Реферат: Лавинная опасность Хибинского горного массива

Лавинная опасность Хибинского горного массива

В центральной части Кольского полуострова на фоне цокольных равнин, обособленных массивов и низких гряд расположена узкая (30-50 км) изогнутая полоса низкогорий, вытянутая с запада на восток почти на 500 км. Она начинается за пределами Кольского полуострова на возвышенности  Манселькя (Финляндия) и продолжается на восток до гряды Кейв. Наиболее высокие массивы расположены в центре этой полосы: Мончетундра (1114 м), Хибины (1191 м) и Ловозерские Тундры (1126 м).

По происхождению Хибинский массив – интрузивное тело, застывшее около 300 млн. лет назад на некоторой глубине в толще существовавшего тогда покрова осадочных пород, обнаженное последующим сносом и тектонически поднятое над соседними равнинами в последние 30-40 млн. лет

Хибинский горный массив имеет овальную форму (длина осей – около 40 км и 50 км), площадь около 1300 км2. Отметка высшей точки - горы Юдычвумчорр составляет 1208 м; преобладающие высоты платообразных вершин колеблются в пределах 900 - 1100 м. Сквозной долиной меридианального направления Куниок - Кукисиок - Б.Белая массив делится на Западные (Малые) и Восточные (Большие) Хибины. Восточный борт этой долины, состоящий из плато Лявочорр, Рисчорр, Кукисвумчорр, Юкспор, Расвумчорр, Айкуайвентчорр является главным водоразделом Хибин, от которого ответвляются остальные водоразделы, ограничивающие основные долины: Вуоннемиок, Тульок, Каскаснюйок, Майвальтиок, Кальиок на востоке и М.Белая, Гольцовка - на западе.

Факторы лавинообразования

Рельеф

В пределах Хибинских гор выделяются три яруса рельфа:

1) Нижний ярус – прихибинская денудационная равнина, распространяющаяся в пределы гор в форме аккумулятивных равнин по долинам крупных рек. Абсолютная высота колеблется в пределах 150- 350 м.

2)   Средний ярус – выровненные поверхности по склонам и отрогам Хибинских гор в пределах от 500 до 800 м над уровнем моря. Лучше всего они прослеживаются с низкой восточной части Хибин.

3)   Верхний ярус – вершины гор, имеющие столовую форму плато – и как бы срезанные под один уровень на высотах 1000 - 1100 м над уровнем моря. Плато представляет собой остатки волнистой поверхности, расчлененной долинами и карами на ряд лопастных массивов. Вершины имеют более или менее значительные, в основном слабые уклоны. Мягкий рельеф вершин ограничен, как правило, резкими бровками. Плато и разделяющие их долины имеют амплитуды высот до 800 м.

Большинство долин представляют собой троги, а самые широкие из них – долины рек Б.Белой, Куниока, Вуоннемиока, Тулиока – имеют ящикообразный поперечный профиль. Одной из важнейших орографических особенностей Хибинских гор, является радиально-концентрированный рисунок речной. Долины имеют в основном прямолинейный характер, незначительную длину – до 20 км, ширина же их, как правило, довольно велика – до нескольких сот метров.

В верховьях долины заканчиваются одним или системой цирков, которые вместе с многочисленными карами являются наиболее характерными, определяющими облик Хибинских гор формами рельефа. Площади цирков и каров сравнимы с площадью долин и значительно больше площади платообразующих вершин гор; они составляют обычно 2–3 км2. Глубины цирков и каров доходят до 400 м и более. Отвесные задние стенки их крутизной до 70-85° рассечены трещинами в верхних частях. Днища цирков и каров, а также днища долин заняты холмисто-моренным рельефом, грядами стадиальных морен, другими гляциальными формами. Характерной особенностью Хибин являются ущелья - трещины с отвесными стенками, достигающие 60-70 м в ширину и нескольких десятков метров в глубину.

Для формирования долинной сети реки Хибин использовали разломы, точнее – ослабленные зоны разных направлений, образованные или омоложенные на неотектоническом этапе. Этим же ослабленным зонам следуют все каньонообразные перевалы и зияющие «трещины» на склонах и плато.

