Промерзание и оттаивание грунта

 

Промерзание грунта происходит за счет отдачи тепла с поверхности грунта в виде длинноволновой радиации.

При избыточном увлажнении в условиях многолетней мерзлоты на оттаивание грунта расходуется около 45 ккал/см2. Глубина сезонного промерзания грунта может довольно резко меняться в зависимости от экспозиции склона, лесистости, увлажненности грунта.

Промерзание грунта на крайнем севере начинается с сентября, в степных районах - в конце октября - начале ноября. В течение зимы промерзание грунта происходит на глубину 150 - 300 см.

Оттаивание грунта в степных районах начинается в апреле; в северной части территории у Туруханска и севернее, - в мае - июне.

Полное оттаивание мерзлого грунта обычно заканчивается после прохождения весеннего половодья (в апреле - июне), но в отдельные годы это явление приурочено к моменту прохождения пика половодья. Самое раннее оттаивание грунта на полную глубину в степных районах наблюдалось во второй декаде апреля, позднее - третья декада июня. В южной части таежной зоны оттаивание начинается в начале мая.

Климат территории

Основные черты климата в пределах изучаемой территории и отдельных ее частей определяются главнейшими факторами: радиационным режимом, своеобразной циркуляцией атмосферы над данным районом, расположенным в центральной области евразиатского материка, влиянием Северного Ледовитого океана и его морей, а также характером рельефа. Климат описываемый территории отличается резко выраженной континентальностью; зимы здесь суровы, а летние сезоны непродолжительны. Случаются годы, когда в южной части бассейна Енисея в июне и даже в августе наблюдаются заморозки. Суточная амплитуда колебания температуры воздуха достигает 10-20, иногда 30.

Над изучаемой территорией перенос воздушных масс обычно осуществляется в направлении с запада на восток, однако временами наблюдаются выходы циклонов с юга или юго-запада, обусловливающие обильные осадки. Осенью, наоборот чаще вторгаются воздушные массы, приходящие с севера,- со стороны Баренцевого и Карского морей. Зимой, особенно в декабре - феврале, циклоническая деятельность проявляется слабо, т.к. в это время обычно развивается антициклогенез. Увеличение циклоничности наблюдается лишь в северной части края, где располагается борическая ложбина, простирающаяся от Исландского минимума. Зимой циклоны чаще всего проходят по побережью Карского моря. Вблизи полярного круга наибольшая их повторяемость отмечается преимущественно осенью и в начале зимы, что обуславливает повышенные осадки, сумма которых местами достигает в октябре максимальной годовой величины. Южнее Туруханска годовой максимум осадков постепенно сдвигается с осени на август (Подкаменная Тунгуска, Енисейск), а южнее р.Ангары - на июль и август.

На изучаемой территории, вытянутой в меридиональном направлении более чем на 30, хорошо проявляется зональность в смене ландшафтов, а наличие гор высотой более 1000 м обусловливает вертикальную поясность климатических условий.

 

 

Атмосферная циркуляция

Атмосферная циркуляция является одним из основных климатообразующих факторов. Ею определяется преобладание переноса (адвекции) воздушных масс с их различными физическими свойствами или преобладание стационарных синоптических положений, способствующих процессу трансформации воздуха под влиянием местных физико-географических условий.

На территорию Восточной Сибири, находящуюся в большом удалении от Атлантического океана и огражденную от Тихого океана рядом горных хребтов, в нижние слои почти не поступает ни атлантический, ни тихоокеанский воздух. Однако поступление этих масс воздуха в более высокие слои тропосферы имеет большое значение главным образом для формирования режима облачности и осадков в определенное время года.

Большие горизонтальные и вертикальная протяженности, а также сложность орографии бассейна определили формирование на его территории локальных гидроклиматических процессов. Высокие горные хребты Восточного Алтая нарушает зональную и меридиональную циркуляцию во внутригорных районах бассейна. Вытянутость этой территории с запада на восток создает благоприятные условия для вторичного насыщения влагой трансформированных западных воздушных потоков. Открытость территории с севера способствует проникновению арктического воздуха. Относительно благоприятны условия и для поступления воздушных масс с Казахстана и юга Западной Сибири.

Высокие горные хребты, простирающиеся в широтном и меридиональном направлениях на северной и западной окраинах исследуемого бассейна, являются существенным препятствием для проникновения основных влагоносных воздушных масс в глубинные районы, что отрицательно сказывается на их атмосферном увлажнении. Внутригорные центральные и особенно южные районы получают осадков значительно меньше северного окраинного (наветренного) района. Средние величины стока в реках северной окраины бассейна в 2,0-2,5 раза больше его значений в южных внутригорных территориях бассейна.

