Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Мониторинг снежного покрова горных территорий

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Мониторинг снежного покрова горных территорий"

ИНСТИТУТ ВОДНЫХ ПРОБЛЕМ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

На правах рукописи

УДК 5^1 1.507.362

1 Г Щ гол

ЦАРЕВ Борис Константинович

Мониторинг снежного покрова горных территорий

Специальность 11.00.07—Гидрология суши, водные

ресурсы, гидрохимия

Авторефера'Р

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ташкент—1994

Работа выполнена в Среднеазиатским На;^чно- Кслсдовательском ' - Гидрометеорологическом Институте им. В.Л.Бугаева (СЛНИГЫЙ)

Научный 1соысудьтант . ....

• Догаор географических наук, профессор Г.Е.Глазыркн

Официальные оппонента:

■ Доктор геол.-мин. наук, чл.-корр. АН РУз Усманов Ф.А.

Доктор технических наук, профессор Денисов Ю.'М.

Доктор географических наук, профессор Книжников Ю.Ф.

Ведущая . организация: Институт географии Национальной Академии

Наук Республики Казахстан

Зашита сосотоится " 27 "_октября_1994 г. в 14. часов

на заседании Сиециалиаироканного совета Д.015.70.21 при Кстктуте водных проблем АН РУз по адресу.- 700000, ГСП, г, Ташкент, ул. Якуба Коласа, 24. -. ' ■

С диссертацией йогою ознакомиться .в библиотеке Института Водных Проблем ■ '

Автореферат разослан " ^^ "_сентября_• ' 1394г.

Отзывы па автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять в адрес Специализированного совета'

Ученый секретарь■Специализированного совета доктор географических наук Я, . V

Чеьйарисов Э.К^

- » -

Снежный покров в горах является одним из важнейших гляциоло- . гических объектов, во многом определяющим режим стока горных рек ■ й сезонные Водные ресурсы. Но он также оказывает существенное ' влияние и на различные элементы горной геосистемы и на климат, ■ Велика изм нчивость сезонных снежных ресурсе ; и их перераспределение по территории, что сильно влияет на темпы освоения горных ' районов человеком и развития хозяйственной деятельности.

В настоящее время имеются достаточно серьезные трудности в оценке сезонных снежных ресурсов гор, одной из причин которых 'является глубокая диспропорция между сложностью распределения снежного покрова г, пределах горной системы с одной стороны и ограни- ' ценностью методов, средств, объемов и скорости передачи данных измерений о текущих снегопапасов с другой. Эта проблема исключительно сложная, усугубленная в настоящее время не только сокращением традиционных наземных и авиационных наблюдений над снегом, но и затрудненным обменом гидрометеорологической информацией между б.г.шими ранее республиками единого союза, а ныне независимыми странами Средней Азии. Этим определяется актуальность настоящего исследования. Преодоление укапанных трудностей, на наш взгляд,-возможно путем разработки такой структуры системы мониторинга снежного покрова в горах, в которой в качестве одного из основных видов снегомерных наблюдений были бы использованы современные Методы и средства дистанционного зондирования. ЛоЛпески выстроенная и научно обоснованпел последовательность прохождения снегомерной информации, от этапа измерения характеристик снежного покрова до -этапа практического применения данных, реализованная различными методами обработки, информации, могла бы лечь в основу такого регионального мониторинга.

Решаемая в диссертации нпучно-прикладкзя проблема и, соответственно, цель иссладовзгий состоит в разработке современной структуры системы комплексного регионального мониторинга снежного 'покрова в горах На основе совместного использования материалов дистанционногб зондирования и. традиционных наземных и авиационных методов наблюдения, создание методов обобщения, изучения,и расчетов основных, показателей снежных ресурсов в горах, установление закономерностей формирования и распределения снегозапасов, выявление информативных гляпиогилрачогических показателей, а также разработка методов их применения для решения различных'гидрологических и тематических задач.

Сформулированная проблема большей частью лежит в междисциплинарной области гляциологии, гидрологии, климатологии, физики,, информатики,' математического моделирования и ряда других.

Поэтому для ее разработки были поставлены и решены следующее основные задачи:

1. Разработка системы мониторинга снежного покрова в г<?-рах, его цели и структуры, выявлении роли материалов дистанционного зондирования как базовой информации о снежном покрове горных территорий.

2. Разработка методов получения данных о снежном покрове в горных районах по спутниковой информации.

3. Создание специализированного банка данных по снежному покрову в горах по всем видам снегомерных наблюдений.

А.- Разработка комплекса методов анализа и улучшения качестве^ накопленных рядов данных, выявления репрезентативности пунктов наблюдении, оценки информационной ценности рядов данных наблюдений различных видов для гидрологических«целей.

5. Разработка методических приемов обобщения разнородной снегомерной информации и расчетов характеристик снежного покрова, включая оценки та норм и показателей изменчивости как в пунктах наблюдений, так и в высотных Бонах горных бассейнов, а также формирование справочника "Снежный покров в горах".

6. Разработка некоторых методов практического использования данных дистанционного зондирования для решения различных -научиых и прикладных задач в гидрометеорологических целях и оценки природных ресурсов.

Решении проблемы достигнуто получением новых'научных результатов исследования, которые велись в трех основных аспектах: мег тодическом, выявлении природных закономерностей и прикладном.

Совокупность полученных новых научных положений и результатов исследования и составляет предмет защиты: система мониторинга смежного покрова в горах, основанная • на разработанных методах совместного анализа материалов дистанционного. зондирования из космоса, традиционных наземных и авиационных наблюдении, включая методы применения спутниковой информации о снеге для решения раа-личн'ых гляциогидрологических й климатологических задач, а также созданные новые методики и выявленные с их помощью закономерности пространственно-временного распределения снежного в горах.

- 6 .Главные результаты работы следующие: ■

1. Разработана структура мониторинга снежного покрова в горах, в которой основное значение отведено дистанционному вондиро- ' ванию иэ космоса, обеспечивающему базовую информацию о снежном, покрове ка1? в отдельных речных бассейнах, таг и в крупных районах и регионе в целом. .

2. Предложен ряд оригинальных методов, среди них - методы' получения данных о снежном покрове в горных районах .по спутниковой информации, анализа и улучшения качества рядов Данных разных видов снегомерных наблюдений, выявления репрезентативности пунктов наблюдений, оценки информационной ценности рядов, обобщения разнородной снегомерной информации и расчетов некоторых характеристик снежного покрова и др.

3. Разработан специализированный банк данных по снежному покрову в горах и создан справочник "Снежный покров в горах", имеющий важное значение для гидрометеорологического информационного обеспечения народнохозяйственных и научных организаций систематизированными сведениями о распределении снежного покрова в горах Среднеазиатского горного региона.

4. Предложены различные методы практического использования данных дистанционного зондирования: для расчета распределения • заснеженкости в бассейнах, районах, регионе в целом; для оперативного картографирования; при оценке снегозапасов методом тепло- • вого проявления; в математической модели формирования снежного покрова и статистических моделях прогноза стока; при расчете интегральных снегозапасов и анализе их многолетнего изменения; при расчете некоторых важных характеристик устойчивого снежного покрова в горах, недоступных другим, кроме спутниковым, методам наблюдений.

Личнь'й вклад автора состоит й том, что постановка проблемы и задач исследования, разработка путей их решения и методов анализа и обобщения разнородной снегомерной информации и интерпретация .результатов выполнены лично автором. Анализ материалов' съемок из космоса, проведение подспутниковых ¡экспериментов, получение большей части спутниковых данных о снежном покрове и массовые расчеты-выполнены автором или с коллегами под руководством автора. Часть исследований выполнена в сотрудничестве с коллегами по работе и во всех случаях это оговорено в тексте диссертации

- в -

и даны ссылки на совместные публикации. Среди них - разработка методов автоматизированного анализа спутниковой информации-•. (совместно с Е.Л.Пичугиной), разработка банка данных (с Г. А.Кифусом к др.), код КН-24 (с А.А.Курмачевым), анализ репрезентативности снегомерных пунктов (с А.А.Шаниным) и качества рядов снегомерных данных (с М.И.Геткером), применение данных для корректировки параметров модели (с Г.Е.Глазыриным).

Под руководством автора успешно защищены две кандидатские диссертации. Среди 59 работ по теме диссертации опубликовано 22 личных и 3? в соавторстве. Однако основные положения,- вынесенные в ячестве предмета защиты, разработаны лично автором.

Методы исследований и исходная информация, использованные при решении проблемы, выбирались адекватно поставленным целям и в зависимости от специфики и конкретики рассматриваемых частных задач, а также в зависимости от качества, полноты и формы представления исходных данных.

Для получения данных о снежном покрове в горах:

- методы визуального и объективного анализа изображений при дешифрировании снежного покрова в горах на снимках с метеорологических и природно-ресурсных искусственных спутников Земли для оценки площадей васнеженности и высоты сезонной снеговой границы;

- методы аэровизуальных наблюдений за территориальным' распределением снежного покрова в горных бассейнах при проведении специальных синхронных подспутниковых наблюдений с борта самолета.

Для обобщения и анализа всех видов снегомерных данных;

- статистический регрессионный и многофакторный методы поиска и аналитщеского описания зависимостей характеристик снежного покрогд ¡от высоты местности, метеорологических параметров и других факторов;

- методы статистического и эвристического обобщения разнородных по содержанию, качеству, полноте, регулярности получения, территориальному обзору и другим • параметрам исходных данных о снеге,"

'методы математического моделирования и методы имитационного моделирования процессов-формирования и таяния снежного покрова в горах для расчета характеристик снежного покрова в бассейнах, не освёщенных в достаточной степени натурными наблюдениями;

- методы графического и картографического представления и. анализа обобщенных характеристик снежного покрова для выявления закономерностей их территориального и временного распределения.

В качестве исходной информации в работе испольвованы:

- данные стандартных снегомерных наблюдений ва толщиной, плотностью и запасом воды в снежном покрове, датах образования и разрушения устойчивого снежного покрова на гидрометорологических' станциях, постах и снеголовинных стационарах;

- данные специализированных наземных наблюдений'ва толщиной, плотностью и запасом воды в снеге на снегопунктах и авиационных; наблюдений за высотой сезонной снеговой границ» в бассейнах и толщиной снега на авиаснегопунктах;

- данные вертолетной гамма-съемки снегозапасов;

- данные о декадных, месячных и годовых суммах атмосферных осадков и средних декадных и месячных температурах воздуха на метеорологических станциях, а также расчетные данные о твердых осадках и вертикальном распределении снегозапасов в бассейнах;

- данные о заснеженности бассейнов и высоте сезонной снего ■ вой границы в них, полученные по материалам съемок со спутников. .

