ИСТИНА

Целью исследований является прогноз повторяемости экстремальных ситуаций лавинообразования на Большом Кавказе в ближайшие 10-летия по данным климатических моделей.

A set of studies based on the data of climatic modelling was carried out to assess the frequency of occurrence of extreme situations of avalanche formation in the Greater Caucasus. A cycle of winter avalanche observations (11/01/2019 - 04/30/2020) was carried out, which supplemented the 52-year database of meteorological and avalanche data in the study area. It has been established that the last decade was the warmest for the entire period of instrumental observations. During this period, 8 abnormally warm winters were noted, 1 - abnormally cold, 1 - within the climatic norm. In the long-term series, the winter of 2019/20 was classified as abnormally warm, with low snow, and with a low degree of avalanche danger. A review of avalanche-indicator climate indices was carried out and an assessment of the possibilities of their use for long-term forecasting of avalanche extremes was given. Situations when especially large avalanches take the character of a natural disaster and become uncontrollable are referred to as the avalanche extremes. The project proposes a new avalanche indicator for assessing the mass occurrence of especially large avalanches in individual winters, which has not been previously considered in avalanche science. The proposed indicator will utilise the characteristic of the type of winters according to the ratio of air temperature and precipitation during the cold period. These two parameters are the baseline in the calculations of all climatic models, which allows to exclude an intermediate link in the avalanche hazard forecasting scheme in the transition from general climatic to avalanche-indicator indices. The frequency of intense avalanche-forming snowfalls in the XX-XXI centuries and the corresponding avalanche disasters was estimated based on the materials of the meteorological stations of the Greater Caucasus. It has been established that in the last two decades there have been changes in the regime of intense precipitation, which are mirrored in the occurrence of catastrophic avalanches. The reasoning of the representativeness of the period chosen for testing the reproducibility models of the Greater Caucasus climate and situations of extreme avalanches is given. The criterion for choosing such a period was the degree of availability of meteorological data, the series of avalanche observations, and reanalysis data. Based on the comparison of the time boundaries of the three information arrays, it has been established that the period of the greatest data availability for the two macro-slopes of the Greater Caucasus falls between 1960-1990. Based on the generalisation of a 52-year series of observations at the scientific-research station of the Geographical Faculty of Moscow State University in the Elbrus region, a catalogue of catastrophic avalanches was compiled and an estimate of the frequency of avalanche extremes was given. It was found that at the turn of the XX-XXI centuries there was a noticeable decrease in the degree of avalanche danger, which manifested itself in a twofold decrease in the frequency of especially large avalanches from ancient glacial cars, a shift in the peak of catastrophic avalanche formation from mid-winter to its end, and a general decrease in the number of avalanches.

В ходе проводимых исследований будет составлен каталог катастрофических снежных лавин по результатам обобщения 50-летнего ряда наблюдений (1968-2018) на высокогорном стационаре географического факультета МГУ (Центральный Кавказ). Сведения, содержащиеся в каталоге, расширят представления о хронологии лавинных катастроф Большого Кавказа и составят фактическую базу данных для верификации прогноза экстремальных природных явлений по данным постоянно совершенствующихся климатических моделей. При выявлении географических границ распространения снеголавинных аномалий будет рассмотрено новое понятие «поле» условий лавинообразования. Площадь территории, находящаяся под воздействием «поля», будет определяться не отдельно рассматриваемыми метеорологическими элементами (температурой воздуха и осадками), а их соотношением, при котором формируются наиболее опасные типа снега для схода особо крупных лавин. Результаты численного моделирования атмосферы в рамках задачи прогноза опасных явлений в горах, как правило, сводятся к оперативному прогнозу погоды высокого пространственного разрешения (1 - 10 км) - прежде всего экстремальных осадков. В рамках данного проекта речь идет об использовании результатов глобальных атмосферных моделей (реанализов, прогностических полей IPCC, мезомасштабных моделей) для оценки лавинной опасности с временным шагом 1 месяц на основе физически обоснованной связи между определенным диапазоном вариаций температуры в сочетании с суммой осадков. Важной особенностью проекта является тот факт, что данная связь получена на основе натурных данных (метеорологических и лавинных наблюдений) и апробирована на значительной статистической выборке (порядка 50 лет). Следует отметить, что осреднение результатов моделирования по пространству и времени существенно сгладит ошибки модельных расчетов, что позволит отфильтровать "случайные" статистические выбросы и выявить крупные аномалии метеорологических полей, способствующие массовому сходу лавин. Такой подход, основанный на надежной статистической связи характеристик, осредненных по большой территории и рассматриваемых в сезонном масштабе, представляется вычислительно эффективным и весьма актуальным. Наряду с таким статистически обобщенным подходом планируется использовать мезомасштабное моделирование с целью изучения физических механизмов формирования условий катастрофических ситуаций и их связей с крупномасштабными процессами и средней циркуляционной обстановкой над Кавказским регионом. Поиск таких связей поможет увязать конкретные события с крупномасштабной динамикой, что в свою очередь, позволит уточнять формулировки долгопериодных климатических прогнозов лавинной опасности.

