Ледовые и снежные лавины

После прекращения движения ледник вступает в стадию омертвения и деградации, во время которой поверхность ледника оседает и выравнивается, разрывы и трещины замыкаются, талые воды заполняют наледниковые и внутриледниковые полости, поверхность ледника засоряется моренным материалом. Над подледными и внутриледными потоками образуются сквозные провалы, которые, сливаясь, разрезают продвинувшийся конец ледника на изолированные глыбы мертвого льда. Краевые зоны дробления замещаются боковыми моренами, а продольные разломы – ложбинами стока.

В стадию восстановления ледник активизируется и постепенно приближается к исходному положению для следующей быстрой подвижки. В то время, как нижняя часть ледникового языка еще продолжает разрушаться, в верховьях уже происходит интенсивное накопление льда, которое на первых порах не компенсируется оттоком. Мощность ледника быстро растет, скорость движения льда увеличивается. Выпуклый «лоб» активизирующейся части ледника постепенно продвигается вниз, поглощая его деградирующую часть. Продольный профиль ледникового языка становится все более крутым, а напряжение в толще ледника приближается к критическому, пока ледник «не созреет» для очередной подвижки.

Таким образом, быстрые подвижки ледников не являются внезапным событием, а  подготавливаются постепенно на протяжении длительного времени. В связи  с этим исследование эволюции пульсирующего  ледника может служить основой для прогнозирования времени и масштабов ледникового паводка, что в ряде случаев позволит избежать человеческих жертв.

 

 

1.2. Снежные лавины.

«Казалось бы, холод, присущий снегу, должен был сообщить ему оцепенелость зимы, а белизна - неподвижность савана. Однако это опровергается стремительным движением лавины. Лавина - это снег, ставший огненной печью. Она ледяная, но все пожирает».

Виктор Гюго.

 

 

 

Снег - твердые  осадки в виде кристаллов, выпадающих из облаков.

Классическая форма снежного кристалла – шестилучевая звезда. Но следует выделить 10 различных форм в пределах каждого класса: звезды, пластинки, столбы, иглы, шарики, обломки.

Когда снежинка достигает земли, она уже не самостоятельна – она становится частью снежного покрова. Процесс ее изменения (метаморфизм) продолжается, но с меньшей скоростью. Снеговая линия - линия (граница), выше которой в горах сохраняется нетающий снег, превращающийся в фирн под действием трёх основных сил:  давления, температуры и силы тяжести. На снеговой линии осуществляется равновесие между приходом и расходом твердых атмосферных осадков.

Давление ветра действует как скульптор. Вырезающий из снега сугробы и карнизы. Сдирающий снег в одном месте и откладывающий его в другом, изменяя его главным образом посредством переламывания частиц и уплотнения снежного покрова. Собственный вес снега также оказывает давление на снежный покров, вызывая в нем коренные изменения.

Температура играет роль регулятора. При ее повышении все процессы в снежном покрове оживляются. Низкие температуры приводят к их всеобщему замедлению. Таким образом, повышение температуры может ускорить начало лавинного цикла или, по меньшей мере, способствовать ему, резкое снижение температуры может продлить опасную или, наоборот, стабильную ситуацию. Температура воздействует на снежный покров различным образом. В него все время проникает поток тепла из недр Земли. Солнечные лучи действуют сверху. Его обдувает ветер, отнимая и добавляя тепло, сквозь него просачивается дождевая вода. Температура не бывает выше точки замерзания (32° по Фаренгейту или 0° по Цельсию.) Когда температура становится выше, его уже нельзя считать снегом. Дождь и повышение температуры после снегопада увеличивают опасность схода лавины, как и сильный снегопад при низких температурах, так как снег не успевает слежаться.                                                  

Сила тяжести уменьшает толщину снега, действуя вертикально вниз. Общий результат действия этих основных сил состоит в том, что снежный покров никогда не находится в состоянии покоя: его постоянно толкают, тянут, давят, изгибают, нагревают, охлаждают. Проветривают, взбалтывают. Снег считается вязкопластичным. Сцепление одной частицы с другой, одного слоя с другим или же снега с почвой в природе зависит от взаимного зацепления между выступами кристаллов снега и от спекания, или цементации. Теплопроводность снега слишком мала, а удельная теплота плавления слишком велика, отражательная способность также необычна –некоторые виды радиации снег отражает как белое тело, а другие как черное. Под механическим воздействием снег претерпевает процесс старения, т. е. его внутренние силы сцепления продолжают увеличиваться еще длительное время после того, как воздействие прекратилось. Такая реакция снега называется деструктивным метаморфизмом, т.е. снег слеживается.