Временной н простралствснный масштаб» исследования определяются :

- историческими периодами производства наблюдений над снежным покровом: регулярными съемками со спутников и авианаблюдениями с начала семидесятых годов, наземными стандартными наблюдениями на сТанциах' и постах с сороковых годов и специализированными наблюдениями в бассейнах с конца сороковых-начала пятидесятых годов.

- выбором в качестве географического объекта горного региона Средней Азии, под которым мы понимаем горную территорию Тянь-Шаня, Гиссаро-Ллая и Памира в пределах территории стран CHI1, Паро--памиза и Гиндукутйа в пределах Афганистана, расположенную на высотах, где устойчивый снежный покров за исторический период наблюдений образовывался более, чем n 5QZ от общего числа зим.

В связи с использованием материалов съемок метеорологических спутников и других космических систем п исследовании рассмотрены следующие пространственные MactmtfJu:

- мж/юиасштаб, в котором объекты представлены крупными горными областями и районами (бассейны рек Лмудсфън, Сырдарьи, Нары- •

- в -

. на, Чирчик-Ахангарана и др.), ограниченные мощными водораздельными хребтами;

- мевотсштаб, представленный бассейнами рек с площадями .водосборов более 1000 км2 в воне формирования основных снегозапасов и -талого стока;

- ашкромасштаб, для которого территорией исследования являл-• ся относительно небольшой, до 1000 км2 водосбор или опытный бас-'сейн.

Апробация работы и публикации

Отдельные части и работа в целом докладывались на заседаниях . гидрологических семинаров, семинара по автоматизированным методам обработки гидрометеорологической информации и на Ученом Совете САШГМИ Глапгидромета Республики Узбекистан, на союзных (ныне. СНГ) научных гидрометеорологических и гляциологических семинарах, '. совещаниях и симпозиумах [Чита-1976, Баку-1977, Москва-1977, 1983,1989,1990,1993, Терскол-1969,1990, Тбилиси 1989], на рабочих совещаниях и школах-семинарах секции гляциологии междуведомственного геофизического комитета при Президиуме АЛ СССР (ныне РАИ) [Звенигород 1979-1990, Обнинск-1992], Международных высших гидрологических курсах при Московском Государственном Университете им.М.В.Ломоносова [Москва-1993]. ' школе-семинаре "Аэрокосмический мониторинг горных территорий" и семинаре "Геоинформационная' система горных территории" [Терскол,Азау-1989] , Международном симпозиуме по водным ресурсам и дистанционному зондированию [Нидерланды, Энсхеде-1990], Международном гляциологическом симпозиуме4 • СТаикент-1993], научно-практической конференции . "Пресйая .. вода" ' . [Ташкент-1994].

Опубликованные материалы диссертационного исследования использованы при чтении лекций: на международном учебном семинаре ООН по применению дистанционного зондирования [Баку-1977], на 14-й сессии международных высших гидрологических курсов при МГУ под згидой ЮНЕСКО [Москва-1983J, на школе-семинаре "Аэрокосмический мониторинг горных территорий" [Терскол-1989], на кафедре гидрологии суши географического факультета ТашГУ по курсу "Аэрокос-мичаские методы в"гидрологических исследованиях" в 1983-93 гг.

По теме диссертации опубликовано более 50 работ, в том числе '.■ три в странах дальнего заруб?жья. По другим направлениям гидрологии суши опубликовано 7 статей.

- е -

Структура и объем диссертации

Работа представлена на а56 страницах и состоит из введения, пяти глав и заключения; содержит 224 страницы машинописного теис-' та, 93 рисунка, 50 таблиц и список литературы из 251 наименования-

СОДЕРМННЕ РАБОТЫ

Во шзсдетш рассмотрено значение и еггхупльность разаработки проблемы мониторинга снежного покрова горных территорий а испоят»- • еованием спутниковой информации, обоснован путей псогюдочс.-'

ння и дана формулировка основкык гядчч, р<?Е?ш'.з- которых обеспечивает дост:да?шт<? нстченкей цздш. Дано гфедотавлеигл об г;-пояьзовашшх методах, исходной информации, временном и пространственном масштабе исследовании. Критко осквгспш главные гесулм".'.-тн выполненной работы, ее пртжткпсскги! одачямеохь, определена но-визнп и сформулированы основные »зучгаго полсягнкя, представ,"кг:г,г:;-предмет защиты.

Глава 1. Мошпгорютг ситшго вояропа я герм:: и дистанционное вонр,ггрсглш:с' В перлом разделе {осматриваются поштк», цели и структур?, мониторинга снежого покрова горного региона (рис.1). Главксо внимание уделено одному из важнейших элементов системы наблюдения - материален съемок с метеорологических и пффодяо-ресурсных гс-кусстпенных спутников Эемлк. Показано, что к настояцэму вр-гкеш» система наблюдений может рассматриваться кап сложившаяся подсистема мониторинга спетого' покрова, объединяющая три высотни:: уровня наблюдений, способы и технические средства измерении'характеристик снеяного покрова. Оценка потоков информации поглоыва-ет перераспределение их информационной ценности в период фэв-•раль-май: уже с''конца марта начгаает все резче возрастать . ценность спутниковой информации. Перспективы развития системы наблюдений связываются с развитием дистанционных наблюдений, с переходом от ' точечных данных к пространственно обобщению.!, измерениям. Таким образом, качественно новый этап в изучении природной - средь; связал с появлением спутниковой информации.

Использование этой информации в гидрологической практига привело к создаигао и развития нового научного направления - спут-'

Рис.1Л Структура и вааимодействие подсистем мониторинга снежног^ покрова горных'территорий

никового мониторинга снедного покрова в горах. Зачастую эти данные являются единственным материалом для исследования обширных горных районов.

Исследование статистической структуры потока спутниковой га-' формации позволило получить оцеюси распреде■ ения среднего числа пригодных (то есть без экранировки территории облачностью) снимков во-времени и по территории региона, установить вид функции плотности вероятности временных интервалов между моментами появления пригодных снимков, рассчитать параметры этого распределения и выявить зависимости этих п-.раметров от времени и их распределение по территории. С достаточной для практики точностью мотет ис-' пользоваться функция распределения вида:

F(T) - 1 - t~C

где т - нормированный интервал времени, через который появляется йоследующий пригодный снимок, а С > 0 - параметр.

Показано, что дате в самые благоприятные годы число пригодных снимков будет не более 50Z от общего числа съемок в период снеготаяния. Среднее число пригодных снимков для горных районов' изменяется от 5+9 - в феврале до 7+12 - з м-ае. Для крупные областей за тот же период эти числа составляют 4+6 в феврале и 7+10 в мае.

Обнаружено относительное снижение среднего значения вероятности появления безоблачной ситуации в центральной части горного региона_.в сравнении с его периферийными районами. Это связано с тем, что цепь горных хребтов от Таласского Алатау к Киргизскому;< и далее к Ферганскому и Алайскому хребтам служит барьером при перемещении облачных масс, удерживая их над этой частью территории относительно дольше.

Полученные результаты доказывают: - реальную обеспеченность информацией для' спутникового мониторинга снежного покрова любых горных бассейнов, в пределах исследуемого региона; - целесообразность создания технологии обработки спутниковой информации для, получений данных о динамике снеготаяния в горах Среднеазиатского региона, несмотря на ограниченность в обеспечении пригодной информацией; - необходимость учета статистической структуры потока информации fipit планировании объемов работ по обработке оперативной спутниковой информации.

Основные данные, получаемые по материалам спутниковых си-

. емок, - заснеженность горних бассейнов и высота сезонной снеговой границы (ССГ), поэтому в работе дан обзор и предложена кладсифи-. кация методов определения высоты ССГ, которая позволила вскрыть существенные различия в понятии ССГ, обусловленные, с одной стороны, уровнем масштабной генерализации заснеженной картины гор, 0 с другой, - высотным уровней наблюдения. Показано, что применение метода расчета средних , высот CCI' в водосборах с использованием соответствующих гипсографических кривых для них дает надежные результаты как при визуальном дешифрировании, так и при автоматизированной обработке информации.

В результате исследования сопоставимости данных о высоте ССР ' для горного бассейна, полученных расчетным методом на основе математической подели с авиационными и спутниковыми данными удалось показать: что в общем случае интегральная кривая распределения саегозапасов по территории на момент их максимума с достаточной для практики точностью аппроксимируется распределением Вейбуд-ла-Гнеденко, а связь между заснежешюстыо территории Р и величиной сного8апасов, аккумулированных кг. ней к моменту появлении бесс-некных участков, описывается соотношением:

где ы - нормалиеовашшй к среднему значению снегозопас;

F(w) - вероятность непревышения заданного значения снеговала-'

са снежного покрова; 0, m - параметры распределения. Выражение для заснеженности при стаивании среднего снегозапаса: -

где Г - гамма-функция.

Расчет на примере бассейнов Ахангаран и Варзоб показал, что параметр ¡з колеблется в пределах от 0,85 до 1,0; а значение гя от 1.0 до 1,5. Значение ааснеженности, остающееся после стаивания среднего снегозапаса, меняется от 0,37 до 0,42. Следовательно, резонно, принять, что именно высоту, на которой заснежешюсть равна ЗУ*42Х и следует" принимать за высоту ССГ, сравниваемую с высотой ССГ, рассчитанной по математической модели формирования снегозапаса.

Поскольку точность идентификации ССГ и неопределенность ее высотного положения в горах определяется оптимальным соотношением

Р(ы) » 1 - F(w) - екр (-а-шт)

m

между пространственным разрешением изображения и шириной 'области, с неспломным снежным покровом, то исследована зависимость погреш- ' ности 6 определения еаснежеиности и высоты снеговой границы' в.' бассейне от пространственной разрешающей способности изображений' р [м/лин] телевизионного спутникового снимка, морфомотрических Характеристик водосборов (площади ? Скмг], коэффициента развития водораздельной лилии ¡л), и заснеженности Р в процессе снеготая-' ния. Получено аналитическое выражение, связывающее эти показатели:

Я-Ц'/я

6-----р. [1 + в + (1-В) -Р]

Г?

где В - параметр, связанный с суммарной длиной речной сети Е л пределах бассейна эмпирическим соотношением: В - -7.1 ■»• 1.6-1п.С.

При этом выявлены вгакные особенности динамики епогогаянил;-для конретного бассейна: - относительная устойчивость конфигурации снежно-рельефного рисунка заснеженности в розные годы при одинаковых заснехенностях; для группы бассейнов - связь мегду максимальной протяженностью сезонной снеговой границы с суммарной длиной Е [км] речной сети водосборов.

