Практикум по проведению снегомерных наблюдений

Ф Е Д Е РАЛ Ь Н О Е АГ Е Н Т С Т В О П О О БРАЗО В АН И Ю РО С С И Й С К О Й Ф Е Д Е РАЦ И И В О РО Н Е Ж С КИ Й Г О С У Д АРС Т В Е Н Н ЫЙ У Н И В Е РС И Т Е Т

П РАК Т И К У М П О П РО В Е Д Е Н И Ю С Н Е Г О М Е РН ЫХ Н АБЛ Ю Д Е Н И Й С пеци альность020401 (012500) – Г еографи я О П Д .Ф .03

В О РО Н Е Ж 2004

2

У тверж д ено нау чно-м етод и чески м советом факу льтета географи и и геоэкологи и (16 ноября2004 г., протокол № 11)

С остави тельХри пякова В .Я .

П ракти ку м под готовлен на кафед ре фи зи ческой географи и и опти м и заци и ланд ш афта факу льтета географи и и геоэкологи и В оронеж ского госу д арственного у ни верси тета. Реком енд у етсяд лясту д ентов 1 ку рса д невной форм ы обу чени я.

3

В ведени е. С нег – од но и з сам ы х распространенны х и м ало и зу ченны х явлени й при род ы , од и н и з основны х факторов, оказы ваю щ и х вли яни е на ж и зньи д еятельностьлю д ей в сред ни х и вы соки х ш и ротах в течени е значи тельной части год а. Д лянарод ного х озяй ства эти х терри тори й и зу чени е снеж ного покрова являетсянеобх од и м остью , т.к. снегкак при род ны й ресу рсвозд ей ству ет на вод ны й и энергети чески й баланс поверх ности Зем ли , является естественны м богатством сельскох озяй ственны х полей , су четом его вли яни я вед ется пром ы ш ленное и граж д анское строи тельство, строи тельство автом оби льны х и ж елезнод орож ны х трасс и пр. В ели ко и ланд щ афтообразу щ ее д ей стви е снеж ного покрова, которое отраж ается на разви ти и разли чны х при род ны х процессов и при род ны х ком плексов, вы раж енное разли чны м и ти пам и ланд ш афтны х связей м еж д у ком понентам и при род ы и при род ны м и ком плексам и . И нтерес к и зу чени ю снеж ного покрова как при род ного ком понента появи лся более 100 лет назад . В первы е в 1871 г. А.И . В оей ков в своей небольш ой работе «В ли яни е снеговой поверх ности на кли м ат» обрати л вни м ани е на огром ное вли яни е снеж ного покрова на кли м ат и вод ны й реж и м наш ей страны и на необх од и м остьегои зу чени я. Н аи более полное вы раж ени е эти проблем ы наш ли в тру д ах В .В . Д оку чаева (1892), П .А. Косты чева (1893), А.А. И зм аи льского (1893, 1894), Н .П . Ад ам ова (1894), П .И . Ч и рви нского (1931), Г .Д . Ри х тера (1945,1948), П .П . К у зьм и на (1957,1960,1961), А.А. К ом арова (1959, 1965), А.Н . Ш у льги на (1965,1967), Г .К. Т у ш и нского (1949,1953,1960, 1963) и д р. Н о и м енно А.И . В оей ков залож и л основы нау ки с негов ед ения , у чени и о снеге и снеж ном покрове, гд е и сслед у ю тся прои сх ож д ени е и форм и ровани е снеж ного покрова, фи зи ко-м ех ани чески е, х и м и чески е и д р. его свой ства, и зм енени е снеж ного покрова во врем ени и в пространстве, его вли яни е на при род у и х озяй ство и т.д . В соврем енном снеговед ени и нам ечены четы ре основны х направлени яи сслед овани й . Ф и зи чес к оес н егов ед ен и е– и зу чает вну тренни е свой ства снега и снеж ного покрова и процессы разви ти яснеж ной толщ и геофи зи чески м и и экспери м ентальны м и м етод ам и . И с т ори чес к ое с н егов ед ен и е – и зу чает пери од и чески е и непери од и чески е (эпох альны е) колебани я снеж ности , связанны е с и зм енени ем форм ци рку ляци и атм осферы и палеокли м ати чески м и у слови ям и . И спользу ем ы е м етод ы – палеогеографи чески е, и стори чески е, арх ео- и палеонтологи чески е. И н ж ен ерн ое с н егов ед ен и е – обобщ ает и разви вает знани е и опы т по и спользовани ю снеж ного покрова в народ ном х озяй стве. О сновны е м етод ы – и нж енерны е расчеты . О собое м есто, наи более и нтересное д ля специ али ста – географа, зани м ает лан д ш аф т н ое с н егов ед ен и е, основателем которого является Г .Д . Ри х тер. О н впервы е после А.И . В оей кова проанали зи ровал роль снеж ного покрова в фи зи ко-географи чески х процессах , созд ал свод ку по