При определенных условиях, зависящих от температуры и глубины снега, происходит обратный процесс – конструктивный метаморфизм (маленькие частицы растут и их упаковка становится менее плотной). Продуктом конструктивного метаморфизма снега является глубинная изморось (в процессе таяния и замерзания снежные кристаллы сублимируются, т.е. превращаются в пар, а не в воду и вновь конденсируются). Глубинная изморось  разъедает нижний слой снежного покрова и подвешивает его словно крышу, имеющую опору лишь по краям, которая обрушивается на весь снежный покров, образуя большие и разрушительные лавины.

В высокогорных районах серьезную опасность представляют снежные лавины. Обычно они происходят на склонах крутизной от 30° до 45° после сильного снегопада, длившегося несколько часов. На более крутых склонах снег не накапливается, на менее крутых весной и в начале лета могут сходить лавины из мокрого снега даже при угле 12° -15°.

2.1.2.Виды и классификация снежных лавин.

Лавиноопасным может  считаться склон 15-20 град.,    при толщине снега около 40 см. Бывают случаи схода лавин и с более пологих склонов 10-15 град.

Наибольшая опасность схода  лавин возникает при толщине  снега 50-70 см и крутизне склона 25-50 град.

           По форме начала движения лавины можно разделить на два типа: 
1. Лавины из точки - сухие и мокрые. 
2. Лавины от линии – «снежные доски». 
          Сухие лавины обычно сходят из-за незначительного сцепления между недавно выпавшим или перенесенным снегом и плотной оледеневшей коркой, укрывающей склон. Чаще всего сухие лавины появляются в условиях низких температур, когда плотность свежевыпавшего снега составляет менее 100 кг/кв.м. и более. При этом плотность снежной массы может достигать 150 кг/куб.м. 
 
         Мокрые лавины сходят при неустойчивой погоде на фоне оттепелей и дождей. Причиной возникновения мокрых лавин являются появление водяной прослойки между слоями снега с разной плотностью. Мокрые лавины значительно уступают по скорости сухим, не превышая 50 км/час., но по плотности снежной массы, иногда достигающей 800 кг/куб.м., они опережают лавины других типов. Отличительной чертой лавин мокрого типа является быстрое схватывание при остановке, которое часто делает спасательные работы трудноосуществимыми.

Снежные доски - это лавины, механизм которых зарождается при смерзании частиц поверхностного слоя снега. Под действием солнца, ветра и тепла образуется ледяная корка, под которой происходит перекристаллизация снега. По образовавшейся рыхлой массе, напоминающей крупу, более плотный и тяжелый слой легко скользит вниз при отрыве слоя от массива, он увлекает за собой все больше и больше снежной массы: Скорость «снежных досок» может достигать 200 км/час, как и у сухих лавин. 
          Возможность схода «снежных досок» характеризуется многослойностью снежной массы - чередованием плотных и рыхлых слоев. Вероятность их схода увеличивается при резком похолодании, сопровождающемся снегопадом. Достаточно незначительного слоя снега, чтобы произошел отрыв. Холод вызывает дополнительные напряжения в верхнем слое и, совместно с весом выпавшего снега, отрывает «снежную доску». В месте отрыва снежные доски могут быть высотой от 10-15 см до 2 и боле метров. В процессе своего движения лавины могут переходить из одного типа в другой или составлять комбинацию разных типов лавин, из-за разной плотности, влажности и температуры встречных снежных масс.

Степень опасности        Глубина снежного покрова         Характеристика лавиноопасности

I                                                       15-30 см                             Возникновение опасности на

                                                                                    склона св. 30°

II                                                      30-50 см                             Значительная опасность

III                                                     50-70 см.                             Большая лавиноопасность

IV                                                     70-100 см.                          Очень большая уже на склоне св. 20°

V                                                     120 см                                Катастрофическое положение

 
По характеру движения лавины разделяются на виды:

Осовы - снежные оползни, сходящие по всей поверхности склона. 
Прыгающие - лавины, падающие с уступов и полок. 
Лотковые - лавины, проходящие по желобам, кулуарам и зонам выветривания горных пород в виде борозд.