Полученное выражение использовано для обоснования выбора материалов дистанционного зондирования в зависимости от целей исследования, а также для планирования технических параметров аппаратуры съемок горных территорий. Для бассейнов с площэдыо до 1000 км2 разрешенная способность должна быть не хуже О,1+0,2 км. Доминирующее влияние на точность оказывает величина площади. Ухудшение разрешающей способности информации в три раяа позволяет вести исследования для территорий только на порядок большей площади.

Исследование условий возникновения свето-теневой мозаики, • возникающей на изображении горных районов, позволило, на основе расчета и графического построения временных областей освещения склонов в координатах дата-время выявить временные интервалы, при которых возможно ее возникновение. Предложенный способ ее учета позволяет дегаифровщику априори получить сведения о затененности склонов в зависимости от их экспозиции и времени съемки и количественные оценки затененности для конкретного водосбора. Выявлены условия, когда при визуальном дешифрировании изображений с метеорологических спутников рдн'лчи-/' свето-тенеиой мозаики можно

Пренебречь. .

Анализ известных методов визуального дешифрирования показал, что для надежной идентификации снежного покрова необходимо не только применение всего набора дешифровочных. признаков, но и учет из взаимосвязи. Поэтому все дешифровочные признаки сведены в систему, что позволило установить два основных типа связи между ними: причинно-следственный и от сторонних факторов, учет- которых позволяет повысить достоверность распознавания снежного покрова.

Разработана методика и технология тематической обработки спутниковой информации для получения данных о снежном покрове в торах на базе современных технических средств. Для ее функционирования сформирована база морфометрических и картографических данных горных территорий на основе трех принципов: - бассейнового деление территории на каждом масштабном уровне обобщения спутниковых данных; - учета исторической структуры снегомерного производства в горах Средней Азии с наземного и авиационного уровней найлюдений; - согласования кодирования территории с описанием базы данных специализированного банка данных по снежному покрову в• горах. . .

lía основе статистического анализа показано, что способы обработки изображений с применением бинаризации изображений по пороговому значению уровня яркости, являются более точными и быстрыми в реализации, чем способы, основанные на первичном,дешифри-. ровании снеговой границы. Процедура выбора порога при аппроксимации гистограммы яркостей двумя кривыми нормального распределения обеспечивает объективность и воспроизводимость получаемых резуль-" татов. Экспериментальной проверкой доказано, что в 67% случаев вариации вычисляемой величины еаснеженности не превышают 4%, что соответствует погрешности в определении высоты ССГ в ¿100 м. Учитывал природную изменчивость ширины диапазона высот с несплошным снежным покровом в горах от 200 до 800 м, допускаемые погрешности оказываются малыми и отвечают требованиям к точности определения характеристик снега для практических приложений.

Построенные номограммы для оценки ошибки в определении зас-некенности частично затененного горного бассейна дали возможность выявить наиболее неблагоприятные сочетания заснеженности и затененности, при которых ошибки максимальны, оценить их количествен-■ но. Имитационное моделирование разной затененности бассейна с раяделвным использованием адаптивного метода оценки заснеженности

для освещенных к затененных участков, позволило подтвердить теоретические оценки ошибок при неуюте степени затененности бассейна, Проверка методики определения характеристик снежного покрова для различных территорий, включая горные районы и крупные частные' бассейны реп Сырдарьи и Амударьи, на архивных и оперативных мзде-' риалах спутниковых съемок за последние три года показала.ее 'Работоспособность, воспроизподимость и достаточную точность получаемых результатов.

Глява 2 Спецшшяировгшш.'й банк данних по слежяому покрову л горах и проблема разработки географячосксй информационной системи

Специализированный банк данных по снежному покрову является одним из еакнойгоих блоков системы мониторинга снежного покрова в горах. Его разработка связана с созданием в системе Госкомгидро-мета режимно-справочных банков данных по гидрометеорологии и контролю природной среды. Банк данных это "...организационно-технический комплекс, включают,ий собственно хранимые данные, размещенные на магнитных носителях и организованные по единому плану, . а также технические, языковые и программные средства хранения, управления и обработка! данных" (Веселев В.М.. 1981). В определение банка данных не включен способ поставки входных данных. Он может быть как ручным, так и автоматизированным. В последнем случае целесообразно использование специального кода для передачи данных, в связи с чем был разработан новый код Ш-РЛ, 'часть Я для автоматизированной -передачи данных снегомерных наблюдений по телеграм-. мам, апробированный практикой.

Предложичипя структура информационной базы и программного обеспечения для ее ведения попво.лил'ч накапливать и обрабатывать не только данные различны", видов снегомерного производства, но также и переработанные (статистические) данные о снеге (рис.2).

Сначала спопйалилиров.'днць'й банк данных по снежному покрову в горах Средней Дяии О'лл ралр-збогаи и реализован на ЭБМ- ЕС. Создано программное обеспечение дня явления бонка и удовлетворения раз- " личных эппро-тп пользователей. Гшработгага и испытана- технология як.салуатшн'и данных, нелолквевя достаточно четко увязать

функциональной назначение рпгуичшос подсчетом для его гедония, пополнения' к обслуживания пгсг.'битвл^Л. Опыт яксплуитащ-и бачка показал его высохло .■г-М)ект;;г.,;п.:ть дгя рся-жия различных каучгг/ г

БАНК ДАННЫХ "СНЕМНЫЙ ПОКРОВ В ГОРАХ"

ИШОРМАЛШШАЯ БАЗА

КАТАЛОГ

!Паспортные | данные пунктов Iнайдвденнй

:Морфонетркческие I характеристики ■

Данные

База Данных

Изме рений [—■[-

и

Переработанных Ь

| Данных

J

! База

Научных ' Данных

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПШШ1Е/ГЮ/

ПО "Поиск"

ПО Стандартное I

| ПО "Обработка'

■|ш Формирования 1

Базы 1

I Данных 1 \

ПО Специальное ||

Рис.2. Состав и структура-внутренних связей банка данных "Снежный покров б горах"

прикладных задач гляциолопш и гчодрологии. Экономический эффекг составил не менее 1Р.0 тыс. руб./год (в ценах 1998г.).

В настоящее время банк почти полностью переведен па ПЭВМ. Пои этом значительно расширена его информацис шая база за счет включения новых видов снегомерных данных: снегозапасов на авиамаршрутах гамма-съемки, засиекениости и высоты снеговой границы я бассейнах по спутникевой информации. Разработан новый комплекс программных средств обработки на ПЭВМ рядов данных для получения первичней и переработанной информации для различных целей.

Баше данных "Снежный покров в горах", имеющий большие перспективы, уже является одним из крупных функциональных компонентов системы регионального мониторинга снежного покрова в горах Средней Азии, а в будущем может бить использован в качестве основы для перспективной, разработки, географической информационной системы (ГШ). На этом основании в рамках проблемы по разработке общенациональной 1410 "Гляциология" автором выдвинута и обосновано концепция создания подсистемы "Снежный покров в горах". Предлоге на структура подсистемы, состав и Функциональное назначение ее . отдельных блоков: ввода, хранения и попета, манипулирования и анализа данными, представления и выдачи результатов. При этом учтены особенности иснользбшшгя спутиикоЕой информации, необходимость целенаправленного функционирования ГИС для мониторинга снежного покрова в горах и получеши карг-ографтгоеских материалов для трех масштабных уровней обобщения данных: ' локального, субрегионального и, регионального.

Плана 3 ?'ег'оди шг/шпа и улуштют качества рядов дянпык стггомсрнол 1Г.'!'2орМШ (ИИ

В этой главе разработан комплекс методических приемов критического анализа .разнородных снегомерных данных, который пояполи существенно улучшйть пвформацпоипу») основу исследований, - получить качественные ряды данных с: трех высотных уровнен ■ л а истер"1.-ческие периоды ноСлюденвй дчя раса?« видов снегомерного ппоив-водства. 'Предложенные простые приемы выявления грубых- присяг;» при авиаиаблщетгах высоты снега на /'СП использованы дли уд%.";и;ш и исправления отаибочнчх данных п рядпх. На основе таких »топических приемов, как яшишз разностей и анализ значимости р-;.\л'Пил норм и стандартного отклонения за период париллольк.'.'х н-.-о :'т,оч!г;

- is -

характеристик снега разними способами, анализ корреляционных связей между рядами данных наблюдений над снегом на метеостанциях .и постах, площадках декадиой снегосьемкм, снегопунктах и авиаснего-пунктах, получены однородные ряды, в которых устранены пропуски.

.На основе методов последовательных изменений и интегрально-разностных кривых предложен способ расчета коэффициентов приведения sin) оценок средних и средних . квадратичес-ких отклонений толщины или запаса воды в снеге за п лет к норме и стандарту вариаций за многолетний период (L лет). Например, для нормы толщины снежного покрова: Ьь - e(.n)-hn, где hn - средняя толщина снежного покрова за п лет.

Выполнен критический анализ рядов спутниковых данных о высоте сезонной снеговой границы. Сравнение lucot CCI1 в гарных бассейнах по синхронных наблюдениям с авиационного и космического уровней, при обработке материалов съемок визуальными методами дешифрирования и автоматизированным способом, позволило получить кривые обеспеченности разностей значений высот ССГ, определенных этими методами. Доказано, что в подавляющем большинстве случаев ошибка в определении высоты ССГ не превышает 200 м, ,а.вероятная -не более 125*150 м. Изменение ручной технологии обработки спутниковых снимков на автоматизированную существенно снижает вероятность допустить грубы« ошибки, но увеличение точности при атом все же менее существенно, чем влияние случайных ошибок,,обусловленных особенностями распределения васнеженности в бассейнах.

Исследованы различные методы временной интерполяции спутниковых данных о высоте ССГ H(t) в горних бассейнах (кусочно-.линей-* • пая,. сплай-интерполяция, математическая модель) и методы территориальной интерполяции (простая и.множественная регрессии} разнородных по времени наблюдения спутниковых данных. Показано, что для ликвидации пропусков в рядах спутниковых данных о высоте ССГ в бассейнах крупных горных райнов вполне применимы методы простой линейной регрессии при различных сочетаниях предикторов, а для расчета нормы динамики lî,3Cr (t), - осреднение ее реализаций при кусочно-линейной интерполяции высот ССГ между данными наблюдений.

Предложены новые способы оценки репрезентативности наземных и лаиаснегомерных пунктов наблюдений.

Для выявления резко нерепревентативных пунктов показана эффективность применения простых методов построения взаимных регрессионных связей между данными наблюдений различных пунктов и

- i'J '

построения локальных высотных зависимостей характеристик снежного покрова, например толщины h(s) ст высоты местности. Предложена' количественная мера репрезентативности. Введены "индивидуальный" показатель репрезентативности 1-того пункта, определенный кои' средняя многолетняя (N лет) величина отношения высоты снега hy в j~ том году к обобщенной высоте снега h0j на той же высоте местности zt расположения пункта, "локальный" показатель репрезентативности g,i, характеризующий межгодовую изменчивость (или устойчивость) показателя s^:

1 £ hlj(Zt) « / ' 1 $ t " ^ --L-- . _ /--^ (£ _ а

N з-1 hoj(Zi) V N - 1 J-l

и комплексный показатель пак евклидово расстояние от начала координат до соответствующей точки в поле показателей репрезентативности в координатах {s-1, «,}.

