В нивально-гляциальном поясе гор находятся ледниковые бас­сейны на поверхности которых существуют ледники или много­летние снежники. В водном ба­лансе здесь большое место при­надлежит балансу льда, который не бывает равен нулю, какой бы длительный период мы ни рас­сматривали. Поэтому примени­тельно к ледниковым бассейнам надо говорить о водно-ледо­вом балансе. Его специфической составляющей служит так назы­ваемое внутреннее питание лед­ников, представляющее собой по­тери талых вод из стока вследствие их замерзания в толще фирна, а иногда и льда.

Внутреннее питание в высоко расположенных фирновых облас­тях ледников составляет 50—70% годового снегонакопления, а в условиях лежащих ниже более «теплых» ледников оно очень не­велико — всего 10—20%. Осталь­ная вода идет в сток. Таким обра­зом, фирновые бассейны дают значительную долю стока с лед­ников, что еще несколько лет назад почти не принимали в рас­чет, иногда автоматически исклю­чая области питания из площади, формирующей сток.

Благодаря концентрации снега на ледниках модуль годового стока воды у них обычно в не­сколько раз больше, чем средняя его величина на окружающей территории. Так, оледенение гор Средней Азии, занимающее все­го 5% их площади, дает 16% го­дового стока и свыше 40% стока в теплый период. А если к этому прибавить таяние сезонного снега на языках ледников, годовая доля ледникового стока возраста­ет до 20%, а летняя — до 50%. Ледниковыми водами орошается половина поливных земель в Средней Азии, причем в сухие жаркие годы, когда потребности в воде возрастают, ледники тают еще сильнее, и их вклад в сток намного возрастает.

Однако далеко не всегда су­ществующий водный режим лед­никовых районов удовлетворяет потребностям хозяйственной дея­тельности. Возникает задача рас­чета и прогноза стока из ледни­ковых районов и возможностей его регулирования. Такое регу­лирование обязательно должно быть комплексным и состоять из мер по искусственному усиле­нию таяния ледников, с одной сто­роны, и увеличению снегозапасов на леднике путем искусствен­ного вызывания осадков, спуска лавин и воздействия на ветровой перенос снега — с другой. Кроме того, очень важно создание системы водохранилищ ниже лед­ников, которые, помимо регули­рования стока, помогут предот­вратить стихийные бедствия, вызываемые прорывом вод из ледников и ледниково-подпруд­ных озер.

Важным звеном в этой цепи воздействий на снег и лед слу­жит искусственное усиление тая­ния ледников посредством зачернения их поверхности. Дополни­тельное поглощение солнечной энергии ледником в этом случае приведет к усилению абляции, что вызовет увеличение леднико­вого стока и в конечном счете общих запасов воды, необходи­мой для орошения полей в пред­горьях.

Проведенные в СССР полевые и лабораторные опыты позволили сформулировать основные требо­вания к частице зачерняющего материала: малое альбедо, спо­собность тонуть в воде, хорошая смачиваемость и такие размеры, которые позволили бы этой час­тице погрузиться под поверхность тающего снега или льда, но в то же время долго оставаться в пределах их верхнего горизонта. Наибольшего усиления таяния можно добиться, применив камен­ноугольную пыль с диаметром частиц 0,2 мм или шлак с части­цами 0,2—0,5 мм.

Полевые опыты на небольших площадках показали, что зачернение ледниковых языков уголь­ной пылью из расчета 50—100 г/м2 приводит к усилению таяния льда на 20—45% (в июле и августе), несмотря на большую естествен­ную загрязненность его поверх­ности (от 150 до 500 г/м2). По сравнению с чистым льдом тая­ние на площадках, зачерненных пылью, увеличивается более чем вдвое. В целом относительный эффект усиления таяния на чис­том фирне в областях питания ледников больше, чем на ледни­ковых языках.

Приближенный расчет суммар­ной величины дополнительного стока с гор Средней Азии и Юго-Восточного Казахстана в резуль­тате зачернения всех ледников, выполненный сотрудником Ин­ститута географии АН СССР А. Н. Кренке, при многих допу­щениях дал 6,5 км3/год. Весь объем дополнительного стока соответствует приблизительно 12—15% современного расхода воды на орошение или 20% по­требности в ней хлопка. Конечно, в жаркие и засушливые годы по­тенциал дополнительного таяния еще возрастет, но очевидна не­реальность зачернения всех лед­ников и сохранения запылителя на протяжении всего сезона аб­ляции. Поэтому можно говорить о величинах дополнительного стока не более 1 км3. Это очень немно­го, но все же имеет значение для особенно сухих и жарких лет.

