Несмотря на кажущееся однообразие, территорию Антарктического ледникового щита можно разделить на 4 концентрически расположенные зоны (пояса), различающиеся по комплексу природных явлений и процессов:
- центральную,
- стоковых ветров,
- антарктического побережья и,
- океаническую.
Центральная зона Антарктиды
Центральная зона охватывает самую высокую, но наименее расчлененную центральную часть ледяного щита с нижней границей на высоте 2800-3000 м над ур. м. Климат очень холодный, температура воздуха от -22 до -40° летом и от -40 до -89° зимой, преобладает малооблачная погода с малыми скоростями ветра, большой сухостью воздуха и малыми величинами атмосферных осадков. Полярная ночь и полярный день длятся практически по полгода. Средние месячные скорости ветра редко превышают 4-5 м/с. Осадки или образуются в виде изморози непосредственно на поверхности снежного покрова, или же выпадают из «снежной мглы» мельчайшими ледяными кристаллами. Вхождения циклонов, приносящих снегопады, сравнительно редки. Величина аккумуляции снега от 3 до 10 г/см2 в год. Превращение снега в лед идет по рекристаллизационному типу и завершается на глубине 120-150 м.
Эоловые формы микрорельефа снежной поверхности широко распространены, но их размеры и твердость слагающего их снега вследствие малых скоростей ветра небольшие. Более крупные твердые заструги встречаются редко. Они связаны со стоковыми ветрами на участках с более крутыми уклонами поверхности или же с вторгающимися иногда в глубь материка мощными циклонами. На большей площади зоны снежный покров сравнительно ровный и рыхлый.
Российская станций Восток в Антарктиде
Жить и работать в пределах центральной зоны трудно из-за очень низких температур и разреженности атмосферы, вызывающей кислородное голодание организма. Осложнена также и работа техники. В Восточной Антарктиде в этой зоне расположены российская станций Восток и американская станция Амундсен-Скотт. В центральной части Западной Антарктиды климатические условия несколько мягче. Средняя температура года -28,5°, осадков выпадает 100-150 мм в год, чаще вторгаются циклоны со стороны морей Росса и Уэдделла.
Американская станция Амундсен-Скотт в Антарктиде
Зона стоковых ветров Антарктиды
Зона стоковых ветров занимает склон ледникового щита Антарктиды шириной до 700-800 км в диапазоне высот от 3000-2800 до 1200-1000 м над ур. м. Зарождаясь в глубине ледникового щита, стоковые ветры скатываются по все более крутому склону, постепенно набирая скорость, и зимой нередко достигают ураганной силы. Летом стоковые ветры до побережья не доходят, затухая в пределах склона ледникового покрова в нескольких десятках, а иногда и сотнях километров от его края. Здесь и проходит нижняя граница зоны стоковых ветров.
В этой зоне сильные стоковые и циклонические ветры, почти без перерывов сменяющие друг друга, приводят к крайне неравномерному распределению снежного покрова, создают резко пересеченный аккумулятивно-дефляционный рельеф поверхности, обусловливают большую твердость и плотность снежного покрова, вызывают сильные поземки, метели и явление «снежной мглы», выносят за пределы зоны большое количество снега.
В этой зоне была расположена станция Пионерская. Здесь годовая скорость ветра за годы наблюдений составила около 11 м/с, а направление ветра в 98% случаев было от востока до юго-востока. Количество отложенных осадков около 16 г/см2, средняя годовая температура воздуха -38,8°, в июле -48,6°, в декабре -23,5°.
К нижней границе зоны температура воздуха постепенно повышается, но в пределах всей зоны остается отрицательной, и льдообразование идет по рекристаллизационному типу. Здесь, как и в вышележащей зоне, происходит выхолаживание снежной поверхности за счет больших значений альбедо (на Пионерской - 83%) и большого длинноволнового излучения (25-30% от поступающей суммарной радиации). В результате - годовой радиационный баланс отрицательный.
В зоне стоковых ветров распространены три основных типа снежной поверхности различного возраста и с различными физическими свойствами:
- старый уплотненный снежный покров, переживший не менее одного теплого сезона,
- молодой формирующийся снежный покров и,
- кочующие скопления метелевого снега в виде различных по размерам и формам сугробов, барханов и заструг, которые то появляются, то исчезают.
Их появление и исчезновение целиком зависят от ветра. Во время общих метелей с выпадением осадков формируются крупные продольные гряды длиной до 100-150 м, шириной 10-15 м, высотой до 1,5-2 м и обширные плоские сугробы в промежутках между ними. Образуются эти формы при скоростях ветра, превышающих 12-15 м/с, главным образом осенью, реже весной. Выпавший снег быстро уплотняется ветром, а при последующем понижении температуры становится еще более плотным и твердым.