ВИДЫ ЛАВИН

Осов (склоновые) - соскользающий широким фронтом снег вне строго фиксированного русла. При осове происходит отрыв и сползание снежных масс по склону, но нижележащий снег задерживает движение сползающих масс и они останавливаются, не доходя до дна долины. Обычно высота сползания снега при осовах в несколько раз меньше его ширины его фронта и достигает иногда нескольких десятков метров, скорость движения снега небольшая. Считается, что подобное перемещение снега не представляет особой опасности. Это уж раз на раз не попадает. Например, известный горный проводник Сепп Курц погиб 10 февраля 1951 года около своего дома в снежном оползне, длина и ширина которого равнялась 6 и 4 метрам, а толщина снежного покрова равнялась всего 24 сантиметрам.

Лотковая лавина

В случае концентрации движущегося  снега в каналах стока ( по строго фиксированным руслам) скорость движения значительно возрастает. Движение снега приобретает форма течения. У подножья склона образуется лавинный конус. Подразделяются на три типа:

а) лотковая лавина из эрозионного вреза падает, ударяя в препятствие на пути движения лавины, происходит под небольшим углом;

б) лотковая лавина из денудационной  воронки достигает больших размеров т.к. в верхней части лавиносброса имеется расширение в форме воронки, в котором снег может накапливаться  в течение длительного времени;

в) лотковая лавина из деформированного чашеобразного кара.

Прыгающая лавина

Если канал стока, по которому движется снег, имеет отвесные участки, то движение снежных масс при  свободном падении приобретают  огромную скорость. Лавины из рыхлого  пушистого свежего снега, выпавшего в морозную погоду, могут набирать скорость до 250-300 км/час. Чаще всего из рыхлого пушистого снега возникают непосредственно во время снегопада или сразу же после него. Еще более опасны воздушные волны, возникающие при движении прыгающих лавин. Уже вскоре после начала движения лавины представляют собой облако мельчайшей снежной пыли. Лавинных конусов такие лавины не оставляют. Если кто попадет в такую лавину в начальной стадии, то для него это не представляет опасности, т.к. снег легким потоком обтекает ноги. Но в средней и далее части возникает угроза не только удушения снежной пылью, но и сброса вниз. Прямой фронт ударной волны все ломает и сбрасывает вниз. Такие лавины имеют большую разрушительную силу, давление может достигать 9000 кг/м2. Этого хватает, чтобы как спички ломать сосновые стволы. Для примера приведу описание последствий лавины на ст. Даллас (Австрия) в 1954 году. Воздушная волна от лавины из сухого снега перебросила по воздуху железнодорожный вагон весом в 42 тонны, а 120-ный электровоз подняла с рельс и ударила им в здание вокзала.

Различают три типа:

а) прыгающая лавина из эрозионного вреза скользит по каналу стока в свободном падении и удар в препятствие нередко происходит сверху  и, кроме того, возникает воздушная волна.

б) прыгающая лавина из денудационной воронки обладает большой разрушительной силой, создавая удар и воздушную волну огромной силы.

в) прыгающая лавина из деформированного кара падают раз в  несколько лет, но создают столь большие разрушения, что на протяжении десятков лет на дне долин наблюдаются отчетливые геоморфологические и геоботанические признаки их падения.

Частота схода снежных  лавин зависит от погодно-климатических  условий, рельефа местности, запасов  снега. Скорость движения лавин может  достигать 125-150м/с. Давление (сила удара) лавины исчисляется десятками тонн на квадратный метр(150 и более т/м²). Одной из характеристик лавин является толщина снега в лавинном конусе, которая может составлять десятки метров.

Снежная доска - днем на солнце верхний слой снега нагревается и подтаивает, а ночью смерзается, превращаясь в плотную твердую корку. Нижние слои, уплотняются под собственной тяжестью, проседают, между ним и настом создается воздушная полость. Не скрепленная с нижним слоем снега, и, как бы повисший в воздухе плотный наст - и есть снежная доска. 
Она очень непрочна, иногда достаточно легкого внешнего воздействия, чтобы произошел ее отрыв, и началась лавина. 
Лавины из снежных досок возникают, как правило, в период резкого похолодания, фенов, а также снегопадов, когда последние значительно перегружают склон.