Статья: Изотопный состав зимнего снега на хребте Аибга (Красная Поляна), Западный Кавказ

Выводы

В поверхностном снеге на хребтах Аибга и Псехако в 2010 г. значения д¹⁸О изменяются от -17,2‰ на высоте 562 м до -9,2‰ на высоте 1477 м, значения д²Н от -118,4 до -98,3‰ соответственно. В общем диапазоне высот выражен «обратный» высотный изотопный эффект с градиентом изменения значений д¹⁸О 0,22‰/100 м (д²Н = 2,23‰/100 м).

В свежеотложенном снеге 2017 г. на хребтах Аибга вдоль трассы «Карусель» значения д¹⁸О составили от -16,32 до -27,6‰ (среднее = -23,3‰), д²Н от -102,2 до -197,3‰ (среднее = -160,7‰), d_exc от 19,6 до 32 (среднее = 25,6‰). В диапазоне высот 965-2130 м высотный градиент для д¹⁸О составил -0,27‰/100м, и -2,36‰/100 м для д²H. В этом же диапазоне высот величина дейтериевого эксцесса слабо растет, при этом увеличивается диапазон вариаций от 2 ‰ в нижней части склона до 8‰ на высотах 1810-2050 м. Снег этого же снегопада, отобранный через 3 и 4 дня после выпадения, на соседних склонах (вдоль трассы Роза Хутор, северо-восточный и южный склон) имел более высокие значения д¹⁸О и д²Н (от -15 до -21 и от -95,6 до -149,6‰, соответственно), а среднее значение dexc составило 30‰ (от 17,1 до 42,3‰). Высокие значения дейтериевого эксцесса могут быть связаны с тремя причинами: 1) сама воздушная масса, которая долгое время находилась над внутриконтинентальными районами, изменила свои изотопные характеристики из-за рециклинга влаги, 2) условиями конденсации, когда адиабатическое охлаждение воздушной массы приводит к выраженному изотопному исчерпанию в выпадающих осадках, больше выраженному для д¹⁸О, чем для д²Н и 3) постседиментационными процессами, происходящими на поверхности снежного покрова. Возможно, изотопный состав снежного покрова в Красной поляне сформирован под влиянием всех этих трех факторов. Наибольшее затруднение в интерпретации полученных изотопных параметров связано с выявленной большой вариативностью значений d_exc в снеге одного периода и одного горного склона.

Библиография

1. Dansgaard W. Stable isotopes in precipitation // Tellus, 1964, vol. 16, no 4, p. 436-468.

2. Araguas-Araguas L., Froehlich K., Rozanski K. Deuterium and oxygen-18 isotope composition of precipitation and atmospheric moisture // Hydrological Processes, 2000, vol. 14(8), p. 1341-1355.

3. Craig H. Standards for reporting concentrations of deuterium and oxygen-18 in natural waters // Science, 1961, no. 133, p. 1833-1834.

4. Rozanski K., Araguas-Araguas L., Gonfiantini R. Isotopic patterns in modern global precipitation // Climate Change in Continental Isotopic Records, Geophysical Monograph 78. American Geophysical Union. 1993, p. 1-36.

5. Merlivat L, Jouzel J. Global climatic interpretation of the deuterium - oxygen-18 relationship for precipitation // Journal of Geophysical Research, 1979, vol. 84, p. 5029-5033.

6. Kreutz K. J., Wake C. P., Aizen V. B., Cecil L. DeWayne, Synal H.-A. Seasonal Deuterium Excess in a Tien Shan Ice Core: Influence of Moisture Transport and Recycling in Central Asia // Geophysical Research Letters, 2003, vol. 30, iss. 18, p. 1922

7. Pang Z H, Kong Y L, Froehlich K et al. Processes affecting isotopes in precipitation of an arid region // Tellus B, 2011, vol. 63, p. 352-359. doi: 10.1111/j.1600-0889.2011.00532.x

8. Олейников А.Д. Снежные ресурсы района Красной Поляны (Западный Кавказ) // Лёд и Снег, 2013, № 4 (124), c. 83-94.

9. Draxler, R.R., Rolph, G.D., HYSPLIT (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) Model access via NOAA ARL READY Website (http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php). NOAA Air Resources Laboratory, Silver Spring, MD. 2011.

10. Rolph, G.D. Real-time Environmental Applications and Display sYstem (READY) Website (http://ready.arl.noaa.gov). NOAA Air Resources Laboratory, Silver Spring, MD. 2011.

11. Moser H., Stichler W. Deuterium measurements on snow samples from the Alps // Isotope Hydrology, 1970, IAEA Symposium 129, March, 1970, p. 43-57.

12. Niewodniczaсski J., Grabczak J., Baraсski L., Rzepka J. The altitude effect on the isotopic composition of snow in high mountains // Journal of Glaciology, 1981, vol. 27, p. 99-111.

13. Poage M.A., Chamberlain C.P. Empirical relationships between elevation and the stable isotope composition of precipitation and surface waters: considerations for studies of paleoelevation change // American Journal of Science, 2001, vol. 301, no. 1, p. 1-15.

14. Moran T.A., Marshall S.J., Evans E.C., Sinclair K.E. Altitudinal Gradients of Stable Isotopes in Lee-Slope Precipitation in the Canadian Rocky Mountains // Arctic, Antarctic and Alpine Research, 2007, vol. 39, no 3, p. 455-467.

15. Васильчук Ю.К., Чижова Ю.Н., Папеш В., Буданцева Н.А. Высотный изотопный эффект в снеге на леднике Гарабаши в Приэльбрусье // Криосфера Земли, 2005, том 9, № 4, с. 72-81.

16. Pang H.X., He Y.Q., Lu A.G., Zhao J.D., Ning B.Y., Yuan L.L., Song B., Zhang N.N. Comparisons of stable isotopic fractionation in winter and summer at Baishui Glacier No. 1, Mt. Yulong // Acta Geogr Sin., 2006, vol. 61(5), p. 501-509.

17. Sokratov S.A., Golubev V.N. Snow isotopic content change by sublimation // Journal of Glaciology, 2009, vol. 55, no. 193, p. 823-828.

18. Екайкин А.А. Стабильные изотопы воды в гляциологии и палеогеографии. Методическое пособие. С.-Пб.: 2016. 68 с.

19. Pang Z., Kong Y., Froehlich K., Huang T., Yuan L., Li Z., Wang F. Processes affecting isotopes in precipitation of an arid region // Tellus, 2011, vol. 63, iss. 3, p. 352-359. DOI: 10.1111/j.1600-0889.2011.00532.x.

20. Васильчук Ю.К, Чижова Ю.Н., Папеш В. Тренд изотопного состава отдельного зимнего снегопада на северо-востоке Европы // Криосфера Земли, 2005, том. 9, № 3, с. 81-87.

21. Ciais P., Jouzel J. Deuterium and oxygen 18 in precipitation: Isotopic model, including mixed cloud processes // Journal of Geophysical Research, 1994, vol.99, iss. D8, p. 16793-16803.

22. Gat J.R., Carmi I. Evolution of the isotopic composition of atmospheric waters in the Mediterranean Sea Area // Journal of Geophysical Research, 1970, vol. 75, p. 3039-3048.

23. Froehlich K., Gibson J.J., Aggarwal P. Deuterium excess in precipitation and its climatological significance // Study of Environmental Change using Isotope Techniques. Proceedings, Vienna, International Atomic Energy Agency (IAEA), 2001, p. 54-66.