Снежный покров. Его экологическая роль

Экологической роль снежного покрова разнообразна и многогранна и также может создавать как положительные, так и отрицательные экологические ситуации.

Снежный покров [1] — не просто сумма снежинок и других форм твердых атмосферных осадков, достигших земной поверхности. Это уже «горная порода», сложный агрегат из снега, льда, воздуха, минеральных включений и других примесей, образующая в холодное время года поверхностный слой земной коры. Этот слой обладает совершенно особыми физическими свойствами, которые не остаются постоянными, непрерывно меняясь под воздействием внешних факторов. В экологическом отношении наибольшее значение имеет само появление снежного покрова, резко меняющее теплофизическое состояние земной поверхности, так как его «белоснежная» поверхность обладает много большей отражательной способностью (альбедо [3]), чем свободная от снега почва и растительный покров. Альбедо снежно-ледовых поверхностей перестраивает радиационный баланс системы Земля — атмосфера.

Альбедо чистого свежевыпавшего снега 80—85%, к весне оно снижается до 45—50%, а альбедо почвы и растительного покрова редко превышает 20 %. Поверхность недополучает огромную массу энергии солнечной радиации, отражая ее обратно в космос. Отраженная в космос солнечная радиация увеличена над материковыми ледниковыми покровами в 3,5 раза. Чистый и сухой снежный покров отражает около 95% коротковолновой радиации. Поглощение солнечной радиации из-за высокого альбедо снежного покрова уменьшается в целом для всей планеты на 4% [6].

В механизме возникновения и деградации оледенений роль снежного покрова очень велика. Любое продолжительное глобальное похолодание приводит к росту площадей и продолжительности залегания снежного покрова и тем самым увеличивает глобальное альбедо и способствует дальнейшему похолоданию. И наоборот, если произойдет сокращение снежного покрова на Земле, глобальное альбедо уменьшится, вызывая еще большее потепление.

Важными характеристиками снежного покрова являются его мощность (толщина в сантиметрах) и плотность (отношение массы к объему в граммах на 1 см). Умножение мощности на плотность дает величину водозапаса в снежном покрове. Это очень важная характеристика для прогнозирования паводка при весеннем снеготаянии и для определения потенциальных возможностей увлажнения почв талыми водами. Как уже упоминалось, образование снежного покрова сопровождается метелями, и поэтому его толщина в зависимости от рельефа подстилающей поверхности и силы ветра может быть самой различной (от нескольких десятков сантиметров в приволжских степях до метра и более в сибирской тайге, а в оврагах и горных долинах и ущельях могут скапливаться многометровые толщи снега). Плотность снега также меняется очень сильно [1] — от 0,05 г/см³ в тихую погоду до 0,20 г/см³ после сильной метели, а также до 40—45 г/см³ в период весеннего снеготаяния. При оттепелях в снежном покрове может удерживаться вода в жидкой фазе. При похолоданиях она превращается в прослойки монолитного льда, которые создают очень неблагоприятную экологическую ситуацию для зимовки сельскохозяйственных культур и оказываются гибельными для многих видов животных.. Зарегистрированы случаи гибели целых стад домашних и диких северных оленей, которые не могли добраться до подснежного корма из-за ледяных корок на почве и в снежном покрове. Вот несколько сокращенных выдержек из книги А.Н. Формозова: «Падеж оленей на о. Колгуеве в 1920 г. от гололедицы унес 35% поголовья», «В 1924 г. гололедица вызвала поголовную гибель диких оленей на Новосибирских островах (около 5000 голов)» [5]. Большие неприятности и массовую гибель животных приносят особо многоснежные зимы. Один пример: «В 1860 г. на юге России выпал небывалый в степях глубокий снег. Сначала началась низовая метель, а затем хватила верховая и намела такие вороха снега, что овраги сравнялись, а хутора оказались в ямах и едущие по улицам увидели крыши хат у своих ног, а в ворота стали въезжать, как через стены крепостных валов. Волки, потерявшие возможность охотиться, полезли в селения и стали особо назойливыми». Массовая гибель животных в многоснежные зимы неоднократно наблюдалась в Большеземской тундре, на Камчатке и на Таймыре, в Прибайкалье и Западной Сибири.

Однако снежный покров не только временами осложняет нашу жизнь. Это и огромное благо. Прежде всего это важнейший источник пресной воды, питающий влагой почвы, реки и озера и пополняющий подземные воды. Снежный покров, имеющий малую теплопроводность, представляет собой своего рода «одеяло», создающее более теплый подснежный почвенный климат, чем климат над снежной поверхностью (рис. 3).

гляциосфера снег покров осадки оледенение

Рисунок 3 - Подснежный климат и районы снежных мелиорации

Не будь снежного «одеяла», в средней полосе России земледелие было бы невозможно. В тайге Западной Сибири, где с декабря по начало марта держатся морозы с температурой воздуха -20...-30° С [1], под снежным покровом толщиной от 50 до 80 см температура поверхности почвы не опускается ниже -5...-7° С [1], а в местах с особенно толстым снежным и моховым покровом почва вообще не промерзает (рис. 4).

