Усманова З.С.

Институт географии, Казахстан, г. Алматы

Использование исторических данных и современных космических снимков для оценки изменений ледников в бассейне реки Текес (китайская часть бассейна р. Иле)

Проблема водообеспеченности и возможные последствия изменения климата в последние десятилетия приобрели особую актуальность для стран Центрально-азиатского региона. Острота проблем усугубляется здесь неравномерным распределением водных ресурсов и тем, что главные реки региона являются трансграничными. Горные ледники чутко реагируют на изменения климата и являются источниками пресной воды. Увеличение темпов деградации оледенения отмечено практически во всех регионах Земли. Необходимым условием для решения проблем межгосударственного использования трансграничных вод являются данные о возобновляемых ресурсах речного стока. Главной водной артерией Балхаш-Алакольского бассейна является трансграничная река Иле. Большая часть территории бассейна расположена в пределах Казахстана, но более 70% годового стока р. Иле формируется на территории китайской части бассейна. Практически все возобновляемые водные ресурсы Балхаш-Алакольского бассейна формируются в горах и подавляющая их часть (более 70 %) формируется талыми снеговыми и ледниковыми водами. Сокращение ресурсов речного стока приведет к неблагоприятному в хозяйственном отношении изменению гидрологического режима, что в свою очередь чревато обострением водной, продовольственной и социальной безопасности в регионе [1-3].

Область исследований. Река Иле является наибольшей по величине и водности в Балхашском бассейне. Она берет начало на ледниках Музарт в Центральном Таниртау истоком р. Текес, протекая по территории Китая, где сливается с реками Кунес и Каш, и на 250 км от их слияния снова входит в пределы Республики Казахстан многоводной рекой. Общая длина реки от истока Текес 1439 км, площадь бассейна 130-140 тыс. км², на территории Казахстана 815 км, площадь бассейна 68,4 тыс. км². Здесь самая густая речная сеть не только для р. Иле, но и для всего бассейна оз. Балхаш [4]. Территория китайской части бассейна реки р. Иле складывается из 5 бассейнов ее основных притоков: Хоргос, Каш, Кюнес, Коксу и Текес. Вследствие того, что почти все хребты западной части Восточного Тань-Шаня ориентированы субширотно, главные долины основных рек бассейна полностью или частично приурочены к понижениям между ними. К типично продольным долинам можно отнести долины рек Каш и Кюнес, верховья реки Кексу, среднюю часть реки Текес, а также верховья реки Иле.

В пределах Китая большая часть долины реки приурочена к понижению между хребтами Кетмень и Нарат. Хребет Кетмень на севере отделяет долину реки Текес от долины реки Иле и имеет максимальную высоту 3745 м. Он полностью лишен оледенения. Притоки, берущие начало на склонах хребта маловодны и имеют, преимущественно, снежно-дождевой тип питания. Основное питание река Текес получает за счет правых притоков, берущих начала с ледников хребтов Нарат и Халыктау.

Верховья крупнейших притоков реки Текес – Агияз и Кексу - расположены между сблизившимися хребтами Халыктау и Нарат. Закрытые на востоке поперечными водораздельными хребтами и обращенные на запад и северо-запад, их бассейны представляю собой своего рода орографические ловушки для влагоносных воздушных масс с запада. Такая ориентация долин типична для западного района Восточного Тань-Шаня и способствует увеличению атмосферных осадков, создавая тем самым благоприятные условия для существования ледников. К долинам подобного типа относятся также долины рек Большой Джиралан (приток р. Текес), Каш и Кюнес. После слияния рек Каш и Текес река получает название Иле [5,6].

Исходные данные и методы исследования. Изучение состояния и динамики оледенения в бассейне р. Текес основано на анализе данных дистанционного зондирования. Каталог ледников бассейна р. Текес по состоянию на 2013 г. был составлен на основе обработки космических изображений Landsat 5 ТМ, Landsat 7 ETM + , Landsat 8 OLI TIRS и ASTER («Terra»), зарегистрированные в проекции UTM WGS 84. Пространственное разрешение космических изображений Landsat и ASTER - 15 м/пиксель. Даты съемок: август и начало первой декады сентября 2002, 2007, 2011 и 2013 гг. Для исследования и каталогизации ледниковых систем исходный материал обрабатывался с помощью программного обеспечение MapInfo Professional и ArcGIS. Для вычисления статистических характеристик рельефа, уточнения размещения отдельных ледников, коррекции границ и определения морфологических типов ледников использовались цифровые модели рельефа (ЦМР) полученных на основе данных ASTER GDEM (Global Digital Elevation Model). ASTER GDEM представлена в формате GeoTIFF в географической системе координат (широта/долгота) и с пространственным разрешением 1 угловая секунда (примерно 30 метров). Также использовались топографические карты разных масштабов. [7-9]. Векторизация границ ледников выполнялась вручную. Для снимков Landsat были построены цветосинтезированные RGB-изображения, на которых достоточно хорошо дешифрируются поверхности, покрытые снегом, фирном и льдом. Сопоставление контуров ледников за разные даты съемки исследуемой территории позволило более точно определить границы ледников. Помимо картографирования границ ледников были также определены их морфометрические характеристики (морфологический тип, экспозиция, наибольшая длина и т.д.). Методика расчета объема ледников бассейна р. Текес, (китайской части бассейна р. Иле), построена на зависимости между средней толщиной и площадью ледника [10]. Морфологический тип и экспозиция ледников определялись согласно классификации, рекомендованной «Руководством по составлению Каталога ледников СССР» [11].