Рельефообразующие процессы ледникового времени отразились в облике гор весьма существенным образом. Склоны выровнены, почти лишены острых ребер и выступов. В соответствии с закономерностями ледникового выпахивания склоны, как борта трогов, получили однообразные наклоны (в среднем около 35-40°) при преобладании склонов с углами наклона 25-35° и 35-45°. К примеру, в бассейнах рек Кукисиок и Куниок они составляют соответственно 30,5% и 42% общей площади склонов круче 17%. Склоны с наклоном более 45° (около 0,5% общей площади склонов) встречаются в основном на тех участках, которые не были закрыты ледниками и фирновыми полями в стадию нунатаков и подвергались в тот период активному морозному выветриванию.

Углы наклона и относительные высоты склонов бассейнов рек Кукисйок и Куниок

Для современной переработки рельефа Хибин наиболее значимы следующие геоморфологические процессы: медленные массовые сползания грунта под влиянием силы тяжести, быстрые эпизодические смещения материала в форме разного рода обвалов и оплывин; работа постоянных и  временных водотоков. В движение вовлекается в основном рыхлый материал морен, водно-ледниковых отложений и коры выветривания. Эрозионная деятельность рек в Хибинах не очень активна. Скорость общей денудации Хибин (0,1-0,2 мм/год) в большей степени характерна для равнин, чем для гор (0,5-0,6 мм/год для гор со сходным климатом).

Климат

Климат Хибинского горного массива определяется его положением в северных широтах, близостью зон активного циклоногенеза, а также морских акваторий и обширного материка и характеризуется отрицательным радиационным балансом с октября по апрель, преобладанием западно-восточного переноса относительно теплых морских воздушных масс, повышенной циклоничностью и обильными осадками. За зиму над Хибинами проходит в среднем 30 циклонов.

Средние температуры самого холодного месяца – января в горах –13-15о. В зимние месяцы величина вертикального градиента невелика, что связано с наличием на дне долин слоя радиационно выхоложенного воздуха. В мае-июне происходит повышение значений вертикально градиента температуры. Это объясняется тем, что на дне долин к этому времени снежный покров уже стаивает и земля активно прогревается солнечными лучами, а на верхних участках склонов и на плато еще лежит снег, отражающий солнечные лучи.

Ветры в Хибинах очень сильны. На плато средняя годовая скорость ветра превышает 5 м/с, средняя за месяц достигает 8-9 м/с, число дней со скоростью ветра более 15 м/с – около 40 за год. Преобладают порывистые ветры; мгновенные скорости порывов на плато Юкспор достигают 60 м/с, на плато Расвумчорр – почти 80 м/с. В долинах и предгорьях средние месячные скорости ветра зимой меньше, а летом – примерно равны скоростям на плато. Намного меньше и предельные скорости ветра.

Устойчивый снежный покров образуется в начале октября, продолжительность его залегания 240-280 дней; 80% снегозапасов в Хибинах накапливается в феврале. Высота снежного покрова в лесном поясе (до 350-450 м над уровнем моря) достигает в среднем 100-200 см при плотности 0,25-0,28 г/см3 и снегозапасе 300-500 мм. В горнотундровом поясе (до 700-900 м над уровнем моря) в отдельных местах высота снежного покрова достигает 200-300 и даже 500 см (при плотности 0,3-0,4 г/см3 и снегозапасе 500-100мм) за счет метелевой концентрации снега. Особенности снегонакопления в Хибинах рассматриваются в статье «ЛАНДШАФТНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ В РАСПРЕДЕЛЕНИИ СНЕЖНОГО ПОКРОВА В ГОРАХ СУБАРКТИКИ (ХИБИНСКИЕ ГОРЫ)», размещенной на нашем сайте.

Растительность

Дно долин и нижний пояс склонов в Хибинах покрыты лесной растительностью (ельники, выше березняки), запечатлевающей следы воздействия лавин в течение последних 50-100 лет. Выше – в зоне, где образуются лавины - распространены кустарниковые, мохово-лишайниковые и каменистые тундры.

Современная лавинная активность Хибин.

Большая часть территории Хибин относится к районам со значительной лавинной опасностью. В то же время Хибины – наиболее изученный в лавинном отношении район.