Qi - /(si - I)2' + 4Г

Предложена методига выявления информационной ценности рядов спутниковых данных о снежном покрове для прогноза стока рек. Определены необходимые и достаточные условия высокой информационной ценности этих данных. О этой целью на примере бассейнов рек, стекающих со склонов горного обрамления Ферганской долины, исследованы временные ряды: Hccr(t) - нормы высоты, снеговой границы, бц(Ь) '-.-среднего КЕадратического отклонение высоты ССГ от среднего значения Hccr(t) и в - корреляционного отношения связи вегетационных расходов этих рек с высотой ССГ Q-Q(Hccr)." Выявлены временные интервалы относительно высокой информативности этих данных для прогнозов стока в зависимости от условий снегонакопления и типов'питания'рек. Критерием выполнения необходимых требований, обеспечивающих информативность спутниковых данных о высоте ССГ, принято условие,' что среднее квадратическое отклонение высоты ССГ от нормы превышает средни» величину ошибки определения высоты ССГ б горном-бассейне бц(<".) > "ill. Достаточный условием высокой информативности спутниковых сведений для целей гкдропрогиозов мокко считать наличие значимо тесной 'корреляционной святи между ы'сотой сезонной -снеговой границы на русг-уптривл^мую дат" t. и средними расходами поды за определенный грриод п > 0,7.

- ее -

Глава 4. Катода обо(и;ешга и расчетов характеристик сцешого покрова в горах.

В стой главе приведены приемы обобщения разнородных снегомерных даннцх с целью построения локальных зависимостей норм и . изменчивости . характеристик режима снежного покрова от высоты местности в горных бассейнах. В связи с дефицитом снегомерной информации для некоторых территорий предложены методы объединения и разделения локальных зависимостей характеристик снежного покрова• от высоты для соседних бассейнов по статистическим критериям, позволившие достичь хорошего соответствия между.качеством первичной информации и дифференциацией географо-статистическои модели описания характеристик снеглого покрова в бассейнах.

Решена задача приведения снегомерных данных к единому времени наблюдений. В частности, получено аналитическое выражение, . описывающее процесс оседания снежной толщи при разных температурах воздуха, которое достаточно адекватно описывает процесс изменения толщины снега для средних положительных температур на превышающих 10+18°0 и для интервала менее 10 суток.

h(t,ü) - h0-exp l-«o-(i} - !}0)-t] ,

где t/0 - коэффициент: do—0.0061(0С-сут)_1; lio - толщина снега в начальный момент времени t-Q; х - промежуток времени ' (сутки); ü - температура воздуха; rt0 -граничная температура (ü0s¡-2°C, ниже которой таяние не происходит.

Предложен способ учета изменения толщины, плотности и ¿запаса" ' воды в снеге при выпадении свежего снега. ■

Аналитическое выражение, приемлемое для оценки плотности свеьевыпавшего снега, имеет вид:

f р(Й1) + id- (Ü - ih) ^ ; а < \}г

Р(й) - I ( О - йг /

P(úl) + С1 - р0Н)3-----; йг < ú < Ü2

V - (íi^

где rd-0,ül2 г/(см3-°С) - коэффициент изменения плотности свеке-выпавшего снега при изменении температуры воздуха на один градус, который не зависит от высоты местности. Форш кривой определяется параметром 0-1,87. úi и ib - граничные значения средней суточной темпер&тури воздуха: при температуре ниже 0i осадки выпадают только ' в твердом виде, а при температуре больше 1З2, - только £

жидком виде.

Обоснован простой . способ корректировки снегозапасов, намеренных вертолетной гемма-съемкой: w(z) - а(z)-ti(z), где ytíz) ' -откорректированные снегозапасы на высоте г, «(z) - измеренные на той же высоте, a(z) - зависимость коэффициентов регрессии между снегозаносами, измеренными гамма-съемкой на авиш,маршрутах и контрольными наземными измерениями от высоты.

Разработан метод оценки вкладов в o'ímyio дисперсию высоты снежного покрова, обусловленных снежностыо года, степенью репрезентативности ДСП и локальными вариациями высоты снега на снегомерных площадках. tía примере бассейна Пскема показано уменьшение влияния снежности с 75 до 30%, рост влияния локальных факторов с 10 до 20% и увеличение влияния репрезентативности ДСП и с 15 до 50Z в связи с ростом абсолютной высоты местности в диапазоне от 1,5 до 3,5 км.

Дан способ использования количественной меры репрезентативности снегомерных пунктов для уточнения вида локальных зависимостей характеристик снега от высоты. Определена количественная мера .эффективности способа.

■ Выполнено обобщение данных о плотности снега по наземным измерениям и предложено эмпирико-статистическое описание доля норм плотности снежного покрова. Совокупность зависимостей нормы плотности снега от высоты и во времени можно описать формулой:

p(z,t) - р-х +

где R(t) - a-t + b; Zo(t) - c-t + d. Здесь pa,a,b,c,d - расчетные параметры; t.-время-[номер месяца с декабря (t-З) по апрель(t~7)1. Таким образом удалось не только установить общие закономерности высотно-временного распределения плотности, но п предлагать номограмму для быстрого расчета норм плотности в зависимости от высоты и времени'для бессейнов рек. Западного Тянь-Шаня, a также впервые получить количественные оценки высотного и временного (скорость изменения) градиентов нормы плотности снега-в горах и дать анализ их распределения во' np^t."îi':t и п зависимости от высоты местности. ■

R(fc)

вертикальный градиент: временной градиент:

dp(Z,t) a-t + b с/р(Z, t) a-(2 - d) + b-o

ï ■ ■ - | — - ö > V "* j "* '

,p2 dZ |t (Z - o-t - d)" pt dt \z (Z - c-t - d)*5

Поскольку эти градиенты зависят от высоты Z и времнени t нелинейно, то для удобства расчетов постороена номограмма (рис.3)

Разработана методика обобщения спутниковых данных о высоте CGI' и наземных данных о датах разруаения устойчивого снежного покрова, основанная на идентичности динамики нормы высоты СОР во времени по наблюдениям с авиационного и космического уровней и зависимостей дат разрушения устойчивого снежного покрова от еысо-ты местности по наземным данным, а также на построении различных видов графических образов территориально-ЕЫсотно-временной структуры распределения характеристик устойчивого снежного покрова вдоль базовых осей - некоторых условных линий, параллельных главным водораздельным хребтам региона.

Эффективность предложенной методики показана • на . примере крупного подспутникового полигона, включающего бассейны рек горного обрамления Ферганской долины, где установлением тесной связи между территориальным распределением еысоты СОР на различные даты с высотой- фирновой линии на ледниках доказано, что норма высоты CCI' является таким ке хорошим показателем взаимодействия' климата и рельефа, как и оледенение.

На основе данных только дистанционного зондирования выявлены и интерпретированы макромасшт&бные и мезомасштабные условия и' закономерности территориального распределения динамики сезонной снеговой границы, косвенно характеризующие распределение снегова-насов.

Аналогичный прием анализа, примененный к горному району Па-ропамиза и Гиндукуыа, также позволил впервые выявить макро и мезомасштабные закономерности динамики СОГ, дат разрушения устойчивого снежного покрова (УСП) и особенности снеготаяния в горных бас с е йн ах Лфганис тана.

■Ш материалам авиационных и спутниковых наблюдений в горах Ореднеасиатекого региона и горах Афганистана впервые дан качественный и количественный анализ высотных и временных зависимостей скоростей движения ССГ в период формирования и схода устойчивого

- гз -

у /ТГл кг/м'

Ч/У т "ес-

0 7 %г'5/20-м@

? 3 t/ мес.

Рис. 3.' Нсмогра/.ада расчета вертикального и временного градиентов нормы плотности снега по высоте местности и времени для Западного Тянь-шаня (бассейны рек Чнрчик и АханРаран).

снекного покрова. Обнаружено наличие определенного высотного уровня, где вертикальная скорости движения ССГ постоянна и движение ССГ е верхние зоны идет равномерно. . Например, для Паропамиза и Гиидукуша: эта высота равна 3.3 км.

Статистический анализ изменчивости дат образования, разрушения и продолжительности залегания УСЯ по данным станций и постов позволт установить небольшое число локальных зависимостей этих характеристик режима УСП от высоты местности для всей территории региона, показать асимметрия эмпирических кривых распределения, предложить апроксимацию функции плотности распределена дат разрушения УСП кривой распределения экстремального.значения случайной величинн, выявить связь параметров этого распределения с нормой и изменчивостью рассматриваемой величины.

1 г Ср - А 1 г Dp - к -1

f(Dp) - - -exp - -охр exp-----

В L ■ . в J . L В J

где параметры -А к В определяются в зависимости от нормы даты разрушения 1)р и стандартного отклонения бр этих дат от нормы: А - Пр - В • Г'(1) ; Б -0,7797-бр. '. Здесь Г'(1)~ -0,5778 есть первая производная гамма-функции Г(1) в точке 1-1.

Выявлено существенное смысловое и количественное различие в показателях изменчивости дат разрушения УСП при наземных наблюдениях в пунктах и дистанционных наблюдениях (авиационных и космических) для бассейна горной реки в целом'. Предложен безразмерный показатель, равный отношением интегральной изменчивости дат разрушения УСП к локальной изменчивости и выявлена его линейная зависимость от высоты местности:

¥(?.),- 6а(2)/6р(2) г - 0,5 Финальным результатом совместного применения предложенных автором оригинальных методов анализа снегомерных данных и методов анализа неоднородности географического распределения характеристик режима снекного покрова, разработанных ранее И.И.Геткером, является уникальный научно-примадной справочник "Снежный покров в горах" для территории Среднеазиатского региона.

Структурно справочник состоит из двух частей: в первой содержатся данные о норме и изменчивости характеристик УСН в пунктах наблюдений (всего снегопунктов - 750, авиаснегопунктов - 695, метеостанций - 73), ео второй, - аналогичные характеристики в бы-

- Р.5.-

СТРУКТУРА Г ЧАСТИ "СПРАВОЧНИКА Ii О СНЕШЮШГ ПОКРОВУ й ГОРАХ1*.

