konovalov V.G. Changes and representativeness of mountain glaciation parameters. Led i Sneg, 2020, vol. 60, no. 2, pp. 165–181. (In Russ.).Ледник Марух. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 253 с.Konovalov V.G. New approach to estimate water output from regional populations of mountain glaciers in Asia. Geogr. Environ. Sustain., 2015, vol. 8, no. 2, pp. 13–29.Рец Е.П., Фролова H.Л., Поповнин В.В. Моделирование таяния поверхности горного ледника // Лёд и Снег. 2011. Т. 4 (116). С. 24–31.Konovalov V.G. Raschet i prognoz tayaniya lednikov Srednei Asii [Calculating and Forecast of Glaciers Melting in Central Asia]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1979. 231 p.Рыбак О.О., Рыбак Е.А., Кутузов С.С., Лаврентьев И.И., Морозова П.А. Калибровка математической модели динамики ледника Марух, Западный Кавказ // Лёд и Снег. 2015. № 2 (130). С. 9–20.Konovalov V.G. Snow line and formation of glacier-derived runoff in glacial basins. In 34 Selected Papers on Main Ideas of The Soviet Glaciology, 1940s–1980s. Kotlyakov V.M., Ed. Moscow, 1997, pp. 402–410.Рыбак О.О., Рыбак Е.А., Яицкая Н.А., Поповнин В.В., Лаврентьев И.И., Сатылканов Р., Жакеев Б. Модельные исследования эволюции горных ледников на примере ледника Сары-тор (Внутренний Тянь-Шань) // Криосфера Земли. 2019. Т. XXIII. № 3. С. 33–51.Konovalov V.G. Spatial extrapolation and variability of climate characteristics in Central Asia. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2003, no. 5, pp. 97–106. (In Russ.).Торопов П.А., Шестакова А.А., Смирнов А.М., Поповнин В.В. Оценка компонентов теплового баланса ледника Джанкуат (Центральный Кавказ) в период абляции в 2007–2015 годах // Криосфера Земли. 2018. Т. XXII. № 4. С. 42–54.Konovalov V.G. Tayanie i stok s lednikov basseinov rek Srednei Azii [Melting and Glaciers Runoff in the Central Asia River Basins]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1985. 237 p.Anderson E.A. A point energy and mass balance model of snow cover. NOAA Tech. Report. NWS 19, Silver Spring, 1976. 150 p.Konovalov V.G., Pimankina N.V. Spatial-temporal change in the components of the water balance on the northern slope of the Zailiysky Alatau. Led i Sneg, 2016, vol. 56, no. 4, pp. 453–371. (In Russ.).Bodo B.A. Monthly Discharges for 2400 Rivers and Streams of the former Soviet Union (FSU). Toronto, Canada. 2000. V. 1.0.Krenke A.N. Massoobmen v lednikovykh sistemakh na territorii SSSR [Mass Transfer in Glacial Systems of the USSR]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1982. 287 p.Fick S.E., Hijmans R.J. WorldClim 2: new 1 km spatial resolution climate surfaces for global land areas // Int. J. of Climatol. 2017. V. 37 (12). P. 4302–4315.Kuz’min P.P. Protsess tayaniya snezhnogo pokrova [Melting Process of Snow Cover]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1961. 345 p.Gardner A.S., Sharp M. Sensitivity of net mass-balance estimates to near-surface temperature lapse rates when employing the degree-day method to estimate glacier melt // Ann. Glaciol. 2009. 50(50). P. 80–86.Lednik Abramova [Abramov Glacier]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1980. 206 p.Harris I., Jones P.D., Osborn T.J., Lister D.H. Updated high-resolution grids of monthly climatic observations – the CRU TS3.10 Dataset // Int. J. Climatol. 2014. V. 34. P. 623–642.Lednik Marukh [Marukh Glacier]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1988. 253 p.Hijmans R., Cameron S., Parra J., Jones P., Jarvis A. Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas // Int. J. of Climatol. 