Авторы проекта в течение длительного времени занимаются изучением снежного покрова и лавин в различных горных системах. Особое внимание в проводимых исследованиях было уделено катастрофическим снежным лавинам, как одному из экстремальных природных явлений горных территорий. За годы исследований был собран обширный материал о катастрофических лавинах Большого Кавказа, который будет положен в основу выполнения проекта: 1. Многолетний ряд наблюдений за снежными лавинами (1968-2019) на высокогорном стационаре географического факультета МГУ в Приэльбрусье (Центральный Кавказ); 2. Результаты экспедиционных исследований по изучению последствий рекордной по снежности зимы 1986/87 г на Западном и Центральном Кавказе, в ходе которых был собран уникальный материал о катастрофических лавинах вдоль основных транспортных пересечений Главного Кавказского хребета - Крестовый пер. (Военно-Грузинская дорога), Мамисонский пер. (Военно-Осетинская), Клухорский пер. (Военно-Сухумская), Рокский пер. (Транскавказская магистраль), а также обследования бассейнов главных рек южного макросклона Кавказа - рр. Риони, Ингури, Кодори, Алазани; 3. База данных о снежном покрове, температуре воздуха и осадках Большого Кавказа по материалам 41 среднегорной и высокогорной метеорологической станции за период массовых метеорологических наблюдений, начало которому было положено в 1936 г.; 4. Результаты дендрохронологических исследований по датировке схода особо крупных лавин в различных районах Большого Кавказа; 5. Анализ литературных источников и опросные данные. В решении поставленных задач будут использованы результаты исследований предшествовавших грантов №№ 99-05-64921, 07-05-00481, 10-05-00733,13-05-00830, 16-05-00525, которые тесно связаны с реализацией основной цели проекта.

1. В ходе работ по проекту продолжены исследования на высокогорном стационаре географического факультета МГУ на Центральном Кавказе по дальнейшему пополнению 50-летнего ряда наблюдений с целью слежения и оценки повторяемости экстремальных снеголавинных событий в исследуемом регионе. 2. Составлен каталог зим лавинных катастроф на Большом Кавказе в XX-XXI вв., составной частью которого станет база данных о катастрофических лавинах Приэльбрусья (верховья долины р.Баксан) по результатам обобщения 50-летнего ряда стационарных наблюдений (1968-2018). Сведения, содержащиеся в каталоге, будут пополняться и составят актуальную базу данных для верификации результатов моделирования климатогенных явлений. 3. В результате проведенного анализа выявлены наиболее информативные лавинно-индикационные показатели экстремальных событий, которые могут быть использованы в дальнейших исследованиях по прогнозу опасных природных явлений на более совершенных климатических моделях. 4. Для условий Большого Кавказа проведена адаптация мезомасштабной модели WRF-ARW, широко используемой у нас стране и за рубежом и выполнены численные эксперименты по воспроизведению реально наблюдавшихся зим с массовым сходом катастрофических лавин. 5. Выполнена оценка возможности использования результатов глобальных моделей (реанализов и прогнозов IPCC) для анализа и прогноза условий высокой повторяемости лавиноопасных ситуаций. 6. На основе мезомасштабной модели WRF-ARW дана оценка физических механизмов формирования экстремальных лавинных событий (мезомасштабных атмосферных явлений, приводящих к экстремальным осадкам, плювиометрических градиентов, температурных аномалий) в условиях современного климата и их оценочный прогноз с учетом изменений базовых климатических показателей, согласно сценариям IPCC.