Промышленное освоение Хибин началось в конце 20-х годов нашего столетия. В середине 30-х годов здесь была создана старейшая в России противолавинная служба – Цех противолавинной защиты (ЦПЗ) производственного объединения «Апатит». Его сотрудниками более чем за 60 лет получен ряд наблюдений за условиями лавинообразования и данные об активности нескольких лавинных очагов. С конца 40-х годов к исследованиям лавинной опасности подключились специалисты географического факультета МГУ. Совместными усилиями ЦПЗ и МГУ под руководством Г.К.Тушинского и В.Н.Аккуратова разработаны методики оценки лавинного режима и распространения лавин. Некоторые из этих результатов представлены ниже.

Очаги снежных лавин занимают около 15% площади Хибин и около 25% площади склонов. Большинство лавин сходит со склонов крутизной 30-45°, но многие – со склонов крутизной 20-30°.

По возрасту погребенных почв периоды снижения лавинной активности в Хибинах приходятся на интервалы около 800-1200, 1500-1750, 2150-2350 и примерно 4100 лет назад.

По лихенометрическим и дендрологическим датировкам периоды усиления лавинной деятельности приходятся на время 900-760, 730-610, 510-430 и 340-290 лет назад и на 1850-1870 и 1920-1940 гг.

В среднем в Хибинах на один погонный километр склона любой экспозиции приходится 0,8-0,9 лавинных очага. Распределение лавин по долинам и между долинами неравномерно и зависит от абсолютных и относительных высот склонов, а также особенностей геологического строения. Наиболее сильно густота сети меняется в долинах, что связано с дробным расчленением склонов, примыкающих к долинам. В долинах длиной 3-5 км плотность очагов колеблется от 8 до 23 на один погонный километр. В более крупных долинах длиной от 6-8 до 12-17 км (такие долины преобладают в Хибинах) густота лавинной сети меняется в пределах от 1-3 до 1-5 очагов на один погонный километр.

Основной тип лавинных очагов в Хибинах - денудационные воронки; они составляют 80% от числа всех очагов. Ширина таких воронок варьируется в пределах от 150 до 600 м, чаще всего составляя 200-300 м. Площадь в среднем составляет 6-8 га. Другими типами лавинных очагов в Хибинах являются 1) слабопреобразованные тектонические трещины и нивационные воронки по периметру крупных цирков (шириной 75-125, редко - до 200м);  2) цирки, срабатывающие как один очаг (ширина 450-950 м).

В зоне интенсивного хозяйственного освоения, где происходит частичное преобразование рельефа горных склонов, отмечается сокращение густоты лавиносборов как путем их полного механического уничтожения, так и в результате частичного изменения рельефа, что ведет к замене лавинного сноса иным (водоснежные потоки, сели, осыпи, обвалы).

По данным В.Н.Аккуратова и ЦПЗ в Хибинах образуются лавины следующих типов:

I. Класс сухих лавин:

1) свежевыпавшего снега; 

2) метелевого снега; 

3) сублимационной перекристаллизации снега;

II. Класс мокрых лавин:

4) инсоляционные;

5) адвекционные;

6) промежуточные.

Около 80% лавин сходит во время метелей и снегопадов, обычно сопровождаемых метелями, а около 20% приходится на период оттепелей и весеннего снеготаяния.

Число дней с лавинами разного рода, по данным ЦПЗ, составляет в среднем 44 при колебаниях от года к году в пределах 22-71. При этом среднее число дней с лавинами, вызванными снегопадами и метелями, приблизительно равно 35. Максимальное число лавин приходится на январь и начало февраля, что обусловлено быстрым накоплением снега в этот и предшествующий месяц. Затем, несмотря на продолжающееся снегонакопление, повторяемость лавин несколько снижается и вновь возрастает в апреле за счет оттепелей.

Распределение лавин по месяцам.

Повторяемость лавин колеблется от очага к очагу и зависит, помимо метеорологических условий, и от площади очага. В.Н. Аккуратовым установлено, что частота схода лавин особенно высока для очагов с площадью около 1 га и резко сокращается с достижением площади 1,5-2,0 га. По результатам наблюдений ЦПЗ средняя по району ежегодная повторяемость лавин из одного очага равна 0,8. Диапазоны колебаний для типичных очагов - от 0-1 до 6-14 лавин в год.

О повторяемости лавин в отдельных очагах  получены следующие сведения. Из находящихся под постоянным наблюдением ЦПЗ 23 очагов в среднем за зиму в 1936-1982 гг. сходило около 200 лавин.