4

географи и снеж ного покрова на терри тори и наш ей страны , пред лож и л перву ю сх ем у рай они ровани яснеж ногопокрова С С С Р. Л анд ш афтное снеговед ени е и зу чает взаи м освязьснега и снеж ного покрова сокру ж аю щ ей сред ой и отд ельны м и ее ком понентам и , преи м у щ ественно фи зи ко-географи чески м и м етод ам и . В резу льтате – вы являю тсяособенности реж и м а и законом ерности д и фференци аци и снеж ного покрова в пространстве. О бра з ова ни е снега и его ф и з и чески е свойства . С негм ож ет образовы ваться и д ли тельно су щ ествоватьтолько при отри цательны х тем перату рах возд у х а, поэтом у снеж ны й покров на поверх ности зем ли образу етсятолько после перех од а сред ни х су точны х тем перату р в возд у х е через 0о. П од ни м аю щ и еся вм есте с нагреты м возд у х ом вод яны е пары , попад ая в зоны с отри цательны м и тем перату рам и , превращ аю тся там в лед яны е кри сталлы . О пу скаясьвни з, они расплавляю тся, превращ аясьв м ельчай ш и е капельки ту м ана и д ож д я, и ли обрастаю т новы м и кри сталли кам и и при обретаю т разнообразны е форм ы снеж и нок. П ри больш ом разнообрази и все снеж и нки по форм е м огу т бы тьотнесены к трем основны м гру ппам : ш ести гранны е пласти нки , при зм ы и кону сы (и глы ). В сего насчи ты вается д о 80 форм лед яны х и снеж ны х кри сталлов. Ф орм а снеж и нок нах од и тся в некоторой связи с тем перату рой возд у х а. П ри тем перату рах , бли зки х к 0о, чащ е вы пад аю т кру пны е слож норазветвленны е снеж и нки в ви д е кру пны х х лопьев. П ри ни зки х тем перату рах чащ е вы пад аю т снеж и нки в ви д е м елки х просты х и голочек. Н о обы чно во врем яснегопад а вы пад аю т снеж и нки разны х форм . Ф орм а и разм еры снеж и нок зави сят не только от тем перату ры , но и от влаж ности возд у х а. О т форм ы снеж и нок зави сят м ноги е фи зи чески е свой ства снега в покрове. Разветвленны е снеж ны е звезд очки образу ю т оченьры х лы й и легки й снеж ны й покров, «снеж ная кру па» образу ет рассы пчаты й , под ви ж ны й снег, м елки е и гольчаты е (м етелевы е) снеж и нки форм и ру ю т плотны й и м алопод ви ж ны й снеж ны й покров. С неж ны й покров состои т и з кри сталли ков льд а, пром еж у тки м еж д у которы м и заполнены возд у х ом , сод ерж ащ и м вод яны е пары . О д ни м и з важ ны х свой ств снега, от которого зави сят таки е фи зи чески е качества, как пори стость, теплопровод ность, прозрачность, тверд ость, вод оу д ерж и ваю щ ая способность и д р., является п л от нос т ь, т.е. объ ем ны й вес снега. П лот н ос т ью назы вается отнош ени е веса пробы снега к его объ ем у . О пред еляется она взвеш и вани ем д анного объ ем а снега. П лотность свеж евы павш его снега оченьм ала – от 0,02 д о 0,2 г/см 3. С повы ш ени ем тем перату ры возд у х а и у вели чени ем скорости ветра плотностьсвеж евы павш его снега у вели чи вается. П лотностьлеж алого снега колеблется в пред елах 0,250,45 г/см 3 (во врем ятаяни я0,5 г/см 3 – насы щ ен вод ой ). Е сли снеготклад ы вается при си льном ветре и м етели , то его плотностьд ости гает 0,7 г/см 3; при превращ ени и снега в лед плотностьвозрастает д о0,9 г/см 3.

5

С нег облад ает способностью наи более полно от раж ат ь с ол нечны е л у чи (альбед о снеж ного покрова). Ч и сты й и су х ой свеж евы павш и й белы й снег отраж ает 95% всех пад аю щ и х на него лу чей . В вы соки х горах и полярны х странах , гд е пы льв возд у х е почти отсу тству ет и снег отли чается чи стотой и бели зной , отраж ени е солнечны х лу чей настолько вели ко, что отраж енны е от снега лу чи вы зы ваю т ож оги кож и ли ца и острое заболевани е глаз. В д анной си ту аци и при бегаю т к тем ны м очкам , поглощ аю щ и м и зли ш ки света. П о м ере загрязнени я и у влаж нени я отраж енная способностьснега у м еньш ается. В пром еж у тках м еж д у снегопад ам и поверх ностьснега си льно загрязняется (особенно в лесу , вбли зи ж елезны х д орог и пром ы ш ленны х рай онах ), и загрязненны е прослой ки отчетли во прослеж и ваю тся в толщ е снега. О ни сви д етельству ю т о нали чи и д ли тельны х переры вов м еж д у снегопад ам и . П орис т ос т ь с нега – объ ем заняты х возд у х ом сообщ аю щ и х ся плоскостей , вы раж енны й в процентах от общ его объ ем а образца снега. П ори стостьестественного снеж ного покрова варьи ру ет в ш и роки х пред елах : от 96,9% при небольш ой плотности д о 23,5% при оченьси льном у плотнени и снеж ногопокрова. К концу зи м ы она обы чно составляет 60-70%. Теп л оп ров од нос т ь с нега связана с возд у ш ны м и пром еж у ткам и , заклю ченны м и м еж д у лед яны м и части цам и . С неж ны й покров, как ватное од еяло, не пропу скает тепло, и если почва у ш ла под снегв талом состояни и , то, несм отря на си льны е м орозы , под снегом всю зи м у сох раняется полож и тельная тем перату ра. Т еплопровод ностьснега зави си т от его плотности , т.е. чем снегплотнее и возд у ш ны е пром еж у тки в нем м еньш е, тем больш е теплопровод ностьснега. М енее всего теплопровод ен свеж евы павш и й ры х лы й снег. П лох ая теплопровод ностьснега позволяет вы ращ и вать ози м ы е ку льту ры х лебов. Больш ое значени е снег и м еет д ля зи м овки ж и вотны х , которы е м огу т переноси тьзи м ни е м орозы только под снеж ны м покровом . В од оу д ерж ив ающ ая с п ос обнос т ь с нега (влагоем костьснега) – наи больш ее коли чество вод ы всех форм , которое снеж ны й покров способен у д ерж и ватьв себе. С у х ой свеж евы павш и й снегспособен у д ерж ать45-35% вод ы от общ ей м ассы снега свод ой ; плотны й , м елкозерни сты й снегм ож ет у д ерж и ватьболее 50% вод ы ; м елко- и сред незерни сты й снег– д о 35-25%; кру пнозерни сты й – 25-15% вод ы . В од оп роницаемос т ь с нега – способностьснега пропу скатьвод у – зави си т от коли чества, разм еров и форм ы пор в снеж ном покрове, от разнород ности снеж ны х слоев. Больш ей вод опрони цаем остью облад ает ры х лы й снег; в плотном снеге, наоборот, вод а д ви ж етсяоченьм ед ленно. В озд у хоп роницаемос т ь, способностьснега пропу скатьвозд у х , зави си т от нали чи я возд у ш ны х пром еж у тков, которы е образу ю т в снеж ной толщ е поры . О т пори стости и слои стости снега и зави си т прони кновени е возд у х а, и м ею щ его больш ое значени е д ля зи м у ю щ и х под снегом растени й и ж и вотны х . Коэффи ци ент возд у х опрони цаем ости свеж евы павш его и м ел-