Стоковые ветры имеют меньшие скорости и уже не могут разрушить эти гряды, которые, пережив один летний сезон, покрываются радиационной коркой и становятся еще менее доступными для развевания. Такие гряды могут сохраняться до тех пор, пока промежутки между ними не заполнятся свежим снегом. Барханы и барханные цепи образуются после общей метели под воздействием стоковых ветров с умеренными скоростями.
Стоковые ветры собирают метелевый снег и изморозь в крутосклонные сугробы, постепенно принимающие характерную форму бархана с пологим наветренным склоном и крутым серповидным подветренным. Крутой «осыпной» склон бархана постепенно продвигается вперед, а в его тыловой затвердевающей части образуются заструги. Размеры барханов до 15-20 м ширины и 30-40 м длины, высота их гребней до 1-1,5 м. Иногда барханы группируются в цепи, вытянутые перпендикулярно к направлению ветра. Скорость перемещения барханов по ветру до 5-10 м/сут.
Снежные барханы
После затвердевания сугробов и барханов стоковые ветры вытачивают из них заструги - узкие гребни из твердого снега, ориентированные длинной осью по направлению ветра. Длина заструг до 10-15 м, высота и ширина до 1,5-2 м. Обращенные навстречу ветру концы заструг часто подрезаются поземкой и приобретают вид нависающих «клювов».
Заструги образуются главным образом зимой при чередовании циклонических и стоковых ветров. Они служат серьезным препятствием для внеаэродромных посадок самолетов и создают трудности для наземного транспорта.
Снежные заструги
Общее направление длинных осей гряд и заструг указывает: первых - на преобладающее направление циклонических ветров, вторых - стоковых ветров. Направление гряд и заструг с заменательным постоянством выдерживается на протяжении многих десятков, а местами сотен километров, и по ним при необходимости можно довольно уверенно ориентироваться в антарктической снежной пустыне.
Кроме форм снежного рельефа Антарктиды, описанных выше, на Земле Уилкса к северу от станции Пионерская выявлены крупные валы снежной поверхности, перпендикулярные к господствующему направлению стокового ветра, высотой до 30 м, с расстояниями между гребнями от 5 до 30 км. Аналогичные валы высотой до 30 м были встречены также при подходе к Южному полюсу английской трансантарктической экспедицией и названы «китовые спины». Механизм образования этих валов остается невыясненным.
Зона антарктического побережья
Зона антарктического побережья охватывает внешнюю, наиболее крутую и расчлененную часть склона ледникового щита шириной от нескольких десятков до нескольких сот километров. В этой зоне происходит обособление выводных ледников, резкое увеличение скоростей движения льда и уменьшение его толщины. Появляются многочисленные трещины, напорные валы, холмы и гряды над выступами подледного ложа. Здесь выпадает максимум атмосферных осадков (600-900 мм в год).
Вследствие затухания летом стоковых ветров в нескольких десятках километров от побережья в питании ледника в этой зоне принимают участие не только выпадающие на ее территории атмосферные осадки, но и метелевый снег, принесенный с вышележащих склонов.
Метелевый снег в Антарктиде
Снежный покров распределяется очень неравномерно: сильные ветры сдувают снег с бугров и выпуклых перегибов склонов, отлагая его в ветровой тени положительных форм рельефа, в трещинах, у береговых обрывов, между сидящими на мели айсбергами.
При благоприятных условиях крупные сугробы метелевого снега эволюционируют в ледники, которые распространены в ветровой тени нунатаков и в полосе примыкания ледникового покрова к оазисам. В этой зоне преобладает холодный фирновый и ледяной типы льдообразования. Сток талых вод незначителен. Некоторую роль в абляции открытых участков льда играет испарение. Близ оазисов и нунатаков встречаются кающиеся.
Океаническая зона Антарктиды
Океаническая зона занимает прилегающие к побережью Антарктического материка ледяные купола прибрежных островов и внешние части шельфовых ледников. Граница с предыдущей зоной проходит по линии края материковой части ледникового покрова. К этой зоне относятся большие части шельфовых ледников Шеклтона, Западного, Эймери и др., ледяные купола о-вов Дригальского, Милл, Боумен и многих других.
Климат зоны отличается господством циклонического режима, обильными осадками (700-900 мм в год), иногда не только твердыми, но и жидкими, неустойчивым ветровым режимом (здесь самые сильные ветры, часто ураганные), большой влажностью воздуха, частыми туманами. Зимы менее морозные, чем в предыдущих зонах, лето холодное (в Мирном средняя температура трех летних месяцев -3,2°, трех зимних-17,3°).
Зона антарктического побережья и океаническая зона - области, где происходит и наиболее интенсивное накопление снега, и весь расход ледникового покрова, главным образом путем откола айсбергов. Не случайно говорят, что «Антарктида живет своим краем».