Число пунктов, по которым дани средние значения и изменчивость характеристик режима снежного покрова

П'лссешш! Норма Стандарт и коэффициент вариации

В и с и т а_CJLJLIi l!__P_ ;L Ü__покрова

Г--Т--Г----------------1 Г----1-1

| MC | СП АСП | ИС I СП | ДСП |

1__I_______I______L__I_ I_,_I

Сыр-дарья 36 26/360 22/279 36 25/342 9/95

Аму-Дарья 30 22/292' 16/325 30 22/256 12/183 Чу, Талас,

оз. Иссык-куль ■ 7 7/98 8/9.1 ' 7 7/87 8/60

Плотность с н е ж в о г о покрова

[—-1-1-1-Г^-1--1

| МС | СП | АСП | НС I СП | АСП | I_I_—1__и_I_I___I

. Сыр-дарья 36 26/335 36 24/293

Аму- Дарья ' 30 22/277 30 16/178 Чу, Талас,.

оз.Иссык-куль 7 7/79 7 7/71

Запас воды в с н-е ж и о и покрове

I I-]-1-1--(-1

' | Ш [ СП I АСП I МС I СП I АСП |

I-1___1____1_:__!_1

Сыр-дарья 36 ' 26/342 35, ' 25/296

Аму-Дарья 30 22/277 30 - 18/235 Чу. Талас,

. оз.Иссык-куль 7 7/79 • 5/71

Бассейны Количество метеостанций с данными о датах разрушения, образования и накопления максимальных снегозапасов Количество метеостанций с данными о датах образования и и разрушения УСП различной обеспеченности Число бассейнов с даниша о высоте ССГ по авианаблюдениям

Норма Стандарт и коаф. вариации

Сыр-дарья 32 32 32 2Э

Аму-Дарья 30 30 .30 23 Чу, Талас,

оа.Лсскчс-куль - - 8

- ее -

СТРУКТУРА II ЧАСТИ "СПРАВОЧНИКА ПО СНЕЖНОМУ ПОКРОВУ В ГОРАХ"

' Число частных бассейнов, для которых даны средние значения и изменчивость характеристик режима снежного покрова в высотных зонах

Высота снежного покрова

Бассейны Норма Стандарт и коэффициент Коэффициент

вариации при различных вариации

нормах

Сыр-дарья Аму-Дарья

25/29 10/21

8/17 8/11

14/22 12/15

Плотность снежного покрова

Бассейны

Норма

Стандарт

Сыр-дарья Аму-Дарья

15/24 22/277

18/23 8/18

Запас воды в• снежном покрове

Бассейны

Норма

Коэффициент вариации

Сыр-дарья Аму-Дарья

22/27 15/21

5/12 11/13

Высота ОСГ Даты накопления макснмяпышк снееозапасов

Бассейны

Высота ССР Даты накопления макс.снегозапасов

Сыр-дарья Аму-Дарья

10/28 4/23

7/35 6/23

1!нформацнашю-кз.тало»ичые спадения о пунктах наблюдений

Бассейны

МО

СП

АСП.

Число бассейнов с авш-наблюдениями за высотой СОГ

Сыр дарьк Аму-Дарья Чу, Талая, оз. Исскгг-куль

36 30

360 292

98

279 325

01

31 26

- Й7 -

сотних зонах для 65 бассейнов горних рек. Таким образом, разработкой' справочника создана база для сравнения оперативных данных мониторинга основных характеристик снежного покрова в горах для различных масштабных и территориальных уровней их обобщения и анализа.

Глава 5. Практическое использование спутниковой и другой снегомерной информации для решения некоторых задач горной гляцногедрологии.

Решена задача расчета распределения заснеженности по высотным зонам горного бассейна по данным о высоте ССГ. Предложенные методы "аппроксимации" и "аналога" позволяют получить такие данные с достаточной для практики точностью и могут быть применены для различных водосборов, обеспеченных априорными данными, полученными аэро- или космофотосъеикой. Суть первого метода состоит в применении аналитических аппроксимаций распределения площади бассейна и площади заснеженных частей бассейна по высоте, расчете параметров этих распределений по уравнениям их связи с высотой снеговой границы Zs-Zs(HCCr) и 6s-ös(HccrJ, а затем расчете заснеженности высотных зон. Метод аналога заключается в следующем. Вычисленные по этим уравнениям связи для известной высоты Иссг значения параметров (обозначим их Zy и ö'v) будем рассматривать, как координаты некоторой точки в пространстве iZs.ög}, в котором уже расположены точки с координатами (Zsi,63iJ» где 1 - номер аэрофотосъемки. Метод аналога заключается в поиске ближайшей точки, определении ее номера и,- соответственно, даты аэрофотосъемки-ана.-лога. Для чтого ищется минимальное расстояние Dmin

Dmin - Mini Dj> - Min ( /(Zs'v - Z3i)?- + (63v - 63i)2 |

8a фактическое ' распределение площади снега но высотным зонам принимается то распределение, которое уже было зафиксировано в природе во время аналоговой аэрофотосъемки (см.табл.Б.1). определении даты аэрофотосъемки из набора N съемок, имеющего в двумерном пространстве i'Zs,6s> координаты, ближайшие к точке с вычисленными координата],ш Zsy и 6sv. Дм : этого ищется минимальное расстояние Dv. а:

а - Шп { /(Zsv " ZSi)2 + (ßsv --6si)a j

Затем, за Фактическое распределение площади снега по высотным зонам принимается то распределение, которое уже было зафиксировано в природе во время аналоговой аэрофотосъемки.

Спутниковая информация низкой и средней разрешающей способности, обладающая существенно большей частотой съемки и оперативностью получения сведений о высоте ОСГ, может быть использована для косвенных расчетов распределения заснекенлости по высотным зонам в период между редкими съемками аппаратурой высокого разрешения. Таким образом, совместное использование разнообразной по своим характеристикам информации с космического уровня обеспечивает получение сведений о'характеристиках еаснеженности высотных оон водосборов на каждый момент удачной съемки.

Разработанная методика оперативной диагностики территориального распределения заснеженности крупного горного района и региона в целом по спутниковой информации позволила получать оцеигл степени экстремальности высотного положения • снеговой границы в различных бассейнах на момент съемки. Соответствующая карта-схема территориального распределения показателей экстремальности является новым видом гидрометеорологического информационного обеспечения потребителей.

Усовершенствован метод расчета скегозапасов в горше по данным о динамике снеговой границы и температуре приземного воздуха, - так называемый "метод теплового проявления" снегозапасов. Получена новая, более общая, формула расчета снегозапасов, в которой учтены нелинейны (зависимость (Ш«нцис И. Д. .1983)

О ■ ■

Г(»>) - «•()} - 0о> ■ в ) 0о

таяния снега от средней суточной температуры воздуха в и статистический прием расчета с использованном стандартной метеорологической информации '(Глазырин Г.Е., 19351 о-средних температурах воздуха на метеостанциях эа п суток:

П-1 [ 0-6 г 2] <>-0-'>о г 1 1

V - п-ос-(-О) + --—[1 - Ф(10)] ■» !Ъ ,

^ /'¿-к

где остптгчный член равен

»• (0-1) -е?' !

Е?

{1о-^ф[!:о] + —- ['1 - Ф(Ь0)]}

ч, ц - параметры в формуле таяния снега; - граничная средняя суточная температура воздуха, ниже которой таяния нет; Ф(Ь0) -ичтеграя Лапласса. Из этой формулы,, при упрощающих условиях, следует известные частные формулы расчета абляции, предложенные Г.Е.Глазыриным и Ю.М.Денисовым.

Исследование применимости данных дистанционного зондирования в математической модели Ю.М.Денисова формирования снежного покрова для горного бассейна показало важность разработки критерия, шриделяющего целесообразность подключения дистанционных данных о высоте ССГ (Несг) в модель для корректировки парей,«ртов модели. Критерием для этого может служить соотношение мзхду модулем разности ДН-(Несг " Нм1, где Нм - Еысота ССГ, полученная по модели, и вероятней ошибкой £ определения высоты ССГ по спутниковой информации. Если АН > Е, параметры следует корректировать.

Предложен простой способ корректировки параметров модели по оперативным данным о высоте ССГ. Метод может быъ успешно применен дня расчета динамики ССГ, интерполяции ее высотного положения между фактическими данными на момент съемки. Однако, значительная зависимость расчитанного распределения снегозапасов по вчеоте от начальных значений паршетров и ошибок в определении высоты ССГ требует корректировки и других параметров модели, а также привлечения в качестве входных данных всех видов снегомерных наблюдений.

Найдено несколько способов для решения одной.из основных задач практического применения дистанционных данных о снежном покрове в гидрологии - использования данных о, заснекекности бассейнов, высоте ССГ и скоростях изменения этих характеристик в сезон таяния для прогнозов стока горных рек за вегетационный и другие периоды. Очевидно, чем больше заснежеююсть" бассейна или, чем ниже высота, сезонной снеговой границы на дату накопления максимальных снегозапасов, тем больше должны быть предполагаемые снегова-паон и, соответственно, талий сток. Если величины заснеженности бассейна близки между собой для разных лет на сходные даты, то. предполагается, что различия в объеме стока за вегетацию вызваны существенными различиями в вертикальном градиенте снегозапасов и, следовательно, н общем объеме снегозаносов в бассейне. При сходных термических режимах снеготаяния в равные годы, вертикальный градиент снегозапасов будет -.-«м больше, чем меньше скорость подъема сезшиюй снеговой границы. Теоретическое обоснование этим со-

ображениям дается уравнением вертикального движения условной линии й едданным снегоэапасом Ми-Ссля!:. Из этого уравнения следует:

•Здесь Х\г<№/ё2 есть вертикальный градиент снегоеаласа в момент t там, где снегозапас Ь)-И(Нссг. Ь)-0 и г« > О при 2 > ПСсг-Уц - скорость вертикального движения ССГ.

Таким образом, градиент снеговапасов определяется отношением изменения (уменьшения - сМ/с1Г.) снегозапаса к скорости движения ССГ. Это соотношение можно рассматривать как базовое для оценки снеговапасов в горах по спутниковой информации.

Разработаны достаточно простые статистические методики использования спутниковых данных для долгосрочных периодных прогнозов стока для большого набора горных, рек Средней Азии. Среди них Лмударья и ее составляющие, Бахи, Пяндж, Кафиршггаи на основе связи 0-Л/УБр, где Ур - скорость убывания васнеженности в период таяния; частные бассейны реки Сырдарьи в пределах Ферганской долины, Кассансай, Кугарт, Кара-Унгаор,.Яссы, Карадарья и другие, а так же реки Мургаб и Хеджей , зона формирования стока которых находится аарубежом, на основе связей типа 0-А/НВссг- А и В - эмпирические коэффициенты, рассчитываемые методом наименьших квадратов. Показано что метод нормализации и выравнивания корреляционных связей Г.А.Алексеева оказался наиболее подходящим для ис-польвовйлшя данных дистанционного зондирования, а также при совместном использовании спутниковых сведений о высоте снеговой границы и редких наземных' метеоданных. В общем виде эта связь выражается уравнением .множественной линейной регрессии расходов .С) с нормализованными значениями предикторов: С}- Г (ид) - ^Б^-иул ).