6

козерни стого снега – 50-250 см /с, сред незерни стого возрастает д о 400 см /с, кру пнозерни стого– д о800 см /с. Тв ерд ос т ь с нега, т.е. несу щ ая способностьснега, тесно связана с его плотностью и тем перату рой возд у х а. Н есу щ ая способностьсвеж евы павш его ры х лого снега ни чтож на, и пеш ех од и ли лы ж ни к провали ваю тся в толщ е снега. П о м ере леж ани я и у плотнени я снег станови тся все более тверд ы м и м ож ет вы д ерж ать более тяж елы й гру з. О собенно больш у ю тверд остьпри обретает снег, покры ты й плотны м поверх ностны м слоем – н ас т ом , образу ю щ и м ся после оттепели и ли при си льны х ветрах . Зави си м остьтверд ости от тем перату ры возд у х а вы раж ено тем , что при од ной и той ж е плотности снегстанови тсятем тверж е, чем ни ж е еготем перату ра. П розрачнос т ь с нега – способностьснега пропу скатьсолнечну ю рад и аци ю . В зави си м ости oт стру кту ры , плотности , влаж ности снега – рад и аци яв ощ у ти м ы х разм ерах прони кает на глу би ну 30-70 см . С у х ой снеж ны й покров непрозрачен сглу би ны около 50 см , а м окры й снег– 10-30 см . Коэффи ци ент прозрачности д ляльд а составляет 0,98-0,96, д лясу х ого снега 0,93-0,80, д лям окрого снега 0,89-0,64. С кол ьзкос т ь с нега сочетаетсясего тверд остью , тем перату рой снега и зави си т от того, что при д авлени и и трени и д ви ж у щ егосяпред м ета на снег поверх ностны е части чки снеж ного покрова таю т, и образу ю щ аяся при атом пленка вод ы созд ает эффект см азки , обеспечи ваю щ ей скольж ени е. В ы с от а (т ол щ ина) с неж ного п окров а – вы раж ается в с м . Н аи больш и й и нтерес пред ставляет м акси м альная толщ и на снеж ного покрова, наблю д аю щ аяся в разны е год ы в разли чны е сроки и не од новрем енно на обш и рной терри тори и . Эл ект ричес кие с в ойс т в а с нега – это способностьснега созд авать, у д ерж и ватьи провод и тьэлектри чески е заряд ы и электром агни тны е поля. Э ти свой ства и м ею т значени е при проклад ке кабелей Л Э П в снеж ном покрове, зазем лени и энергети чески х у становок. Э лектри чески е свой ства снега являю тся фу нкци ям и тем перату ры , плотности , фазового состояни я, стру кту ры снега. Ч ем м еньш е плотностьснега, тем больш е сопроти вляем ость(R), т.к. сказы ваетсявли яни е возд у ш ны х пром еж у тков. Элек т ропров од и м ос т ь снега настолько ни зка, что по су х ом у снеж ном у покрову м ож но проклад ы вать обнаж енны й провод ни к. М алая электропровод ность снеж ного покрова позволяет относи тьего к д и электри кам . Н о это все х арактерно д ля зон с небольш и м пром ы ш ленны м потенци алом . В и нд у стри альны х зонах (кру пны е город а, аглом ерати вны е ком плексы ) при у вели чени и пром ы ш ленны х вы бросов прои сх од и т ад с орбци я (поглощ ени е) х и м и чески х элем ентов, которы е созд аю т вы соку ю электропровод ность. С ведени я о снегом ерной съем ке. С негом ерны е наблю д ени я под разд еляю тся на 1) м арш рут н ые– когд а наблю д ени я провод ятся по заранее закрепленны м м арш ру там ; 2) лан д ш аф т н ые– разнови д ности м арш ру тны х , когд а м арш ру ты проклад ы ваю тся