2005. V. 25. P. 1965– 1978.Rets E.P., Frolova H.L., Popovnin V.V. Modeling the melting surface of a mountain glacier. Led i Sneg, 2011, vol. 116, no. 4, pp. 24–31. (In Russ.).Hock R. DEBAM and DETIM. Manual. 1999. https://github.com/regine/meltmodel.gitRGI Consortium. Randolph Glacier Inventory – A Dataset of Global Glacier Outlines: Version 6.0: Technical Report, Global Land Ice Measurements from Space, Colorado, USA. Digital Media. 2017. doi 10.7265/N5-RGI-60Hock R., Holmgren B. A distributed surface energy-balance model for complex topography and its application to Stor glacier, Sweden // J. Glaciol. 2005. V. 51. № 172. P. 25–36.Rybak O.O., Rybak E.A., Kutuzov S.S., Lavrent’ev I.I., Morozova P.A. Calibration a mathematical model of the dynamics of Marukh glacier, Western Caucasus. Led i Sneg, 2015, vol. 130, no. 2, pp. 9–20. (In Russ.).Konovalov V.G. New approach to estimate water output from regional populations of mountain glaciers in Asia // Geogr. Env. Sustainabil. 2015. V. 8. № 2. P. 13–29.Rybak O.O., Rybak E.A., Yaitskaya N.A., Popovnin V.V., Lavrent’ev I.I., Satylkanov R., Zhakeev B. Model studies of the evolution of mountain glaciers by the example of the Sary-tor glacier (Inner Tien Shan). Kriosfera Zemli, 2019, vol. XXIII, no. 3, pp. 33–51. (In Russ.).Konovalov V.G. Snow line and formation of glacier-derived runoff in glacial basins. In: 34 selected papers on main ideas of the soviet glaciology, 1940s–1980s / V.M. Kotlyakov (Ed.). M., 1997. P. 402–410.Toropov P.A., Shestakova A.A., Smirnov A.M., Popovnin V.V. Evaluation of components of the heat balance of the Dzhankuat glacier (Central Caucasus) during the ablation period in 2007–2015. Kriosfera Zemli, 2018, vol. XXII, no. 4, pp. 42–54. (In Russ.).RGI Consortium. 2017. A Dataset of Global Glacier Outlines: Ver. 6.0. https://doi.org/10.7265/N5-RGI-60Vilesov E.N. Dinamika i sovremennoe sostoyanie oledeneniya gor Kazakhstana [Dynamics and Current State of Glaciation in the Mountains of Kazakhstan]. Almaty: Kazak Universiteti, 2016. 267 p.Williams M.W., Konovalov V.G. Central Asia Temperature and Precipitation Data, 1879–2003. Boulder, Colorado: USA National Snow and Ice Data Center, 2008. http://nsidc.org/data/docs/noaa/g02174_central_asia_data/index.htmlWilliams M.W., Konovalov V.G. Central Asia Temperature and Precipitation Data, 1879-2003, Version 1. Boulder, Colorado USA: National Snow and Ice Data Center, 2008. doi 10.7265/N5NK3BZ8World glaciers Inventory. Compiled and made available by the World Glacier Monitoring Service, Zurich, Switzerland, and the National Snow and Ice Data Center, Boulder CO, USA. 2012. Digital Media. Download entire database from FTP: wgi_feb2012.csvWorld Glacier Inventory, Version 1. Boulder, Colorado USA: WGMS, and National Snow and Ice Data Center (comps.), 1999, updated 2012. doi 10.7265/N5/NSIDC-WGI-2012-02Xu C.-Y., Singh V.P. Dependence of evaporation on meteorological variables at different time-scales and inter-comparison of estimation methods // Hydrol. Proces. 1998. V. 12. P. 429–442.Xu C.-Y., Singh V.P. Dependence of evaporation on meteorological variables at different time-scales and intercomparison of estimation methods. Hydrol. Process., 1998, vol. 12, no. 3, pp. 429–442.Zemp M., Hoelzle M., Haeberli W. Six decades of glacier mass-balance observations: a review of the worldwide monitoring network // Annals of Glaciol. 2009. V. 50. P. 101–111.Zemp M., Hoelzle M., Haeberli W. Six decades of glacier mass-balance observations: A review of the worldwide monitoring network. Ann. Glaciol., 2009, vol. 50, no. 50, pp. 101–111.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.