Процесс снегонакопления в бассейне реки во многом зависит от характера атмосферной циркуляции в зимний период года. Перенос воздушных масс над умеренными широтами северного полушария происходит с запада на восток. Поступление влажных воздушных масс с Атлантики в более высокие слои тропосферы над территорией Восточной Сибири имеет большое значение в формировании режима облачности и осадков над рассматриваемой территорией.

Условия циркуляции атмосферы над Восточной Сибирью существенно меняются в зависимости от сезона.

Зимой основным барическим образованием у поверхности земли является мощный сибирский антициклон с обширным гребнем. Формирование сибирского антициклона начинается уже с сентября. В октябре он охватывает весь материк, причем появляется два отрога высокого давления, имеющие большое климатообразующее значение. Отрог высокого давления, простирающийся от Байкала на северо-восток до о.Врангеля, разделяет Восточную Сибирь на две области с различной системой ветров.

Зимний антициклон является весьма устойчивым барическим образованием. По данным Э. А. Исаева, повторяемость антициклонов на юге Восточной Сибири составляет 26 дней в месяц, повторяемость же циклонов зимой доходит до минимума.

Основными источниками, питающими систему сибирского антициклона, являются антициклоны и ядра высокого давления, вторгающиеся на территорию Восточной Сибири по полярным и ультраполярным осям вдоль западной периферии восточных ложбин, а также антициклоны, входящие в систему этого максимума с запада и юго-запада.

В сибирском антициклоне формируется воздух, характеризующийся очень низкими температурами в приземном слое, чрезвычайной устойчивостью, мощными приземными инверсиями и малой влажностью. Характерными для этих воздушных масс являются также мощные радиационные туманы.

 

 

Температура воздуха

Многолетняя средняя годовая температура воздуха в бассейне почти везде отрицательная: в северных районах -12, -15.

Зима на севере суровая, продолжительная, с сильными ветрами и метелями. Она начинается во второй половине сентября и продолжается 8 - 10 месяцев. В центральной части территории зима тоже холодная, длится 6 - 7 месяцев; южнее бассейна Ангары она менее сурова: начинается в конце октября - первых числах ноября и продолжается 5 - 5,5 месяца.

В наиболее холодном месяце (январе) средняя месячная температура воздуха изменяется в зависимости от высоты водосборов и характера рельефа от -36 до -15. В связи с преобладающей в зимнее время антициклональной погодой, в бассейнах Нижней Тунгуски и Подкаменной Тунгуски наблюдаются сильные морозы; средние месячные температуры воздуха в январе достигают -38. Устойчивые морозы держаться с февраля по март.

Наиболее теплым месяцем является июль. На побережье Карского моря средняя июльская температура на мысе Челюскин равна 1,5.

К югу температура быстро растет, на каждый градус широты она повышается на 1,3 - 1,4. Южнее г. Игарки этот рост замедляется и градиент уменьшается до 0,3 - 0,4, причем температура повышается с 15 до 19.

В горах с высотой местности температура воздуха летом каждые 100 м понижается на 0,5 - 0,6, а весной на 0,7.

Для характеристики процессов весеннего снеготаяния и условий формирования водного режима большое значение имеют сроки перехода средней суточной температуры воздуха через - 5, 0 и 5.

Осадки

Наиболее увлажненной является центральная, наиболее возвышенная часть бассейна Енисея, где более всего проявляется циклоническая деятельность как летом, так и зимой.

Наибольшее количество осадков выпадает в июле, а на крайнем севере в августе.

Средняя многолетняя величина их изменяется по территории от 35 - 50 до 200 мм.

Наименьшее количество влаги выпадает зимой - в январе - феврале, когда над территорией Сибири формируется антициклон.

В зависимости от широты и высоты места изменяется начало, конец и продолжительность холодного и теплого периодов года. Холодный период на севере длится с сентября по май, теплый - с июня по сентябрь, а на юге, в степных районах, холодный период охватывает время с ноября по март, а теплый - с апреля по октябрь. На преобладающей части территории в теплое время года осадков выпадает больше, чем в холодный период.

К востоку от енисейского кряжа и плато Путорана, на Среднесибирском плоскогорье, количество осадков уменьшается, составляя в долинах рек в среднем 400 - 500 мм. На западных склонах Верхне - Тунгусской возвышенности, в истоках Северной и Южной Чуни, Подкаменной и Нижней Тунгуски, сумма осадков возрастает до 700 - 800 мм.