7

через все х арактерны е ланд ш афты в д анной м естности : поле, лес, балка и пр.; 3) ав и ад ес ан т н ые, вы полняем ы е в тру д нод осту пны х горны х рай онах по специ альны м при борам . Разработка м етод и ки , отвечаю щ ей соврем енны м требовани ям точного у чета вели чи ны снегозапасов на всех элем ентах ланд ш афта, м ож ет и д ти д ву м япу тям и : 1 – у точнени е плотности пром ерны х точек на м арш ру те; 2 – вы бор опти м ального коли чества м арш ру тов и и х распред елени е по д ли не вод осбора. Н а основе анали за м етод а провед ени я специ альны х снегом ерны х съ ем ок д ля провед ени я полевой практи ки сту д ентов-географов реком енд у ем след у ю щ у ю м етод и ку провед ени яснегом ерны х съ ем ок. П ри нци п провед ени я снегом ерны х съ ем ок – ланд ш афтно-м арш ру тны й , с д етальны м опи сани ем распред елени я снеж ного покрова на вы д еленны х элем ентах . В качестве основны х элем ентов вы д еляем : 1) плакоры , балки , овраги , леси лесополосы . П ри боры и оборудова ни е для на блюдени й з а снежным покровом Д ля провед ени я снегом ерны х наблю д ени й и спользу ю т специ альны е при боры . Рейка снегом ерная переносная и зготовлена и з глад ко остру ганного бру ска су х ого д ерева д ли ной 180 см (и ли 130 см ) ш и ри ной 4 см и толщ и ной 2 см . Н и ж ни й конец рей ки снабж ен м еталли чески м наконечни ком д ли ной 10 см . Н а ли цевой стороне рей ки нанесена ш кала в санти м етрах , ну левая отм етка которой совпад ает с ни ж ни м ребром наконечни ка. Г лавное у слови е работы с рей кой : она всегд а д олж на бы тьперпенд и ку лярна поверх ности и на ровной площ ад ке, и на склоне балки . С негомер в ес ов ой В С -43. П ред назначен д ля опред елени я плотности снега при провед ени и снегом ерны х съ ем ок. О н состои т и з м еталли ческого ци ли нд ра и весов. Н а од ном конце ци ли нд ра и м еется кольцо с реж у щ и м и зу бьям и , а д ру гой конец закры ваетсякры ш кой . Д ляи зм ерени явы соты вы резаем ого столба снега снару ж ной стороны ци ли нд ра нанесена санти м етровая ш кала, ну левая отм етка ее совпад ает с ни ж ни м срезом кольца. С вобод но перем ещ аю щ ееся по ци ли нд ру кольцо с ру чкой слу ж и т д ляпод веш и вани яци ли нд ра к весам . Д ляу равновеш и вани я весов слу ж и т гру з, скользящ и й поли ней ке весов. В о врем я снегосъ ем ки при и зм ерени и вы соты снеж ного покрова снегом ерну ю переносну ю рей ку необх од и м о погру ж атьв снегверти кально д о поверх ности почвы , при этом остры й конец ее не д олж ен вх од и тьв зем лю . Рей ка д олж на касаться поверх ности почвы и в тех слу чаях , когд а на поверх ности почвы и м еется слой снега, насы щ енного вод ой , и ли слой талой вод ы . Е сли на поверх ности почвы и м еется при тертая лед яная корка, то рей ка не д олж на проби ватьее. Л ед яну ю корку (при терту ю к поверх ности почвы ) не след у ет пу тать с плотны м и слоям и см ерзш егося снега (наста) в

8

толщ е снеж ного покрова и ли на его поверх ности , которы й при и зм ерени и вы соты снеж ногопокрова след у ет проби тьрей кой . Н а талы х почвах , болотах и в лесу след у ет соблю д атьособу ю осторож ностьпри и зм ерени и вы соты снеж ного покрова и не д опу скать, чтобы рей ка вх од и ла остры м концом в слой талой почвы и ли расти тельности в ней . О тсчеты вы соты снеж ного покрова на м арш ру те прои звод ятся с точностью д о1 см . П ри взяти и пробы снега ци ли нд р весового снегом ера погру ж аю т отвесно в снег отточенны м краем вни з, слегка вд авли вая его. П о ш кале ци ли нд ра отсчи ты ваю т вы соту снега с точностью д о 1 см , отгребаю т лопаточкой снег с од ной стороны и под вод ят ее под ни ж ни й край ци ли нд ра. П од няв ци ли нд р вм есте слопаточкой , переворачи ваю т его ни ж ни м концом вверх и очи щ аю т нару ж ну ю поверх ностьци ли нд ра от снега. П робу снега взвеш и ваю т. Д ля этого ци ли нд р под веш и ваю т к весам и при вод ят и х в равновеси е: после этого, д ерж а весы на у ровне глаз, отсчи ты ваю т д елени е ш калы ли ней ки весов, с которы м совпад ает черта на скош енном крае прореза перед ви ж ного гру за весов. П ри взвеш и вани и пробы след у ет стоятьспи ной к ветру . П осле взвеш и вани я вы брасы ваю т взяту ю пробу снега ряд ом см естом и зм ерени я, затем тщ ательно очи щ аю т вну тренню ю поверх ностьци ли нд ра от снега. П ри вы соте снеж ного покрова м енее 60 см (м еньш е вы соты ци ли нд ра) плотностьснега и зм еряетсяпу тем взяти яод ной пробы . П ри вы соте снеж ного покрова более 60 см след у ет взятьнесколько проб таки м образом , чтобы вы сота столба снега д лякаж д ой пробы бы ла не м еньш е 60 см . Н еобх од и м о соблю д атьпри этом осторож ностьи не нару ш атьцелостности столба снега при взяти и каж д ой пробы . Е сли на поверх ности снега и ли в его толщ е и м ею тся слои слеж авш егося снега (наст, снеж ная корка), то при взяти и пробы необх од и м о прорезатьэти слои ни ж ни м краем ци ли нд ра с тем , чтобы эти слои бы ли у чтены при опред елени и плотности . Е сли слой см ерзш егося снега д остаточно плотны й и пред ставляет тру д ности при взяти и пробы , след у ет взятьд ве пробы снега: перву ю пробу беру т от поверх ности снеж ного покрова д о снеж ной корки , втору ю – от поверх ности снеж ной корки д о поверх ности почвы , вклю чая слой см ерзш егосяснега. Е сли на поверх ности почвы и м еетсяталаявод а и ли снег, насы щ енны й вод ой , то ци ли нд р снегом ера опу скаетсятолько д о этого слоя. Д ля у д обства и зм ерени я в эти х слу чаях необх од и м о откопатьш у рф, а затем взять пробу снега (без вод ы и насы щ енного снега). П роба снега не берется, если в рад и у се 5 м от вы бранной точки вы сота снега м еньш е 5 см и ли в м есте опред елени я плотности и м еется талая вод а, снег, насы щ енны й вод ой , и ли при тертаялед янаякорка.