Результаты и выводы. В бассейне реки Текес в 2013 г было зарегистрировано 924 ледника. Общая площадь открытой части всех ледников составляет 741,2 км² , объем льда - 51,81 км³ , площадь морен – 395,0 км² , объем погребенного льда – 8,96 км³ . Для сравнения в Каталоге [10] по состоянию на 1963 г. зафиксировано 816 ледников с общей площадью открытой части 1027,58 км² и объемом льда 85,346 км³ . За 50 лет оледенение бассейна р. Текес сократилось на 286,4 км² (на 27,9 %), теряя в среднем в год по 5,7 км² (по 0,6 %) своей площади. Объем льда открытых частей ледников за исследуемый период уменьшился на 33,530 км³ (на 39,3 %), теряя в среднем в год 0,7 км³ (по 0,8 %) своего объема. Темпы деградации оледенения исследуемых бассейнов согласуются и сопоставимы с темпами деградации оледенения других основных притоков китайской части бассейна реки Иле (Кюнес, Хоргос, Коксу и Каш) и казахстанской части бассейна р. Иле [12].

Выполненная работа позволила получить цифровую картографическую базу данных о пространственном положении ледников на современном этапе их развития. Они могут быть использованы как основа для дальнейшего мониторинга изменений происходящих с ледниками данного региона, путем сравнительного анализа их морфометрических показателей в условиях климатических изменений. Полученные данные следует рассматривать как ориентировочные, и в дальнейших работах они могут быть уточнены.

Литература

1. Kotlyakov V. M., Severskiy I.V. Glaciers of Central Asia: current situation, changes and possible impact on water resources // Assessment of Snow, Glacier and water Resources in Asia. Selected papers from the Workshop in Almaty, Kazakhstan, 2006. Koblenz, 2009, p.151-159.

2. Severskiy I.V. Current and projected changes of glaciation in Central Asia and their probable impact on water resources // Assessment of Snow, Glacier and water Resources in Asia. Selected papers from the Workshop in Almaty, Kazakhstan, 2006. Koblenz, 2009, p. 99-111

3. Северский И.В., Шестерова И.Н. Влияние деградации горного оледенения на гидрологический режим и водные ресурсы // Вопросы географии и геоэкологии. – 2011. – № 4. – С. 9-16.

4. Смоляр В.А., Мустафаев С.Т. Гидрогеология бассейна озера Балхаш. - Алматы: Ғылым, 2007. - 352 с.

5. Оледенение Тань-Шаня / Под ред. М.Б. Дюргерова – М.:1995. – 237 с.

6. Шестерова И.Н. Оценка снежно-ледовых ресурсов китайской части бассейна реки Или. Автореф. дисс… канд. геогр. наук / Институт географии. – Алматы, 2004. – 27 с.

7. Kääb, A., Huggel, C., Paul F., et al. Glacier Monitoring from ASTER Imagery: Accuracy and Applications // EARSel eProceedings – 2002, – No. 2, – p. 43- 53.

8. Осипов Э.Ю., Ашметьев А.Ю., Осипова О.П., Клевцов Е.В. Новая инвентаризация ледников в юго-восточной части Восточного Саяна // Лед и снег. – 2013. – № 3. – С. 45-54

9. Ананичева М.Д., Капустин Г.А., Михайлов А.Ю. Ледники Мейныпильгынского хребта: современное состояние и сценарий эволюции ледниковых систем // Лед и снег. – 2012. – № 2. – С. 40-50

10. Glacier inventory of China. III. Tianshan mountains (Ili river drainage basin) 1986. China. Science Press. – 146 p.

11. Руководство по составлению Каталога ледников СССР – Л.: Гидрометеоиздат, 1966. – 154 с.

12. Северский И.В., Вилесов Е.Н., Кокарев А.Л., Шестерова И.Н., Морозова В.И, Когутенко Л.В., Усманова З.С. Ледниковые системы Балкаш-Алакольского бассейна: состояние, современные изменения. // Вопросы географии и геоэкологии. – 2012. – № 2. – С. 31 – 40.