Единственным источником питания антарктического ледникового покрова служат твердые атмосферные осадки. Осадки на материк приносятся постоянным потоком влажных воздушных масс с океана в верхних слоях атмосферы и циклонами в ее нижних слоях.
Циклоны к центру антарктического ледникового покрова проникают редко, но очень часты и сильны в его краевых частях, где и оставляют основную массу осадков. Зона максимального выпадения и накопления осадков расположена на склонах ледникового покрова на высотах от 300-600 до 1000-1500 м над ур. м.
Далее в глубь континента количество осадков постепенно уменьшается, и главная роль от циклонических снегопадов переходит к осадкам антициклонического типа - к выпадению ледяных игл из почти безоблачных воздушных масс и к отложению изморози на снежной поверхности. Абсолютные величины антициклонических осадков небольшие.
Распределение снежного покрова по территории ледникового щита зависит не только от количества выпавших из атмосферы осадков, но и от их последующего перераспределения ветром. Собственно говоря, о количестве атмосферных осадков в Антарктиде мы судим не по тому, сколько их выпало, а по тому, сколько их отложено и приняло участие в питании ледникового покрова. Такой подход дает и более точные результаты, так как установить истинное количество выпадающих осадков при крайне неустойчивом ветровом режиме очень трудно.
Для Антарктиды свойственны ветры двух основных типов:
- циклонические и,
- стоковые.
Сильное выхолаживание воздуха над ледниковым щитом в его центральных районах приводит к резко выраженной температурной инверсии и вызывает в нижнем слое атмосферы стенание холодных тяжелых масс воздуха по склону ледникового щита в виде стоковых ветров. При приближении к периферии ледникового щита скорости стоковых ветров увеличиваются и зимой достигают максимума на побережье. Летом стоковые ветры затухают, не доходя до побережья от нескольких десятков до сотни километров.
Как уже говорилось, в краевых частях Антарктиды очень интенсивна циклоническая деятельность. Сильные циклонические ветры преобладают на склонах Антарктического ледникового щита до высоты 2500 - 3000 м над ур. м. Как стоковые, так и циклонические ветры наиболее сильны в зимние месяцы, когда контраст между температурным состоянием Антарктического материка и окружающего океана наибольший. Стоковые ветры со скоростями более 5 м/с сопровождаются поземкой. Сильные циклонические ветры приносят снегопады и метели.
Скорости ветра в разных частях ледникового щита разнятся очень сильно. В центральных районах, где стоковые ветры только зарождаются, а циклонические ветры редки и сильно ослаблены, средние годовые скорости ветра составляют 2-5 м/с. В прибрежных районах они много больше - в среднем 10-20 м/с, но часто достигают ураганной силы.
Сильные циклонические ветры почти всегда сопровождаются выпадением осадков, а периодически сменяющие их стоковые ветры производят громадную работу по развеванию и переотложению выпавшего снега, быстрому его уплотнению и затвердеванию.
В результате образуются комплексы форм аккумулятивно-дефляционного рельефа снежной поверхности, очень изменчивые во времени и пространстве.
Первая внутриматериковая станция Пионерская. Снежная пустыня с застругами
Так, во время первой внутриматериковой зимовки на станции Пионерская одному из авторов этой книги пришлось неоднократно наблюдать, как жестокие снежные бури, когда все вокруг погружалось в снежный хаос и мглу, вдруг сменялись низовыми метелями и поземками, во время которых над струящейся по поверхности пеленой снежной пыли показывались острые гребни заструг, курящиеся горбы барханов и гряд. Снежные аккумулятивно-дефляционные формы рельефа возникали, двигались, перестраивались и исчезали буквально на глазах. Нередко поверхность за одни сутки изменялась неузнаваемо.
Такая исключительная динамичность поверхности - кочующие барханы, гряды и заструги - создавала огромные трудности как для наземного транспорта, так и для подготовки и поддержания взлетно-посадочных площадок в состоянии, пригодном для приема самолетов.
Годовая аккумуляция снега по профилю о. Дригальского - Мирный - Пионерская - Восток. Составил Л. Д. Долгушин
В условиях столь переменчивого ветрового режима отложение снега происходит крайне неравномерно, и он многократно переотлагается. Так, на станции Пионерская за 203 дня (июль 1956 - январь 1957 г.) суммарное отложение снега по ежесуточным наблюдениям составило 205 см (880 мм в слое воды), но на месте к концу этого срока остался лежать слой снега толщиной всего 32 см (136 мм в слое воды), или только 15% от первоначально отложенного, а 85% было развеяно и унесено. Дальность переноса снега при поземках и низовых метелях в зоне стоковых ветров, где расположена станция Пионерская, максимальная и может достигать 50-100 км.
Питание Антарктического ледникового покрова атмосферными осадками
Это значит, что аккумуляция снега происходит значительно ниже по склону ледникового щита от места выпадения его из атмосферы. Очевидно, что в прибрежной полосе огромная масса снега, выпавшего над материком, будет вынесена в океан. Этот ветровой вынос снега с материка наиболее интенсивен зимой, когда стоковые ветры особенно сильны и достигают побережья.
Летом стоковые ветры затухают, не доходя до побережья нескольких десятков километров, и снег, выносимый ими из внутренних районов ледникового покрова, отлагается на его склоне там же, где выпадает максимум циклонических осадков. Поэтому в этой зоне склона Антарктического щита накапливается максимум снега, и снежный покров достигает наибольшей толщины. От этой зоны максимального снегонакопления количество осадков уменьшается не только в глубь континента, но и в сторону побережья. Сказанное иллюстрируется графиком питания осадками склона антарктического ледникового покрова по профилю Мирный - Пионерская - Восток. Распределение отложенных атмосферных осадков по территории всей Антарктиды показано на карте.
Типы льдообразования тесно связаны с температурными условиями. На большей части наземного ледникового покрова Антарктиды температура поверхности никогда не достигает температуры таяния, и снег превращается в лед путем медленного уплотнения и рекристаллизации (рекристаллизационная, или снежная, зона льдообразования). В краевой полосе шириной до 50-100 км на высотах до 500-1500 м в ряде районов Антарктиды поверхность снега подвергается незначительному таянию, но вся талая вода замерзает в пределах летнего слоя, не затрагивая снега, отложившегося зимой. Это рекристаллизационно-режеляционная (снежно-фирновая) зона. Местами на побережье и вокруг оазисов в полосе шириной 10-15 км и до высоты 200-500 м распространена холодная инфильтрационно-рекристаллиза- ционная (холодная фирновая) зона, в которой вся толща сезонного снега превращается в фирн с прослойками льда.
На Антарктическом п-ове севернее 68° ю. ш. кроме холодной фирновой зоны распространена теплая фирновая зона, верхняя граница которой в северной части полуострова поднимается до 800 м. Непосредственно на побережье в ряде районов Антарктиды встречаются участки инфильтрационно-конжеляционного льдообразования (ледяная зона), и есть неширокая зона абляции.