9

И зм ерени е толщ и ны слоя талой вод ы , снега, насы щ енного вод ой , и лед яной корки необх од и м о прои звод и тьсразу после взяти япробы снега д о взвеш и вани яее. В ыбор снегом ерныхм а рш рутов. С негом ерны е м арш ру ты д олж ны располагаться не бли ж е 0,5 км от ли ни и ж елезны х д орог, ш оссе, окраи н населенны х пу нктов с пром ы ш ленны м и объ ектам и . Запрещ ается пролож ени е м арш ру тов по льд у озер, рек и д р. вод оем ов; на м естности , нед осту пной в пери од ы весеннего половод ья; на поле аэрод ром а. С негом ерны е м арш ру ты д олж ны бы тьх арактерны м и (репрезентати вны м и ) д ля рай она и сслед овани я. П ри оценке репрезентати вности след у ет и сх од и тьи з целевого назначени я снегом ерны х съ ем ок. Е сли и зу чается распред елени е снеж ного покрова в у слови ях откры той м естности , то и м арш ру т проклад ы вается на у частке, ти пи чном д ля полевы х у слови й , гд е возд у ш ны й поток не и спы ты вает д еформ аци й под вли яни ем неровностей под сти лаю щ ей поверх ности . Н а вы бранном объ екте д ля провед ени я снегом ерной съ ем ки нам ечаю тсям и ни м у м три м арш ру та на плакорах . К ак прави ло, это верх ни й , сред ни й и ни ж ни й у частки вод осбора. Д ли на полевого м арш ру та в лесостепны х и степны х рай онах и в рай онах со всх олм ленны м рельефом не д олж на превы ш ать2000 м (2 км ). П ри прод олж ени и м арш ру та через балки и овраги след у ет у чи ты вать ш и ри ну послед ни х : овраги ж елательно вы би ратьсо сред ней ш и ри ной более 30 м , балки – м енее 400 м . И в балках , и в оврагах проклад ы ваю тся по 2-5 поперечни ков общ ей д ли ной не м енее 200 м и не более 500 м . П ри общ ей ш и ри не оврага д о 100 и расстояни е м еж д у поперечни кам и д олж но бы ть100 м . Л есной м арш ру т проклад ы вается по наи более х арактерны м д ля д анногорай она у часткам леса в ви д е прям ой ли ни и д ли ной 500 м . П ри м алы х разм ерах лесного у частка проклад ы ваю тся д ве ли ни и общ ей протяж енностью 500 м , параллельно д ру гд ру гу на расстояни и 25-50 м д ру гот д ру га. Е сли в лесу преоблад аю т х вой ны е д еревья, то м арш ру т д олж ен прох од и тьсред и х вой ны х пород леса; если преоблад аю т ли ственны е – сред и ли ственны х пород . М арш ру ты , прох од ящ и е через лесну ю полосу , д олж ны начи наться и заканчи ваться не бли ж е и не д альш е, чем в 10 м от нее. М етоди ка проведени я снегом ерныхна блюдени й. П ри провед ени и снегосъ ем ки полу чаю т чи словы е д анны е по разли чны м ее парам етрам . Запи сьд анны х прои звод и тся в ж у рнал и ли запи сну ю кни ж ку . Н аблю д ени я сопровож д аю тся под робны м опи сани ем как сам ого снегом ерного м арш ру та, так и всей окру ж аю щ ей м естности ; у казы вается рельеф м естности (равни на, всх олм ленная равни на, резко всх олм ленная м естностьи т.д .); ви д у год ья(лу г, паш ня, стерня, ози м ь, зябьи т.д .); х арактери сти ка расти тельности : трава; ку старни к (ред ки й , гу стой , вы соки й , ни з-