На примере рек Ферганского хребта пок&зйаа методика выбора наиболее эффективных дополнительных предикторов, в качестве которых следует использовать накопленные суммы атмосферных осадков в случае наличия данных по относительно ннзкогорннм станциям и твердых осадков по высокогорным метеостанциям/

Показано, что для [->ек Ферганского хребта удовлетворительные оценки ожидаемого стока могут быть получены и только по спутниковым данным, ¡ю привлечение дополнительной наземной метеогшформа-ции уие.кичиваот тесноту корреляционных ' связей. При -этом вклад спутниковых данных достаточно высок и увеличивается при экстре-

мальных значениях'заснеженности района ь конце марта-начале алре-

ля.

Обобщение всех видов снегомерной информации для определения высотных зависимостей толщины и водности снежного покрова на конец месяцев в период таяния для бассейнов рек Западного Тянь-Шаня позволило получить ряды интегральных снегозапасов на эти моменты времени. Расчет интегрального снегозаласа, накопленного не площади Р0 горного бассейна, сводится к вычислении интеграла:

в котором известны функции: ы(гЛ) ~ высотного распределения водного эквивалента снежного покрова на момент времнени й и с!Р(г)/с!г - распределения площади бассейна по высоте, а нижний предел интегрирования совпадает либо с высотой замыкающего створа либо с высотой Нссг-

Впервые-получены не только количественные оценки интегральных снегозапасов и их межгодовой изменчивости, но ч оценки их климатических изменений (рис.4).

Оказалось, что сезонные снегозаласы имеют тенденцию к уменьшении и его темпы различны в разных бассейне;', составляя от -0.00047 км3/год .для Пскема в феврале до -0.00563 км3/год для Чаткала в марте, что связано, «по-видимому, с перераспределением снегозапасов по территории для достаточно больших горных районов в отдельные годы. Медленное уменьшение интегральных снегозапасов в рассмотренных бассейнах Западного Тянь-Шаня обнаружено для всех месяцев весеннего периода с февраля по апрель включительно.

С целью выявления закономерностей формирования и распределения характеристик залегания снежного покрова в горной системе Гиндукуша,'- территории в настоящее время совершенно недоступной другим, кроме космических, методам наблюдений, были найдены ос- . новныехарактеристики режима устойчивого снежного покрова: - даты'-разрушения даты образования 0о, даты накопления максимальных снегоааласов 0т н продолжительность залегания устойчивого снежного покрова ш по материалам съемок с метеорологических спутников.

Картографическое представление территориального распределения этих характеристик устойчивого снежного покрова да? разрушения, дат образования, продолжительности залегания устойчивого

■гип

Рис.44 Межгодовой ход и линейные тренды интегр'альиых' оиегоошйоов, накопленных к кишу .марта в бассейнах р.Чаткал (1), Некем (2), Лхаигаран (3)

' * - 33-

снежного покрова в горах 'Афганистана важно для для получения ,фо-.новых оценок -режима снежного покрова и его оперативного мониторинга по данным дистанционного зондирования.

За! сличений

Итак, в диссертации исследована проблема регионального мониторинга снежного покрова в горах Средней Азии. При этом основное внимание уделено методам дистанционного зондирования. Прикладное значение разработки отражено в ряде информационных и методических документов, нашедших практическое применение в ряде территориаль-вых гидрометеослужб и исследователышх учреждений. К шм, в первую очередь, относятся следующие: 1) Временные методические рекомендации по использованию спутниковой информации для картирования снежного покрова ка территории республик Средней Азии н Казахстана; 2) Временные методические рекомендации по исг. лъзованим спутниковой информация в оперативной практике. Картирование снежного покрова. 3)'Ксгда КК-Я4, часть 2 для передачи данных специализированных наблюдений над снегом в горах; 4) Специализированный банк данных ."Снежный покров в горах", реализованный снач-яа на ЗШ ЕС, а затем на ПЭВМ;. 5) Методические рекомендации по расчету характеристик режима снежного покрова в горах. 6) Методические рекомендации по составления пе-рЕой и второй части "Справочника по снеж-гаму покрову в горах"; 7) Методические рекомендации по ьсорректи-ювке снегозапасов, • измеренных на маршрутах гамма-съемки в горном jacceme; 8) Методические рекомендации по" оценке репрезентатив-гости пунктов снегомерных наблюдений в горах: 9) Справочник 'Снежный покров в горах- Средней Азии; 10) Карты распределения не-;оторых характеристик режима снежного покрова-в горал Гипдукуша. [р&ктическое внедрение подтверждено также 37 актам внедрения от >авличннх организаций.

Дальнейшие кссяэдованкя, -при которых мргут быть эффективно ' .снользовины результаты настоящей работы, перспективны в следую-;iix направлениях: 1) развитие методов оперативного контроля сос-ояния снежных ресурсов в горох на основе.многозональной цифровой ифоркации со спутников - ценнейшим и еще далеко не исчерпанным сточником сведений о сезонном снежном покрове; ?*) размотка ме-

годов построения оперативных карт распределения сиеговапасов в горных районах на баве современных геоинформационных технологий к перспективных космических систем; 3) . совершенствование методов долгосрочного прогноза стока на основе совместного испольвования наземной и спутниковой информации; 4.) изучение влияния пространственной и временной изменчивости снегозапасов в горах на климатические условия и оценка возможных изменений снежных ресурсов при различных сценариях прогнозируемого изменения климата.

В заключение считаю необходимым подчеркнуть, что ревультаты настоящей работы являются хорошей основой для создания географической информационной системы по снежному поирову в горах, - важного инструмента для эффективного решети ровличных гляциогвдро-логических задач, набор которых чреовычайно широк.

Основные результаты дассертоцм опублдкошщц д работав (в скобках - соавторы):

1. Испольвование трансформирующих палеток при дешифрировании спутниковых снимков. Труды САНИГШ, 1975, вып.33(114), с.122-128.

2. Опыт испольвования спутниковой информации для изучения динамики снежного покрова в горах. (На примере горного региона Средней Азии). . Сб.: Тевисы докладов и сообщений совещания-семинара по гидрологическому обеспечению лроёктирования и строительства Байкало-Амурской Магистрали и использованию аэрокосмических средств для гидрологических целей. - Чита.: тип.. Заб.УГМС, 1977, с.9-10. - -

3.'Опыт использования спутниковой информации для изучения снежного покрова в горах. Информационное письмо Зап.Сиб. УГМС, 1977, N4(93). -Чита.: тип.Зап..Сиб.УГМС,1977, с. 105-108.

4. Изучение снежного покрова в горных районах. Материалы международного учебного семинара ООН по применению дистанционного зондирования. -Баку, :'алм, 1977, с.549-579.

5. Оценка средних расходов воды за вегетационный период на основе динамики снежного покрова по спутниковым снимкам. Сб.: Международный семинар социалистических стран по дистанционному зондированию Земли из космоса. Исследование водных ресурсов и их загрязнения. Валдай. -JI. -.Гидрометеоиздат, 1979,

с.16-17. (М.Б.Ситникова, В.Ю.Чернов).

6. Временные методические рекомендации по использованию спутай-

' - .35-

.ковой информации для картирования снежного покрова на территории республик Средней Азии и Казахстана. Ташкент.: тип.УГКО УвССР, 1979,-109с. (Е.ЛЛТичугина, В.И.Рачкулик, М.В.Ситникова, С.Н.Темников, В.Ю.Чернов).

7. Временные методические рекомендации по использованию спутниковой информации в оперативной практике. Картирование снежного покрова. -Л.:Гидрометеоиздат, 1980,-76с.(Коллектив сотрудников САНИИ, ГГЙ, ГосНИЦИПР).

В. Результаты спутниковых наблюдений за динамикой сезонной снеговой границы в горах Западного Тянь-Шаня. Труды ГссШЩШТР 1.980, вып.8, с.128-136.

9. Требования к разрешающей способности спутниковой информации для изучения динамики снежного покрова в горах. Труды ГГИ, 1980, вып.276,с.15-20.

10. Использование спутниковых снимков для изучения динамики снежного покрова и оценки среднего вегетационного оасхода р.Лму-дарьи. Труды ГРИ, 1980, вып.276, с.30-34. (М.В.Джорджио, Н.В. Ситникова).

11. Методы расчета площади заснеженности высотных вон горного бассейна по высоте снеговой границы. Труди СЛРШРШ, 1900, вып.78(159),, с.89-98.

12. Динамита снежного покрова в горных районах бассейна Аральского моря по спутниковым снимкам. Труды ГГИ, 1981, вып.205, с.38-44. (М. В.'Ситникова, В.Ю.Чернов).

13. Использование спутниковых снимков для изучения динамики снежного покрова и оценки среднего расхода воды Амударьи за, вегетационный период. В сб.: Изучение гидрологического цикла аэрокосмическими методами. -М.:Радио и связь', 1982, с.42-45. (М.В.Джорджио, М.В.Ситникова).

14. (36 оценке -' параметров потока' информации с ИСЗ, пригодной к анализу, динамики снежного покрова в горах. Труды САШИ Гос-комгидромета, 1982, еып.84(165), с.131-135.

16. Прогноз гидрографа стока р.Амударьи на основе спутниковой ■ информации о динамита шювдей заснеженности. Труды САШИ Госкомгидромета, ,1982, еып.84(165), с.136-141.

16. Оценка климатической сезонной снеговой границы в Ферганской долине но данным спутниковой информации. Труды САШИ Гаском-гп/Г!«.мета, 1983, ЕЫП.85(1^6), с.54-65. 0

17 !й№>. гвеиный анализ результатов наблюдений со спутников за

динамикой снежного' покрова на территории республик Сродней Азии и .Казахстана. Труды САЫИИ Госкомгидромета, 1983, вып.85 (166), с.102-109. (А.В.Архипович)..

18. К вопросу о понятии сезонной снеговой границы в горах и обзор • методов определения ее высотного положения. Труды САШИ Госкомгидромета, 1983, вып.91(172), с.14-26.

19. Возможность совместного использования наземной метеорологической информации и сведений о высоте сезонной снеговой границы для оперативных расчетов распределения снегозапасов г, горах. Труды САШИ Госкомгидромета, 1983, вып.98(170),с.3-12. (Г.Е.Глазырип).

Й0. Application of Aorial-Spaso Data for snow cover Anal.lsis. Abstracts presented at the IAHS PROGRAM for the XVIII General Assembly of the international association for Hydrological Sciences and the International Union of Geodesy and Goo-physics. Hamburg, F. R. Go many 15-27 August, 1983, p.51.( M.V. Sitnikova, V.J.Chernov).