Рисунок 4 - Температурный режим снежной толщи в коренной темнохвойной фации зимой 1965/66 г. Центральная часть Западной Сибири

Снежный покров можно использовать в мелиоративных целях, что в степных и лесостепных районах России давно уже делается путем снегозадержания для предохранения озимых культур от вымерзания, а также для задержания влаги на полях и для предотвращения эрозии почв во время весеннего снеготаяния.

Снег можно использовать как строительный материал для сооружения жилищ (как делают это эскимосы). Снег и искусственно намораживаемый лед начинают использовать при создании причалов и буровых платформ в Арктике. В русских деревнях снег набивали в подвалы и погреба для летнего хранения продуктов. Огромна эстетическая и спортивно-оздоровительная роль снега, неповторима красота зимних пейзажей в сверкающем хрустальном убранстве. Какой россиянин не любит нашу снежную зиму? С ней мы сроднились с первых дней жизни: кто не играл в снежки, не лепил снежных баб, не строил снежных крепостей, не катался на лыжах и не бродил в утонувшем под снегом лесу, кто не катался в масленицу на санках, не прыгал вокруг новогодней елки?! А лыжные походы и гонки! А русская тройка — опять Пушкин — «Летит кибитка удалая, бразды пушистые взметая»! И он не одинок, создана обширная литература, написаны тысячи картин о нашей матушке-зиме, которая немыслима без снежного убранства. И эту красоту великий грех портить — ее нужно охранять и беречь как зеницу ока. Но далеко не все это понимают или не хотят понимать. Тысячи предприятий дымят своими трубами, миллионы автомобилей, полчища самолетов выбрасывают в атмосферу миллионы тонн отравляющих веществ, растут горы бытовых отходов.

Как уже говорилось выше, снегопады очищают атмосферу от загрязнителей, но вся это грязь накапливается в снежном покрове. Во время весеннего снеготаяния она попадает в почву и реки, отравляя их. Для определения размеров этого бедствия и борьбы с ним необходимо заранее знать количество и состав загрязнителей. Этой цели можно достичь, анализируя образцы снега, взятые из снежного покрова. По химическому составу и по территориальному разносу загрязнителей ветром можно установить также источники загрязнения. Поскольку основная масса загрязнителей попадает в снежный покров из атмосферы во время снегопадов, то загрязнение снежного покрова можно использовать как индикатор загрязнения приземных слоев воздуха, которым мы дышим.

Для определения степени загрязнения снежной поверхности можно использовать аэрофотоснимки и снимки из космоса. Так, по космическим снимкам в районе Воркуты оконтурен ареал разноса сажи и угольной пыли с предприятий и угольных шахт и определена оптическая плотность загрязнения снежной поверхности по радиальным профилям в пределах этого контура.

К сожалению, проблемой загрязнения снежного, покрова и его экологических свойств сейчас занимаются мало. А зря. Более того, в Москве и других больших городах для борьбы со снегозаносами транспортных магистралей и улиц используются далеко не безвредные химические реагенты (в основном калийные и другие соли). Этот метод считается более простым и дешевым, чем механическая уборка. Но в результате отравляются почвы и растительность в городе, отравляются жители (особенно дети), а весной с талыми водами вся этот яд сносится в реки, впитывается в почву и там продолжает свое разрушительное действие, отравляя все живое.

Заключение

...Он лег на землю и на крыши,

Всех белизною поразив.

И был действительно он пышен,

И был действительно красив...

Е. Евтушенко

Таким образом, снежный покров является важным компонентом гляциосферы и играет важную экологическую роль. Все это отражено в выполненных задачах:

1. Гляциология — наука о природных системах, свойства и динамика которых определяются в основном льдом.

Гляциосфера — самостоятельная часть планетарной системы атмосфера — океан — оледенение, которая включает в свой состав все виды природных льдов в атмосфере, на поверхности суши и океана, в земной коре.

2. Снег — твердые атмосферные осадки, состоящие из мелких ледяных кристалликов и их сростков (снежинок).

Снег — твёрдые (кристаллические) атмосферные осадки, выпадающие из облаков при отрицательных температурах воздуха.

Снежный покров — образующийся в холодное время года поверхностный слой земной коры, состоящий из снега, льда, воздуха, минеральных включений и других примесей.

3. Рассмотрена экологическая роль снежного покрова.

Список использованной литературы

1. Экологическое состояние территории России: Учеб. Пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Под ред. С.А. Ушакова, Я.Г. Каца. - М.: Издательский центр «Академия», 2001

2. http://www.rgo.ru/geo.php?k=⁼fizgeo/fizgeo&f=sneggi3

3. Гляциологический словарь. - Л., 1984

4. Рихтер Г.Д. Снежный покров, его формирование и свойства

5. Формозов А.Н. Снежный покров в жизни млекопитающих и птиц СССР.- М, 1946

6. Ходаков В.Г. Снега и льды Земли. - М., 1969

7. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира. - М., 1998. - Т. 1,2.

8. http://www.iwp.ru/gusev/krug.html

9. http://krym.sarov.info/kovalenko/sneg.htm