10

ки й ), заболоченны й у часток, д ревесная расти тельность; у казы вается нали чи е строени й , нали чи е значи тельны х снегозад ерж и ваю щ и х препятстви й и и х расстояни яот м арш ру та и т.д . П ри прои звод стве снегом ерной съ ем ки обязательно отм ечается степеньпокры ти я снегом ви д и м ой части терри тори и в баллах (1 балл – 10% покры тости м естности снегом ). О тм ечается состояни е и ви д снеж ного покрова и егоповерх ности . П осле опи сани я м естности , погод ы начи наю т непосред ственно прои звод и тьи зм енени я вы соты снега и его плотности на м арш ру тах и поперечни ках . И зм ерени я сопровож д аю тся не только опи сани ем , но и зари совкой , с у казани ем м естополож ени я пром ерны х точек. Т акой ви д снегосъ ем ки при д альней ш ей обработке м атери ала позволяет восстанови ть лу чш е не только х арактер залегани я снеж ного покрова, но и д етали , которы е м огу т заи нтересоватьи сслед ователя. В о врем я снегом ерной съ ем ки в точке наблю д ени й , назы ваем ой снегопу нктом , беру тся след у ю щ и е д анны е: вы сота (толщ и на) снега; толщ и на лед яной корки и слоя снега, насы щ енного вод ой ; частота опред елени я плотности снеж ного покрова зави си т от х арактера рельефа. П ри опред елени и вы соты снеж ного покрова д елаю т три и зм ерени я в каж д ой точке и беру т и з ни х сред нее. Н а склонах , как и на плакоре, рей ку ставят перпенд и ку лярно к под сти лаю щ ей поверх ности . Т олщ и ну лед яной корки и слоя снега, насы щ енного вод ой , и зм еряю т отд ельно д ру гот д ру га небольш ой ли ней кой , разд еленной на м м . Н еобх од и м а и м аленькаяпи лка д ляпропи ли вани ялед яны х прослоек на поверх ности и ли в толщ е снеж ногопокрова. П лотностьснеж ного покрова опред еляется и снегом ером (опи сани е д ано вы ш е). С пеци фи ка опред елени я д анны х разли чна на каж д ом ланд ш афтном у частке. В п ол е (на плакорах ) и зм ерени е снеж ного покрова и опи сани е х арактера его залегани я осу щ ествляется в соответстви и с прави лам и станд артной снегосъ ем ки . В ы сота снеж ного покрова (h) на м арш ру те в 2 км и зм еряется через 20 м , а плот н ос т ь через 200 м . В сего д олж но бы тьсд елано 100 и зм ерени й вы соты и 10 опред елени й плотности . В л ес у и зм ерени е снеж ного покрова провод и тся такж е в соответстви и с прави лам и станд артной снегосъ ем ки . Расстояни е м еж д у пром ерны м и точкам и д ляопред елени яв ыс от ы снеж ного покрова назначаетсячерез 5 м . О пред елени е плот н ос т и снега прои звод и тся1 раз. В л ес оп ол ос е и зм ерени япровод ятсятож е в соответстви и справи лам и станд артной снегосъ ем ки . П ром еры д ля опред елени яв ыс от ы снега провод ятся через 1 м . П ри опи сани и обязательно отм ечаю т констру кци ю лесополосы , состав и гу стоту д ревостоя, а такж е вы соту лесополосы . Е сли лесополосы нах од ятся в си стем е, то поперечни к проклад ы вается через всю си стем у лесополос. Расстояни е в м еж лесополосном пространстве назначаю т через 5 м . О пред елени е плотности снеж ногопокрова прои звод ят 1 раз.

11

В бал ках наблю д ени я след у ет провод и тьтакж е в рам ках станд артной снегосъ ем ки . Расстояни е м еж д у пром ерны м и точкам и след у ет братьчерез 3 м , в сред ню ю вы соту снега рассчи ты ваю т как сред невзвеш енну ю . Расстояни е м еж д у пром ерны м и точкам и при и зм ерени и снеж ного козы рька, образу ем ого на бровках , берется через 1 м . П лотностьснега прои звод и тся по од ном у и зм ерени ю на каж д ом склоне и д ни щ е. П ри и зм ерени и проклад ы ваю т не м енее трех поперечни ков. Н а овраж ном поперечни ке расстояни е м еж д у пром ерны м и точкам и назначатьчерез 1 м . Ч и сло поперечни ков, проклад ы ваем ы х через овраг, след у ет назначатьв зави си м ости от разм ера оврага. Е сли овраг больш ой , то назначается не м енее трех поперечни ков. Е сли м аленьки й , то д остаточноод ногопоперечни ка, пролож енногов центральной его части . И зм ерени е плотности снеж ного покрова след у ет прои звод и тьпо од ном у и зм ерени ю на каж д ом склоне и в егод ни щ е. В с ел ит ебнойзоне и зм ерени я провод ятся в рам ках специ альной снегосъ ем ки . Д ля город ски х терри тори й х арактерны у частки , заняты е под застрой ку , парки , лесопарки и т.д . С негом ерны е и зм ерени я провод ятся в д ву х вари антах : 1. В зас т роенны х районах вы би рается у часток на д остаточно больш ом д воре, площ ад ькоторого д олж на бы тьне м енее 400 м 2. В ы би рается площ ад ка 20х 20 м с таки м у слови ем , чтобы на нее не пад ал снег, см етаем ы й с кры ш , крон д еревьев, при очи стке троту аров. Н ачало и конец вы бранной площ ад ки д олж ен нах од и тьсяот построек на расстояни и не м енее 10 м . С негом ерны е и зм ерени я вед у тся по д ву м д и агоналям . П ром еры вы соты снеж ного покрова д елаю тся через 3 м , плотности – в начальной , конечной и центральной точках . С у м м а вы сот склад ы вается и д ели тся на чи сло пром еров, полу чается сред няя вы сота снеж ного покрова д анного у частка. В таком ж е поряд ке полу чаю т сред ню ю вели чи ну плотности снега. И з снегом ерны х и зм ерени й вы пад аю т зоны плотной город ской застрой ки , гд е расстояни е м еж д у д ом ам и м енее 10 м . Э то в основном зона частного сектора, гд е и з-за специ фи ки построек наблю д аю тсябольш и е нару ш ени яв снеговетровом потоке. 2. В п арках и л ес оп арках и зм ерени я снеж ного покрова провод ятся так ж е, как в лесу . Н ам ечаетсям арш ру т, которы й д олж ен прой ти по х арактерны м д ля лесопарка и парка у часткам . Т ак как при посад ке и ску сственны х зелены х зон и спользу ется, в основном , ку рти нно-полянны й м етод , тo м арш ру т д олж ен прой ти так, чтобы зах вати ть: а) зоны с наи более распространенны м и пород ам и д еревьев; б) откры ты е у частки . М арш ру т проклад ы вается на расстояни и не м енее 20 м от опу ш ек. П ром еры вы соты д елаю тся через 3 м , плотности через каж д ы е 50 м , если парк зани м ает равни нну ю частьгород а. Е сли он располож ен в балке, пром еры вы соты д елаю тся такж е через 3 м , а плотности – на каж д ом х арактерном у частке, но не м енее, чем через 10 м . Д ли на м арш ру та зави си т от площ ад и лесопарка и парка. Д ля кру пны х м асси вов д ли на м арш ру та д олж на бы тьне м енее 500 м ,