21. Опыт и перспективы использования спутниковой, авиационной П наземной информации о снежном покрове в горах в гидрометеорологическом обеспечении гчродного хозяйства. В сб.: Получение ' и использование спутниковой информации при гидрометеорологическом обеспечении народного хозяйства. Тезисы докладов. -Новосибирск: тип.Зап.Сиб.тер.УГКС, 1984, с...<0.

2R. Использование спутниковой 'информации для оп/знки водных ресурсов снежного покрова в горах. В сб.: Лощин на 14-й сессии ■ Е?;эдународныу Высших гидрологических курсов под эгидой ЮНЕСКО при МГУ им. М.В.Ломоносова. Игаль '1983. -if.: тип.МГУ, 1985.

23. Использование космической информация для решения гляциогидро-логических задач.-В сб.: Геодезия, Аэросъемка, Картограф'»'!. Отечественный производственный опыт. Onirt использования космической информации для изучения природных ресурсов Земли и окружаедей ср«ды. -If.: ИНИИГАнК ГУГК, 1985, с. 27-28. (А.С.Ще-ТШШИКОв)

24. Некоторые характеристики режима устойчивЬго снежного покрова в горах Гикдукуиа." Сб. ¡Материалы гляциологических' исследовании. Хроника, обсуждения. -М.:АН СССР, 1986, шп.бБ, с.73-70. (М.Й.Геткер, Р.В.Пятова).

Е5. Data collection and observation, system for snow cover in mountainous areas. Integrated Design of Hydr.oiocical Networks.

• • - 37. -

(Proceedings of tho Budapest Symposium, July,19S6).iAHS.Publ. no'158, 1УЙ6. iM. 1. Gutter, A. A.Ctiirkova;. £6. опыт и некоторые перспективы совместного использования спутниковой, авиационной и наземной информации о снежном покрове в горах для гидромогебеспечс'ния народного хозяйства. Информационное письмо УьУГКО Ml(132). Опыт приема и использования спутниковой информации при гидрометеорологическом обеспечении народного хог,яйстья. - Ташкент: тип.-УзУРИО. l'xio, с.-Ю-Бб. ;:?. Нр^м^нныг' мстодичс-скн» укчлчния по подстт(»:гл материалов •:111.'Ш!алнплр;л':'1ШШл снегомерных HaoWiHHH ни '.'ч;хш]че':кпм но-оптеле». Илдание 0Л1ШИ Госкомгидромета. .-Ш!к«кт: тии.УэУГКО, ¡'.т. -его.

,'й. Состав и структура специализированного банка данных "Снежный

покров в гсрлх". Труды СА.1Ш Госкомгидрсмота, 1966, ыш.117 (198), с.3-10.

r"'l. nU/-I!!"i Н:[ф-рМ':Т1!Г'1 ГО'Г И СПуТ!Н!!Г01.ЫХ i:U<'! J:l!1i! О L'LOOTC ООСОШЮЙ

сн^го'ши гр&шпш для прогноза сток-а р^г '.'нргмкчггй гогдспшш. Труды ОЛНДО I оскомгндрэй-та, 1У№, ьын. , c.40-fil.

ГО. Об интерполяции спутниковых данных о высот-.' согониой снеговой границы в щел<'лах горного района. Труды <!ЛНИИ Госкомгидрош-П,' НШ. ВЫП. 12РД20У), С.59-65. 31. Изменчивость характеристик устойчивого «нужного покрспа п горах Средней Азии. Труды СМГОИ.Госкомгидромс-та, 108',', tm. 123 «ГО-П, c.b-12: i'w.M. Лрхипова. М.П.Гетк^р). Макромаештабные зчкономерности дкшмкки снежного пскропа Гнндукуша. Сб. г Матерная! i гляшгоДогнн?ски;< наследований. Хро-. НИ1Ш, обсуждения, -М. :АН СССР, 1988, вып.62;' п. 135-130. 33. Мртолнчйегие р'.-ком^ндацни по "предо при им характеристик режима снежного покрова в горах Средней Азии. ' -Ташкент:тип.УэУРКС. 1080, -147с. (М.И.Реткер, О. М: АрхипоЕа, Д.Ш.Усманова). ¡34. Техническое задний: на подготовку данных для работы по теме НИР Гоокомгидромета 1.10.04 "Обобщить материалы наблюдений над снежным покровом и подготовить научно прикладные справочники по снежному покрову в горах СССР"(1^37- 1Ш0гг. ). - Ташкент: тип.УзУГКО, 1988, -76с. (М.Илеткер). .':fi. М-.'Тсдичеекне рекомендации по составлению 1 части "Справочника по снежному покрову в горах". -Ташкент: тип. УзУГКС, 108В, -87с. ( М.И.Геткер, O.U. Архипов*, Л.Д.Подкопаевт», ?.ВЛ1яткьа). '.п. К методике климатологического анализа данных авианаблпдепий

- за -

над сложным покровом л горах. Труды с'АВИИ Госкомгидромета, 1^)88. вып. К:";'1(Й10), сЛМ9.( М.И.ррткер, О. М.Архипова).

ЗУ. Банк гляциологических данных: снежннй покров в горах, лавины, ледники, брошюра ВДНХ СССР. -М.: Госкомгидромот: изд-во <ЮП ■ ВНИИГШ1-МПД. 1Я8«, -Не. (, В.Ф.Суслов, А.Л.Чиркова).

РМ. МеТОДИЧ^ОКОО, ИПфОрИПЦИОПНО» и Программно*"-! 00"СГ[еч<:Ч!ИР Обр.'О Оотки сиутннкпгпй 1ш1-ормг|иии ЛЛ',-' лп^лг-лриия динамики уащк'-жеипости и высоты пегочноп ш^гпг.пч границы .п горах. Методы и средства дистанционного зондирования Оемди и обработки космической информации в интересах ».-»родного хозяйства. Часть К. Тезиса докладов всесоюзной конференции: Рязянь. сентябрь иш -Рязань: рот. 1 ГГ'П, ( А Л.!!'Г'%'!!.«1Г.ш. К. Л.Пичуиич,

К. М. Г/Ч'!!!"!'!"--! '1.1 .

Й1. (¡ПОЛНЫМ, покров Афганистана по На'^ 'И'"' К!'' !М СО сгуТМИКОГ. Н''ТО-

дн и ;;р"дстна ди'.'т.'шшюнного мондиронажм Уомди и оорачоткн космический информации • п интересах народного хозяйства. Часть I:. '('"¡¡нон докладом всесоюзной конфорешши: Рязань, сон-тягзрь 19''У. -Рязань: рот, 1ЙШ, с.»Ь.

40. Методические рекомендации по составлению 11 части "Опраьочни-ка по снежному покрову ь горах". Из.панпо ПА1ГОГМИ Госкомгилро• метя. .-Ташкент: тщ|.Уг.УГШ\ ««•'•!», ->Юс. (М.И.Геткср. О.М. Архипова, Д. Д.Подкопаова, Р.В.Пятона). . -

41. Опыт анализа и гюоотаногленйя ряд«1.", данных снегомерных' нао.щп -доний в горах. Трулч ОАНИИ ¡'оокомгидромота. • ЮЯСг, вып. (?']:<), О.Я-1Г','. ( М. И. 1 'от|;"'р, о. м. Архипова; Л.Д.Лодкопаева).

42. Внутригодовое распределение статистических характеристик плотности енбжного покрова в бассейнах рек .'Западного Тннь--Шаня. -Труды САНИИ Госкомгидромета. 1909, вып. 132(213), с. 1Г: -20. ( М.К.Геткер, О.М. Архипова).

43. Баше гляциологических данных: опыт разработки' и персгрктпш развития. Сб..:Материалы глнциолопг'лских исследований. >'рони 1«. обсуждения. -М.:АН ССОР, 1990, вып.6«, с.Уй-79. (В.Ф.Суслов, А.А.ЧИркова).

•44. Опыт определения характеристик снежного покрова в горах но спутниковой информации на базе ептшллизироганных техтгрскигс средств. Обработка изображений и дистанционные цссл^до^шия. Топ[к:н доклздоп Международной криФт^нцни 19-Р1 август.ч !000г ¡Юг.осиби').-Новосибирск. 1990. с.'168. (.А. А. Никольский. К.Л. Пичупша).

■ ' - 39.-

4f>.. Код дли передачи данных специализированных снегомерных наблюдений в горах КН-24, часть 2. Издание ОАНИГМИ Госкомгидроме-та.-Ташкент: тип.Узгидромета, 1900, -27с. (А.А.Курмачев).. •;<V Evaluation cf chow го.гпггог in гс.шЛатак«? v/ii.ii nppl 1 cat Ion '! .-ran-ilu.» iai •». Ilroc'iidir,/1.:; ;:iu-rrr.t isnal ;vi4;o:aшп к--mote ¡.'•wirif 'i,rici Water к'ояоиг«»?. iimtv-rlo, tri-i Ndttmaiyf:, August : i-; , 1wj, -:'бр. i. Ada, piibi. / • 47. «б н.'.мснлнни вертикального распределения доли осадков за октябрь-март в годы рас ной водности, труды САШШ Госкомгидро-мета.' !UVi'j, вип. 1С'.ЗС;14), о. 14-19. *'"'. " "т'!Ч:гпп прттг i с г-': ■.'.'.'••!..< ч - ■ -г-l р-г г.ург.-.-о и ТГ'ДЛ"ЧГ .¡<уш гм&м i '.х:к0мгид|1см«-т.н. JW, ' е. 1K'j--144.

. rt./i.awuiuie, У.о.'1урсунои, К.Л.Лишша. Н. А. Агальпег;и . •n'i. ьеронтностнам оценка степени г-аонеуешготи горнего региона по спутниковой информации как одна иг задач рио. '"'о. Материалы гляшюяогкческих исследований. Хроника, оос.':*.ления. -М.: АН •WH, ЖИ, вып.?0, с.141-148. (Е.Л.Пичугинаь . ГО. Г'!!("! "Глгимг-логия": под; ютемч "< ¡нежный покров и горах". -Материалы гляпиологшк-скнх исследовании. Хроника, обсуждения. -М. : АН 1Ш7 I'.iWO,. вып.70, с. Mi-144. Oi. :;Ц'Ч1Ке r;r№Ht'YftJHiOCTH ГОрНО.ГО nacceflii'l по спутниковой информации ч условиях частичной- ватеи'-шюстн склонов. Труды. '•МШ'ММ чип:, )■::::. 1'1uC::j] I, с.27-40. ( Е.Л.Шчугнна). Ь2. Облачность как экранирующий^,фактор при анализе саснежениостй горних районов по . данным спутников,ой i информации. Труды ПА1ШГШ1, 1092, вып. 146(227), 0.56-44. (• £;Л.Пичупша). г»:;. Градиенты нормы плотности снежного покрова в горах Средней • Асиг. .Материалы .гляциологических исследований. Хроника, обсуждения. -М. :АИ Ci.'0i',r:-l'j4l ШП.77, с. 173-177. Ы. if-'pei peni ".'-'г'Нт;тг1ф1шотц пунктов снегомерных нполлдений в горлом 5."|0<Уйиг\ -Материалы гляциологических исследований. Хро-1'и::ч. сбсуздения; -И.:АН «¡ест, 19W4, шп.7V, е.:-: 19-726. |1.'. А. ¡Панин.).

