Весна наступила, или Гигантские антропогенные снежники

Против законов весны

Казалось, с приходом весны снегу пора стаять. Но из-за вмешательства человека этот закон природы ежегодно нарушается: простое складирование снега, убранного с городских улиц, может создавать снежники, которые без труда переживают лето. На первый взгляд, эти невинные отвалы не представляют особого практического интереса и тем более угрозы экологии. Тем не менее, как показывают исследования, снежные отвалы таят немало неприятных сюрпризов, но при этом и немало возможностей.

В сотрудничестве с исследователями из Японии и Франции мы показали, что два гигантских снежных отвала на окраинах Южно-Сахалинска связаны с неожиданно широким спектром неблагоприятных явлений и непростых механизмов взаимодействия с окружающей средой.

Антропогенные снежные отвалы под Южно-Сахалинском могут достигать впечатляющих размеров: высоты трех- или даже шестиэтажного дома и площади более 20 футбольных полей. Такие гигантские количества ежегодно свозимого снега сопоставимы с объемами очисток в гораздо более крупных городах, вроде Монреаля в Канаде. Это создает серьезную нагрузку на коммунальное хозяйство и ставит большое количество вопросов перед местными исследователями в столь многоснежном регионе России.

Рис. 1. Снежный отвал, который сформировался в результате складирования снега, убранного с городских улиц. Высота до 10–20 м; площадь до 15 га; объем до 1 млн м<sup>3</sup> (Южно-Сахалинск, рядом с Железнодорожной улицей). Фото В. Лобкина, февраль 2011 года
Рис. 1. Снежный отвал, который сформировался в результате складирования снега, убранного с городских улиц. Высота до 10–20 м; площадь до 15 га; объем до 1 млн м3 (Южно-Сахалинск, рядом с Железнодорожной улицей).
Фото В. Лобкина, февраль 2011 года

Городские снежники имеют довольно своенравный характер. Например, летом, в период наиболее интенсивного таяния, они способны удивить пользователей соседних участков земли тем, что производят расход талой воды, сравнимый с тайфунами! В то же время огромное количество загрязненных вод, составившее за четыре года мониторинга объем, эквивалентный 1400 олимпийским бассейнам, попадает в почву и ручьи и ведет к так называемой «кислотной вспышке», связанной с низким pH талой воды.

Кроме того, ежегодное повторение таяния на одних и тех же участках складирования снега ведет сразу к нескольким кумулятивным эффектам: угнетает растительность, засоляет и заболачивает почвы, подмывает и затапливает дороги, оставляет тонны загрязняющих отложений.

Типичным фактором возникновения снежников в горах является снегонакопление на подветренных склонах в депрессиях рельефа. В естественных условиях умеренных широт Сахалина формирование снежников-перелетков на уровне моря возможно только после схода больших снежных лавин. Соответственно, искусственное накопление снега создает совершенно новые для местных природных условий объекты, невозможные без работы грузовиков и тракторов, собирающих снег зимой в каком-то определенном месте.

Естественный снежник-перелеток Hamaguri-yuki в Японских Альпах,  напоминающий мощностью и площадью сахалинские отвалы, но расположенный на 1000 км южнее и на большей высоте — 2700 м. Фото Е. Подольского, 26 мая 2009 года
Естественный снежник-перелеток Hamaguri-yuki в Японских Альпах,
напоминающий мощностью и площадью сахалинские отвалы, но расположенный на 1000 км южнее и на большей высоте — 2700 м. Фото Е. Подольского, 26 мая 2009 года

Синтез наблюдений и моделирования как ответ на геоинженерные вопросы

Четыре сезона полевых наблюдений, химические анализы и компьютерное моделирование позволили нам выявить и количественно оценить эти процессы. Помимо этого была разработана численная методика оценки изменения снежных отвалов во времени в зависимости от количества выбрасываемого снега и метеорологических условий, определяющих масс-баланс этих объектов. Такой подход, ранее успешно применявшийся для моделирования ледников, показал хорошие результаты и может послужить основой для принятия решений о хранении снега на конкретных участках.

Рис. 2. Поверхность снежника в период таяния, покрытая горизонтом отложений средней мощностью 20 см, вытаивающих из грязного городского снега (Южно-Сахалинск, рядом с проспектом Мира). Фото В. Лобкина, 24 июля 2014 года
Рис. 2. Поверхность снежника в период таяния, покрытая горизонтом отложений средней мощностью 20 см, вытаивающих из грязного городского снега (Южно-Сахалинск, рядом с проспектом Мира).
Фото В. Лобкина, 24 июля 2014 года

К нашему удивлению, самым нетривиальным фактором, определяющим интенсивность таяния снежников, оказался слой твердых отложений, постепенно вытаивающих из снега.

Этот горизонт формируется на поверхности снега из твердых взвесей вроде песка и суглинка, перемешанных с городским мусором. К июню на нем даже может расти трава. Поначалу в результате затемнения поверхности происходит более интенсивное таяние. Но при достижении определенной толщины этот покров начинает играть роль защитной брони, предохраняющей снег от тепла и позволяющей пережить лето.