К северу и к югу от зоны наибольшего увлажнения количество осадков уменьшается. Уменьшение осадков к северу обусловлено общим понижением количества влаги, содержащейся в атмосфере, а уменьшение в южном направлении - повышением температуры воздуха и дефицитом влажности, что особенно характерно для межгорных котловин.

Распределение по территории наблюденных суточных максимальных осадков в основном повторяет распределение их среднего количества.

В многолетнем ходе наибольших суточных осадков отмечается цикличность с повторяемостью максимумов через 2 - 4 года, а наиболее выдающихся - через 10 лет.

Интенсивность дождей по территории возрастает в направлении с севера на юг.

Максимальная интенсивность дождя местами достигала 5 - 9 мм/мин. Средняя продолжительность ливней колеблется по территории от 300 до 720 мм.

 

 

Снежный покров

Процесс снегонакопления в бассейне реки во многом зависит от характера атмосферной циркуляции в зимний период года. Перенос воздушных масс над умеренными широтами северного полушария происходит с запада на восток. Поступление влажных воздушных масс с Атлантики в более высокие слои тропосферы над территорией Восточной Сибири имеет большое значение в формировании режима облачности и осадков над рассматриваемой территорией.

Запасы воды в снежном покрове изменяются по территории в зависимости от высоты, экспозиции склона и экранирующего эффекта соседних хребтов. Наибольшие запасы снега накапливаются на периферии горной страны, на склонах, обращенных к преобладающему направлению переноса воздушных масс. Горный комплекс Саян характеризуется достаточным и значительным увлажнением. Более всего твердых осадков выпадает на западных склонах Восточного Саяна, которые расположены на пути основного переноса воздушных масс.

Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова колеблется от 140 до 320 дней. На островах Карского моря и в горах Бырранга он держится 280 - 320 дней. Наименьшее число суток с устойчивым снежным покровом (менее 140 -160 дней) характерно для пониженных участков тувинской котловины и для Абаканских степей.

Устойчивый снежный покров начинает разрушаться после наступления дневных положительных температур. На большей части территории данный процесс заканчивается после перехода температур через 0С и установления устойчивых положительных температур, так, например, в Минусинской котловине этот срок приурочен к началу апреля, в пределах Канской и Красноярской лесостепи - ко второй декаде апреля, в горах Западного Саяна и Восточного Саяна и на Среднесибирском плоскогорье - к концу мая - началу июня.

В некоторые годы разрушение снежного покрова может проходить на 10 - 25 дней ранее или позднее средних сроков. Наибольшая высота снежного покрова чаще всего наблюдается перед началом снеготаяния - в феврале - марте, а на побережье Карского моря - в апреле. Средняя высота слоя снега колеблется в значительных пределах - от 5 - 10 см в районе Абаканских степей до 100 см у Туруханска; а в горах Путорана, на Енисейском кряже, в Западном Саяне и Восточном Саяне толща слоя снега достигает 150 - 200 см.

Максимальные снегозапасы в степных районах обычно формируются в феврале, в лесостепных - в марте, на территории Среднесибирского плоскогорья - в конце марта - начале апреля, на п-ове Таймыр - в конце апреля - мае.

Наиболее ранние и поздние сроки отклоняются от средних на 1 -1,5 месяца.

Величина запасов воды в снежном покрове колеблется в очень больших пределах - от 20 - 40 мм на территории сухих степных районов до 400 - 500 мм на высотах Саян, Енисейского кряжа и Путорана.

Продолжительность процесса снеготаяния, исчисляемая от даты начала таяния до даты схода снежного покрова, колеблется от 10 - 14 дней в степных районах до 22 - 38 суток на остальной территории.

Средняя интенсивность таяния снега в степных районах составляет 3 - 5 мм/сутки, на территории Среднесибирского плоскогорья и в горах 6 - 9 мм/сутки. Максимальная интенсивность снеготаяния на открытой местности в пределах Среднесибирского плоскогорья в среднем составляет 4 - 5 мм/час; в отдельные годы она колеблется от 2 - 3 мм/ час при малых снегозапасах и до 8 - 12,5 мм/час при больших снегозапасах.

В 1959 г., когда сформировалось весьма высокое весеннее половодье в бассейнах рек Нижней Тунгуски и Подкаменной Тунгуски, средняя интенсивность снеготаяния по территории была около 7 мм/час с колебанием от 6 до 12 мм/час. Наибольшая интенсивность таяния отмечалась тогда в нижней части бассейна Подкаменной Тунгуски.

вскрытие нижний енисей ледяной

Вскрытие реки Енисей