12

д ляболее м елки х – не м енее 250 м . Д лязелены х у частков м алы х разм еров проклад ы ваю тся д ве ли ни и , расстояни е м еж д у которы м и не д олж но бы ть м енее 10-15 м . О бра ботка рез ульта тов снегосъем ки . П о резу льтатам снегом ерны х съ ем ок вы чи сляю тся: – сред няявы сота снеж ногопокрова без лед яной корки (hс); – сред няявы сота снеж ного покрова с у четом толщ и ны лед яной корки (ho); – сред няятолщ и на лед яной корки (hа ); – степеньпокры ти ям арш ру та снегом (бо ); – степеньпокры ти ям арш ру та лед яной коркой (бл); – сред няяплотностьснега (d); – запасвод ы в снеге (Sc); – запасвод ы в лед яной корке (Sа ); – запас вод ы в слое талой вод ы (Sт) и слое снега, насы щ енного вод ой (Scв); – общ и й запасвод ы в снеж ном покрове (So). П лотностьснега в каж д ой точке ее опред елени я вы чи сляется д елени ем м ассы снега на его объ ем . М асса пробы снега равна m (отсчет по ли ней ке весов), т.к. каж д ое д елени е ли ней ки весов соответству ет 5 г. О бъ ем пробы снега равен прои звед ени ю площ ад ки поперечного сечени яци ли нд ра снегом ера (50 см 2) на вы соту взятой пробы (отсчет по ш кале ци ли нд ра) 50 (см 3). И сх од яи з этого, плотностьснега вы чи сляетсяпо форм у ле: m d= (1), 10h П лотностьснега вы чи сляется с точностью д о соты х д олей г/см 3, д ля чего д елени е m на 10h прои звод ятся д о третьего д есяти чного знака, а резу льтат окру гляетсяд о второго д есяти чногознака. Е сли и зм ерени е плотности снега в точке прои звод и лосьв несколько при ем ов, то вы чи слени е плотности прои звод и тся по су м м е отсчетов по ш кале ци ли нд ра и су м м е отсчетов поли ней ке весов. Запасвод ы в слое снега вы чи сляетсяпо форм у ле: S = 10h ⋅ d (2), 3 гд е d – сред няяплотностьснега (г/см ); h – сред няявы сота снеж ногопокрова без лед яной корки (см ); hсв, hт – сред ни е толщ и ны слояснега, насы щ енноговод ой , и слояталой вод ы , вы чи сленны е по и зм ерени ям в точках опред елени я плотности снеж ного покрова (г/см 3); 10 – коэффи ци ент д ляперевод а вы соты слоявод ы в м и лли м етры . Запас вод ы в слое снега, насы щ енного вод ой , вы чи сляется по форм у ле: Sñâ = 10d ⋅ h ñâ (3),

13

гд е – плотностьснега, насы щ енного вод ой , равная0,8 г/см 3. Запасвод ы в слое талой вод ы вы чи сляетсяпоформ у ле: Sâ = 10d ⋅ h ò (4), гд е d – плотностьталой вод ы , равная1,0 г/см 3. Запасвод ы в лед яной корке вы чи сляетсяпоформ у ле: S ë = d ⋅ h ïê ⋅ 10 (5), гд е d – плотностьлед яной корки , равная0,8 г/см 3 , О бщ и й запасвод ы в снеж ном покрове вы чи сляетсяслож ени ем : Sо=Sс+Sсв+Sт+Sл (6). С пи сок основной ли тера туры 1. Копанев И .Д . М етод ы и зу чени я снеж ного покрова / И .Д . Копанев. – Л .: Г и д ром етеои зд ат, 1971. – 226 с. 2. Котляков В .М . С неж ны й покров Зем ли и лед ни ки / В .М . Котляков. – Л .: Г и д ром етеои зд ат, 1968. – 479 с. 3. М и х ельВ .М . П ереносы снега при м етелях и снегопад ы на терри тори и С С С Р / В .М . М и х ель, А.В . Ру д нева, В .И . Л и повская. – Л .: Г и д ром етеои зд ат, 1969. – 205 с. 4. М и х но В .Б. М ели орати вное ланд ш афтовед ени е / В .Б. М и х но. – В оронеж : И зд -воВ оронеж . у н-та, 1984. – 236 с. 5. Н аставлени е ги д ром етеорологи чески м станци ям и постам . – Л .: Г и д ром етеои зд ат, 1985. – Ч . 1, вы п. 3. – 300 с. 6. Н ефед ьева Е .А. В ли яни е снеж ного покрова на ланд ш афтны е связи / Е .А. Н ефед ьева. – М .: Н ау ка, 1975. – 79 с. 7. Н ефед ьева Е .А. Роль снеж ного покрова на ланд ш афтны е связи / Е .А. Н ефед ьева, А.В . Я ш и на. – М .: Н ау ка, 1985. – 143 с. 8. Ри х тер Г .Д . С неги его и спользовани е / Г .Д . Ри х тер. – М .: Знани е, 1960. – 31 с. 9. Ход яков В .Г . С нег и льд ы Зем ли / В .Г . Ход яков. – М .: Н ау ка, 1969. – 163 с. С пи сок дополни тельной ли тера туры 1. К у зьм и н П .И . Ф и зи чески е свой ства снеж ного покрова / П .И . К у зьм и н. – Л .: Г и д ром етеои зд ат, 1957. – 179 с. 2. К у зьм и н П .И . Ф орм и ровани е снеж ного покрова и м етод ы опред елени я снегозапасов / П .И . К у зьм и н. – Л .: Г и д ром етеои зд ат, 1960. – 171 с. 3. К у зьм и н П .И . П роцесс таяни я снеж ного покрова / П .И . К у зьм и н. – Л .: Г и д ром етеои зд ат, 1961. – 345 с. 4. М и ш он В .М . К м етод и ке составлени я карт снегозапасов / В .М . М и ш он // М етеорологи яи ги д рологи я. – 1966. – № 10. – С . 43-48. 5. Ри х тер Г .Д . Рай они ровани е терри тори и С С С Р по реж и м у снеж ного покрова / Г .Д . Ри х тер // И зв. Забай к. фи л. Г еогр. о-ва С С С Р. – 1966. – Т . 2, вы п. 2. – С . 50-57. 6. Ч и рви нски й П .Н . С неги снегозад ерж ани е / П .Н . Ч и рви нски й . – Ростовна-Д ону : И зд -воС еверны й Кавказ, 1981. – 240 с.