Проблема сохранения леднико­вых ресурсов в связи с усилени­ем их таяния заставляет разраба­тывать способы увеличения сне­гонакопления, прежде всего в областях питания ледников. Уве­личение твердых осадков в вы­сокогорье приведет к росту стока из пояса ниже ледников, в то вре­мя как сток из ледниковой зоны, по-видимому, не изменится. На внеледниковой части бассейна увеличение осадков вызовет воз­растание стока прежде всего в середине и во второй половине лета вследствие более длитель­ного таяния снежников. Зато на поверхности ледников дополни­тельные осадки в виде снега при­ведут к задержке их таяния и, следовательно, к уменьшению стока от таяния льда, что сокра­тит сток в середине и во второй половине лета. В результате в год искусственного увеличения осадков сток из ледниковой зоны не возрастет, но увеличится мно­голетний запас льда и, следова­тельно, потенциал стока на сле­дующие годы.

Источником дополнительной во­ды в критические моменты мо­жет быть ее откачка из моренных и ледниково-подпрудных озер, а также из внутриледниковых по­лостей. Объемы полученной та­ким образом воды сравнимы, а может быть, и превышают реаль­ные возможности получения воды путем зачернения поверхности ледников.

Регулирование стока возможно также путем создания наледей — наращивания их в осенне-зимне-весеннее время, когда сток бес­полезен для сельского хозяйства, и соответственного увеличения стока за счет таяния наледей в вегетационный период. Наиболее перспективны для этой цели се­зонные наледи, но и в районах с постоянными наледями консер­вация части зимнего стока не при­ведет к существенному увеличе­нию стока в годы с нормальны­ми погодными условиями, а в аномально жаркие годы произой­дет таяние наледного льда, на­копленного за ряд предыдущих лет, что вызовет существенную добавку к естественному стоку.

Сказанное выше — это лишь ка­чественный подход к проблеме искусственных воздействий на режим ледников, основанный на ограниченном числе полевых экс­периментов. Общим недостат­ком опытов по искусственному усилению таяния ледников, про­водившихся до сих пор, была их разобщенность во времени и в пространстве, кратковременность и малые размеры опытных участков, не позволяющие судить о том, как же поведет себя в анало­гичных условиях весь ледник.

Нужны эксперименты полупро­изводственного характера на од­ном или нескольких ледниках для отработки методики и аппаратуры, уточнения эффективности метода с экономической точки зрения, вы­явления влияния запыления всего ледника на его естественную эво­люцию и природные процессы в ледниковом бассейне (сели, оползни и т. п.). Такие экспери­менты позволят определить ряд параметров в расчетах искусствен­ного усиления таяния ледников, но любые подобные расчеты должны исходить из условия со­хранения ледников, так как они являются источниками значитель­ной части стока с гор и естествен­ным образом регулируют его, усиливая сток во вторую половину лета, когда потребность в воде особенно возрастает.

В качестве источника пресной воды в перспективе следует упо­мянуть и проблему получения во­ды из айсбергов. Она не так остра для нашей страны, но весьма акту­альна для ряда стран Ближнего Востока, Южной Америки, Австра­лии. Решение ее под силу лишь крупным государствам и скорее всего при международном со­трудничестве.

Использование айсбергов для получения пресной воды кажется принципиально и технически осу­ществимым уже в ближайшее вре­мя. Транспортировать от Антарк­тиды к густонаселенным районам Земли наиболее удобно неболь­шие столообразные айсберги. Для их буксировки из антарктических вод на север требуется мощность, лишь в несколько раз превышаю­щая мощность самого сильного из существующих буксиров. При этом значительную долю работы возь­мут на себя холодные океаниче­ские течения, которые будут ис­пользованы при прокладке путей перемещения айсбергов (рис. 4), а устойчивый ветер может обес­печить движение айсберга в воде со скоростью, достигающей 1,6% скорости ветра.

Льды Антарктики и возможности их использования...

Льды Антарктики и возможности их использования…

На пути решения этой проблемы стоит ряд технических трудностей, но некоторые из них, как, напри­мер, техника обвязки и крепления айсберга к буксирам, уже разре­шимы. При удачном «захвате» айсберга и использовании благо­приятных ветров и течений он мо­жет быть доставлен к месту на­значения менее чем за год. Одна­ко требуются серьезные исследо­вания по предохранению айсберга от интенсивного таяния в пути и возможного разрушения от мор­ского волнения, по маневрирова­нию и швартовке айсберга на месте назначения, по управляемо­му превращению огромной массы льда в воду. Большое значение имеет и использование огромного запаса холода, содержащегося в айсберге.

В качестве далекой перспективы снабжения водой некоторых рай­онов Южной Америки и Европы можно предложить создание сис­тем, состоящих из мощных реак­торов, предназначенных для растопления льдов на Антарктиче­ском полуострове и в Южной Гренландии, а также специаль­ных трубопроводов длиной в не­сколько сот километров, проло­женных через прибрежные моря и проливы, для перекачки талых вод.