Г.;лтк!Ш липлив резу.дьтат(зг; совместных измерений сн< гозапасов .1 r-ip-1'i Г.-««.; t* 01 ОМКОИ »ИЗШИНМИ СИОГООДОМКПМН. "i РУЛЫ САНИГШ 1-.1У4Г. Иг. 1.".Ь.Нято1;.'1. ii.Н.UiftMcyr/tilHOB) печати], ирсл'ч'рчнсгр^нно-времрьи^я структура термического градиента в' mp.iz Срелн-.'П Лйии. Тру;;*' -'ЛНИГМИ, 1994,17с. (Е.М."рвшенкова) I печати i. • •■ ■ .

6?. Банки данных: "Лавины","Снежный покров в горах","Лелники" и их, функционапышб' возможности, в.сб.: Доклады М^идутродипго гляциологичкокого сшпозиуыо в Тншке! т?. 1 уну.:л> счтюря. (Л.Л.Канаев, 0. ¡Ч.Мягков, В.Ф.Суслов. А.С.Щетинников) 1в печа-1 ти).

69. Получение данных о высота сезонной снеговой границы в горах по спутниковой информации и некотые примеры практического применений данных. В сб.; Доклады Международного гляциологи четкого С!1МП^:«'7М1' в Ташкенте, Н,1.1Усентября. (Ь\'(.Ничугина; (в печати.!

БУ. Изменчивость онг-гооаппсог. в горах Западного и-шь-Шинн. й сб.: Доклады на отраслевой научно-практической конференции "Простая вода" Ташкент ЙЗ.ОЗ. Э4 г. (Е.Л.Пичугина) 1в печати).

■ ' - 4i.-

SUMMARY

B.K.TSARYEV L40HITORIWS OF SHOW COVER IN MOUMTAIMOUS RESIOHS

Snow cover in mountains is one of the most important hydrological objects which mainly determines the seasonal water resources and mountainous rivers flow in the region. It considerably effects the different elements of mountainous geosystems, climate and the rate of reclamation of mountainous regions.

At present there are some difficulties in assesment ot seasonal snow resources in mountains which are the result of deep disproportion between the complicated nature of snow cover distribution within the mountainous system from one hand and limited number of methods, techniques, volumes of data and lost speed of transmltion of data on the actual snow reserves.

To overcome these difficulties the dissertation solves a scientific anc} applied problems of developing the integrated regional monitoring, of snow cover in mountains using both thé Materials of satellite observations and traditional ground ancj airborne methods of observations; creating the methods of jenerallsatlan and calculation of • the basic indices of sncvr; -essrves in mountains; defining the reqularities of formation end iistributicn of snow reserve; searching of informative flacio-hydrological. Indices and developing the methods of their* application to solve different hydrological and climatologicaL .asks.

The formulated problem refers to interdisciplinary field of ;laciology, hydrology, climatology, mathematical modelling and ither branches' of science.

That is why the folloving basic problems had been set up and alved in the dissertation.

1.Development of conception for snow cover monitoring"in sountains, setting up its tasks and structure, definition of the ole of remote sensing information as the basic one on snow cover n mountains used in generalisationboth of individual rivei* asms and large mountanious region in Central Asia as a whale,

?.. Development of methods of snow cover observation in ountainous region by satellite information.

-423. Establishment of a specialized data bank of snow cover' In mountains for all types of snow measurements to provide informational supply of scientific reserches, to response the requests of different users and for further Integration to BIS.

4. Development of a set of , methods for analysis and upgrading the quality of the available data series, determination of the representativity of observational sites, assesment of informational value of the observational data series for hydrological purposes.

5. Development of methodologies for generalization of ingomogemous snow measurements information and for computation of snow cover characteristics in mountains including evaluation of their norms and indices of variability both in the observation sites and In elevation zones of mountainous basin, and compilation of the reference book "Snow cover In Mountains" to get systematized information on snow cover in mountains of Central Asia.

6. Development of different methods for " practical application of remote sensing data in: diagnosis of snow oover distribution in mountains, locations and the region as a whole; operational mapping; evaluation of snow reserves by the heat balance method; data use in the mathematical model pf snow cover formation and in statistical models of runoff forecasting; computation of integral snow reserves, and analysis of there climatic change; 'computation of characteristics of stable snow cover regime in murstains by satellites observations.' '

The obtained' results have been widely used in the Glavgidromet of the Republic of Uzbekistan and in the analysis of operational satellite,' airborne and ground information on snow cover for assesment of snow reserves and making of runoff fereoasts, computation of snow cover regime characteristics in mountains, information supply of municipal, and economy organization, in preparation of materials for the Atlas of Snow and Ice Resources of t'.ie World and for other purposes.

X У Л О С А

ТОРЛИ ЛУДУДЛАРДАП1 !{ОР КСПЛАМИНИНГ МОНИГОРИНГИ

Тоглардаги 1{ор цоплами мух.им гидродГогик по гляциологии ' Ьбъектлардвн бири цисобланиб, тогли дзрёлар 01;ими режимини яа ОТУ.длар суй бойлигини ани^ловчи омилдир. Бу тогли геосистемаси нинг элементларига, ицлимига, тогли рейонларни узлоштириш сурь-атига катта таъсир курсатади.

>,оэирги ве1;тда тоглардаги мавсумий т^ор зо\ирасини ба^олаи- . да к^п цийинчиликларга дуч келиш мумкин, биринчидан тог система-ларидаги кор цопламииинг та];сишанпии мураккаблиги билан унинг мураккаб чуцур диспропорцияси, шшшчидгш есп усуллар, воситолар, улчанган ^ор зо^ираси маълучотларини узатны теолиги ва ^ажмнииг чекланганлигидир. Курсатилган циКинчиликлэрни бартпраф этит учун циссертяцияда тоглардаги цор ^оглэмпш ер устки, авиация ва суиъ-ий йулдокларцан олинган маълумотларни бирглликлд фсйдалаииш асо-сица комплекс регионал мониторинг» илмий-змзлнй муоммоси иилаб чнцилипи* тоглардаги ^ор бойликларини асосий курсатки^ларини ;<;и-соблаш оа умумлаштириш услубшш яратиш, цор эопфасини тацсимлани -ши вя ^осил булига цонуниятларини ани^лаш, гляциогидрологик илфор-матик куревткичларини ани^лаш, >;емда гидрологик ва ицлимаунослик-даги ^ар хил вазифаларни ^ал .^илию учун-кУлланадиган услубларцн ишлаб чи^иш .вззифалрри ^вл цилинган.

Тузилген «уаммо гляциология, гидрология, и^лимщунослик, математик 'моделлаштириш ва фзнлар доирасида ётади. Ш/нинг учун уни '' иилаб чи.^иида цуйидаги асосий вазифалар кури б чицилган:

1. Тоглардаги цор соплами мониторинга кснцепциясини иилаб чициш, УНИ мэцсади ва тузилишини анираи, тогли ^удудлардаги цор цопламини асосий ^исоблэнган масофзли зондлаштириш маълумотларининг ролини ш-щлащ,' бундан ма^сад ало^ида даре ^пвзаси, у.амда йирик тогли райоилар ва бутун Урта Осиё учун умумлоштирипдир.

2. Сунъий йулдош маълумотий буйича тогли райснлардаги цор соплами ^ацидаги маълумотларни олиш услубини иилаб чик,иш.

3. Илмий твдинотларни маълумотлар билан таъминлаш учун тоглардаги чор ^опламили барча ку'ринищцаги чсР Улчяи кузатиш буйи'тд махсус маълумотллр банкини яратиш, географик информацией система-ла^иинг келажак рипожланиши ва истетмолчилар бупртмасини баг'лр-л'л.

4. ЙИГИЛГЯМ маълумотлар цатсри еифятина.осариш за уелублар комплекси та^лилини иоаб ииции, '"узапп'.: пуиктляр рппре.ч^пттгр.-

^янгинл аниклаш, гидрологии ма^сац учун барча кузатиш маълу-ыоглар ^аторини ииформацион ¡(ийматини ба^олащ.

5. Тоглардаги ^ор ^оплами характерисгикаларини ^исрб-лаш ва цор улчаш ыаълумотларини ¡;яр хиллигини уыумлаштириш, усухи услубини (ыетодини) ишлаб чициш, улар моъёри ва кузатиш пунктлари ва тогли х.авзаларнииг баландлик минтацалари буйича узгарувчашшк курсатки^ини ба^олаш, у.амда Урта Осиё тоглардаги 1{ор ^опл&ыи маълуыоти бир тизимга келтирилган у.олдагисини олиш учун "Тоглардаги тог соплами" маълумотиома-сини тузии.

6. Масофали (дистацион) зоидлаштирищ маълумотларини ама-лиётда. фордаланиили нар хил услублариак ишлаб чи^иш; тогли ^авзэлар, райсн ва бутун регион учун ^орларни тацсиманиш диагностикаси; оператив хариталаштирищ; иссицлик булиш услуби буйича цор за^ирасини ба^олаи; Ноплами Н0С1!Л б^лищ маълумотларини математик модель ва оцимни башорат ¡{илишни статистик моделида цуллаиг интеграл цор эоцирасини ^исоблаш ва уларнинг ицлимий узгарииши та>;лил цилиш*. тоглардаги бар^арор Кор цоплами режими характерисгикаларини ^исоблаш,' сунъий йул-доплардан таш^ари бом^а усуллар бажариб булмайди.

Олинган маълумотлар Узбекистон Реслубликаси Бошгй.цромети ва боща Давлатлар гидромет ^изматида цор эо^ирасинн оператив сунъий "йулдош, авиация ва ер устида уткаэилган кузати'ш маълумотларини тахлили асосида цор зоу.ирасини ба^олашца, сув прог-ноэини тузи еда, коплами режими характеристикалерини у.исоб-* лашда, хвль; кужалипи тармо^ларини маълумотлар билан .таъмичлаш Дуне кор музлик атл&сини тайёрд&вда фойцалакилган. ' -