В последние десятилетия в зоне промышленного освоения преобладающими стали лавины, искусственно сброшенные в результате профилактического минометного обстрела. С их учетом средняя повторяемость лавин здесь возросла в 3,5 раза.

Многолетними наблюдениями ЦПЗ в Хибинах отмечены снежные лавины объемом от 50 м3 до 1,125 млн. м3. Относительное распределение лавин по объему оказалось следующим: менее 1 тыс. м3  – 52%, 1 – 10 тыс. м3 – 33%, 10 – 100 тыс. м3 – 13%, более 100 тыс. м3 – 2%. Средний объем лавин по месяцам: 3,8 тыс. м3 в ноябре, 14,8 тыс. м3 в декабре, 22,9 тыс. м3 в январе, 36,5 тыс. м3 в феврале, 51,2 тыс. м3 в марте, 17,0 тыс. м3 в апреле. Эти показатели рассчитаны М.И.Анисимовым. Им же получены сведения, позволяющие оценить величины средних объемов лавин для очагов разных типов следующим образом. Из зон зарождения – цирков сходят лавины объемом 50 тыс. м3, из крупных пологих денудационных воронок – около 20 тыс. м3, из небольших крутых денудационных воронок и желобов – 1-1,5 тыс. м3; средний объем лавин с нерасчлененных лавиноопасных склонов достигает 25 тыс. м3.

Освоение Хибинского горного массива связано, к сожалению, с гибелью людей в лавинах, значительными разрушениями, вызванными этим стихийным явлением. 5 декабря 1935 года двумя лавинами были уничтожены  жилые дома в горняцком поселке Кукисвумчорр. Несколько десятков человек лишились жизни.  И в настоящее время лавины угрожают жилым и хозяйственным строениям, горноразработкам, автомобильным и железным дорогам, пересекают туристские маршруты. В марте 2000 г. на окраине Кировска в лавине погибли двое школьников Через несколько дней на перевале Южный Рисчорр снежный обвал накрыл группу туристов из Северодвинска, один из которых погиб.

Список литературы

Аккуратов В.Н. Генетическая классификация лавин. Труды Эльбрусской высокогорной комплексной экспедиции,  1959, т. 1, с. 206 - 226.

Аккуратов  В.Н. Метеорологические условия образования лавин в Хибинах. – Материалы гляциологических исследований, 1966, №12, с. 132 - 138. 

Аккуратов  В.Н. О расчетах вероятного максимального объема снежной лавины. - В кн.: Снег и лавины Хибин. М., 1967, с. 39 - 44.

Аккуратов  В.Н. Снежные лавины в Хибинах: Автореф. дис... канд. геол.-мин. наук. - М.: Изд-во МГУ,, 1973. 26 с.

Анисимов М. И. Снег и снежные обвалы. - М.: Изд-во АН СССР, 1958. - 100 с.

Благовещенский  В.П. Влияние морфометрии лавинных очагов на  дальность выброса лавин в Хибинах.- В  кн.: Исследование снега и лавин в Хибинах. Л., 1975, с. 97 - 103.

Ващалова Т.В.  Палеогеографический  подход  к реконструкции   лавинной активности в целях долгосрочного прогноза (на примере  Хибин):  Автореф.  дис...  канд. геогр. наук. - М.: Изд-во МГУ, 1987. 24 с.

Водоснежные потоки Хибин. Божинский А.Н., Евтеев А.О., Мягков С.М. и др. - М.: Изд-во МГУ, 2001.

География лавин. - М.: Изд-во МГУ, 1992, 334 с.

Кадастр лавин СССР. Т. 8. 1984, 1986, 1989.

Мягков  С.М. Аккумулятивные лавинные формы рельефа в Хибинах и пути использования их характеристик для определения границ лавиноопасных зон. - В кн.: Снег и лавины Хибин. - М.: Изд-во МГУ, 1967, с. 15 - 96.

Природные условия Хибинского учебного полигона. - М.: Изд-во МГУ,  1986.

Северский  И.В., Благовещенский В.П. Оценка лавинной опасности горной территории. Алма-Ата, 1983. 220 с.

Соловьев А.Ю. Лавинная опасность Хибинского горного массива.