14

7. Ш у льги н А.М . С неж ны й покров и его и спользовани е в сельском х озяй стве / А.М . Ш у льги н. – Л .: Г и д ром етеои зд ат, 1962. – 84 с. С одержа ни е В вед ени е… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..…3 О бразовани е снега и егофи зи чески е свой ства… … … … … … … … … 4 С вед ени яо снегом ерной съ ем ке… … … … … … … … … … … … … … … 6 П ри боры и обору д овани е д лянаблю д ени яза снеж ны м покровом … 7 В ы бор снегом ерны х м арш ру тов… … … … … … … … … … … … … … … 9 М етод и ка провед ени яснегом ерны х наблю д ени й … … … … … … … … 9 О бработка резу льтатов снегосъ ем ки … … … … … … … … … … … … … . 12 С пи сок основной ли терату ры … … … … … … … … … … … … … … … … . 13 С пи сок д ополни тельной ли терату ры … … … … … … … … … … … … … 13 П ри ложени я П ри ложени е 1. О бразец запи си резу льтатов снегом ерны х съ ем ок: В ы сота снеж ногопокрова (см ) № точки и зм ере№ ни я м арш ру та

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

С ум м а

00 6 11 18 21 19 17 13 8 15 10 138 10 4 12 25 28 23 30 35 31 27 20 235 20 16 15 21 14 12 17 8 10 13 9 135 30 7 6 0 1 2 5 7 10 11 49 40 8 14 2 1 3 8 6 4 46 50 5 13 10 10 11 22 27 21 24 20 163 60 17 12 8 18 23 7 14 11 18 17 145 70 10 9 7 11 16 8 13 7 13 13 107 80 19 13 12 9 7 15 17 14 12 10 128 90 10 5 6 0 7 10 11 17 14 8 88 С ум м а 102 110 109 112 118 129 146 134 152 122 1234 С ред няявы сота снеж ногопокрова на м арш ру те (hс) (без у чета сред ней толщ и ны лед яной корки ), см . 12 С ред няявы сота снеж ногопокрова на м арш ру те (hс) (су четом сред ней толщ и ны лед яной корки ), см 12 Н аи больш аявы сота снеж ногопокрова (hx), см 35 Н аи м еньш аявы сота снеж ногопокрова (hм ), см С тепеньпокры ти ям арш ру та снегом (баллы ) (Lм ) 9 С тепеньпокры ти ям арш ру та лед яной коркой на почве (баллы ) (Lк) 4 Характерзалегани яснеж ногопокрова (словам и , ш и фр) (Xз) С протали нам и , 9 Характерснега (Х n) (словам и и ш и фр) С тары й снег, влаж ны й , 5

15

П ри ложени е 2 Запасвод ы в снеж ном покрове (м м ) О тсчет по ш кале ци ли нд ра (h), см

О тсчет по ли ней ке весов (m)

П лотность (d), г/см 3

6 10 14 18 22 12 9 13 8 6 су м м а сред нее

15 33 44 50 64 41 32 39 25 19

0,25 0,33 0,31 0,28 0,29 0,34 0,36 0,30 0,31 0,32 3,09 0,31

лед яной корки на поверх н ости почвы (Sл), м м

Т олщ и на слоя снега, насы щ енного вод ой (Sсв), см

слоя чи стой вод ы (Sв), см

9 5 4

3 5

2 3

4

1

21 2,1

6 0,6

5 3 17 1,7

Запасвод ы : в слое снега (Sс) в слое снега, насы щ енного вод ой (Sсв) в слое талой вод ы (Sв) в лед яной корке (Sк) О бщ и й запасвод ы : S=Sc+Sсв+Sв+Sк

С остояни е поверх ности почвы

м ерзл. м ерзл. м ерзл. тал. тал. м ерзл. м ерзл. м ерзл. м ерзл. м ерзл.

27,9 16,8 6 1,4 52

С остави тельХри пякова В аленти на Я ковлевна. Ред акторБу ни на Т ам ара Д м и три евна

П ри м ечани е (нали чи е снеж ной корки на поверх н ости и вну три покрова и д р.)