Феномен, похожий по своему механизму на развитие снежников под влиянием мусора, знаком гляциологам, которые изучают таяние ледников, покрытых каменными отложениями, распространенных в Гималаях и Средней Азии. Только вот, увы, запах отложений мусора на сахалинских снежниках мало напоминает свежий ветер высокогорья, что приближает работу наблюдателей к прямому свидетельству пагубного влияния человека на природу.

Ледник Федченко. Памир. Пример поверхности ледника, язык которого покрыт слоем литогенных отложений, замедляющих таяние. Фото Е. Подольского, 30 августа 2009 года
Ледник Федченко. Памир. Пример поверхности ледника, язык которого покрыт слоем литогенных отложений, замедляющих таяние. Фото Е. Подольского, 30 августа 2009 года

Экологическая угроза или альтернативный источник энергии?

О химических процессах, происходящих в снежниках вследствие сложных комбинаций веществ, воды и фотохимических реакций, известно очень мало. Для более полной картины происходящего в этих искусственно созданных химических реакторах, как и для адекватной оценки их влияния на местную гидрологию почв требуются не только дальнейшие детальные и трудоемкие анализы, но и продолжение мониторинга изменений снежников.

Наша группа надеется, что такая междисциплинарная работа в конечном итоге приведет к оптимизации процесса складирования и минимизации ущерба, наносимого окружающей среде. С другой стороны, важно и то, что снежники могут служить источником холода для охлаждения различных производств и зданий, как это уже практикуется в некоторых странах. Например, в Швеции складирование снега под открытым небом с водосборной системой канализации холодной воды используется для охлаждения госпиталя летом. В то же время складирование снега в специальном хранилище позволяет осуществлять летнее охлаждение части помещений традиционных бань на соседнем с Сахалином острове Хоккайдо.

Подобные относительно простые геотехнические решения создают взаимовыгодные условия для уборщиков снега и производств, нуждающихся в летнем кондиционировании помещений. А потому снежные отвалы остаются интересными объектами будущих исследований.

Любые советы, идеи или просто вопросы по данному проекту искренне приветствуются авторами (e-mail: valentina-lobkina@rambler.ru).

Podolskiy E. A., Lobkina V. A., Gensiorovsky Yu. V. , and Thibert E. Evaluating ablation and environmental impact of giant anthropogenic snow patches (Yuzhno-Sakhalinsk, Russia)// Cold Regions Science and Technology. 2015. doi:10.1016/j. coldregions.2015.03.001 [in press]

См. также: Лобкина В.А. , Генсиоровский Ю.В. Проблемы размещения снежных полигонов на урбанизированных территориях (на примере г. Южно-Сахалинск)// Вестник ДВО РАН. 2012. № 3. С. 97–102.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
3 Цепочка комментария
3 Ответы по цепочке
0 Подписки
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
4 Авторы комментариев
ЮрийИван ИвановЕвгенийАлександр Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Александр
Александр

Так давайте гдето к началу — середине мая просто по ворошим эти снежники и они уже к началу июня растаят

Евгений
Евгений

Александр, спасибо за комментарий!

Будем рады если Вы могли бы приехать помочь «поворошить» эти снежники :) Только вот, пожалуста, учтите что для этого Вам придется остаться работать на несколько недель на нескольких мощных тракторах с насадками для дробления плотного метериала — снежники имеют плотность близкую ко льду, высоту более 10 метров и площадь нескольких футбольных полей. Если у вас есть такие технические возможности и персонал, пожалуйста, приезжайте с друзьями на своих тракторах ;)

Александр
Александр

Ясно. То есть выход один- нужно увеличивать площадь отведенную под свалку снега, так?

Иван Иванов
Иван Иванов

А почему у вас не используются снегоплавильные установки? Понятно, что в количестве одна штука — это не выход. Более того — энергозатраты и всё-такое…
Однако — крупные города европейской части РФ перешли на эту методику уборки. Пусть частично — однако это помогает контролировать то самое загрязнение и нагрузку на ЖКХ.

Юрий
Юрий

Вопрос по снегоплавильным установкам к администрации города. Мы в своей работе обозначили существующую проблему. Плавильные установки это хорошо, но по имеющейся информации они работают временами откровенно плохо и часто выходят из строя. Сброс сточных вод минуя очистные сооружения то же имеет массу вопросов. По мероприятиям ворошения снежников. Трактора просто тонут при выходе на те снежники. Предприятия не хотят терять технику. Вот такие ответы.

Иван Иванов
Иван Иванов

Так о том и речь, что жилищно-коммунальное хозяйство — это не только ценный м..(с), сори, но и развитая инфраструктура, содержащая в себе и ливневки, и очистные сооружения.
Да, все видели, какие ласты были у бывшего губера области, но это не означает, что это не ваш путь. Индустриализация коммунального хозяйства — это единственное альтернатива, тому бомжатнику, что наблюдается в разных уголках нашей необъятной страны.
И потом — что, японцы, на Хоккайдо, тоже в д.. отходах тонут? Нет, конечно. Там явно своя система утилизации, о которой надо иметь представление.
В, любом случае — это проблема не экологическая, а социальная.

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: