Ледостав — процесс образования ледяного покрова¶
Ледостав — период в гидрологическом цикле, в течение которого реки, озёра и водохранилища покрываются льдом; одновременно процесс образования сплошного ледяного покрова на водном объекте. Термин относится к области гидрологии и ледоведения и является одним из ключевых понятий ледового режима внутренних водных объектов. Ледоставу противопоставляется период ледохода — времени, когда лёд оттаивает, разрушается и сходит с водной поверхности.
¶Определение и место в ледовом режиме
Ледовый режим водоёма описывается набором дат и периодов, среди которых:
- Ледостав — установление устойчивого ледяного покрова.
- Ледоход — движение и разрушение льда весной (осенью — подвижки и первичный ледоход).
- Закраины — прижатые ко дну и берегам участки льда, существующие в меженный период.
- Ледяной покров — сплошная ледяная толща, покрывающая водную поверхность.
Началом ледостава считается момент, когда на акватории устанавливается сплошной (или почти сплошной) ледяной покров, который более не сходит под действием ветра и течения. Дату эту фиксируют гидрологические станции и она входит в многолетние ряды наблюдений.
¶Этапы формирования льда
Ледостав — не мгновенное событие, а процесс, который в типичном случае проходит несколько стадий:
- Охлаждение воды до 0 °C. Осенью поверхностный слой воды остывает, плотность его растёт, происходит вертикальное перемешивание.
- Кристаллизация. При достижении температуры 0 °C на поверхности появляются первые кристаллы льда — так называемая «снежная крупа» или «ледяной песок».
- Шуга. Кристаллы слипаются, образуя вязкую массу — шугу (жидкий лёд), которая покрывает поверхность.
- Первичный ледоход. Шуга собирается в поля, которые при ветре и течении приходят в движение — это первичный (осенний) ледоход.
- Установление ледостава. После стабилизации температуры поля смерзаются, образуя сплошной ледяной покров.
На реках с выраженным течением процесс замерзания идёт медленнее, чем на озёрах и водохранилищах, где вода быстрее достигает гомогенной температуры.
¶Факторы, влияющие на ледостав
Сроки установления ледостава зависят от комплекса факторов:
- Климатические условия. Средняя многолетняя дата начала ледостава на крупных реках России смещается с севера на юг. На Северной Двине ледостав устанавливается в конце октября — ноябре, на Волге — в ноябре — декабре, на Дону — в декабре — январе.
- Гидрологический режим. Быстрое течение и большая глубина препятствуют замерзанию.
- Температура воды. Объёмная теплоёмкость воды высока, поэтому крупные водоёмы остывают медленнее.
- Снежный покров. Ранний снег, ложащийся на лёд, утепляет его и может задержать рост ледяной толщины.
- Рельеф и размеры акватории. Узкие протоки замерзают раньше широких плёсов.
¶Ледостав на реках России
Россия — страна с одним из наиболее продолжительных ледовых периодов в мире. На большей части территории ледостав устанавливается ежегодно. Средние сроки начала ледостава на ряде крупных рек:
| Река | Средняя дата начала ледостава |
|---|---|
| Обь (Салехард) | конец октября |
| Енисей (Красноярск) | ноябрь |
| Волга (Астрахань) | начало декабря |
| Волга (Кострома) | конец ноября |
| Дон (Ростов-на-Дону) | середина декабря |
| Амур (Хабаровск) | конец ноября |
На северных морях Северного Ледовитого океана ледостав в устьях рек наступает раньше, чем в среднем течении, из-за влияния холодных арктических воздушных масс.
¶Ледостав на озёрах и водохранилищах
На озёрах ледостав наступает позже, чем на реках сходного размера, но ледяной покров здесь более устойчив — отсутствие течения и вертикальное перемешивание воды позволяют льду быстро набирать толщину. На крупных озёрах (Ладожском, Онежском, Байкале) ледостав устанавливается в разные сроки: на Ладоге — в конце ноября — декабре, на Байкале — в январе — феврале, поскольку глубокая вода долго сохраняет тепло.
Водохранилища, особенно в нижних бьефах крупных ГЭС, часто не замерзают полностью из-за сброса относительно тёплой воды из подпорных зон. Ледостав на таких участках может вообще не наступать, а ледяной покров формируется только в отдалённых от плотины плёсах.
¶Значение ледостава
Ледостав имеет существенное хозяйственное и экологическое значение:
- Судоходство. С началом ледостава навигация на большинстве рек прекращается, что требует перераспределения грузопотоков на железнодорожный и автомобильный транспорт.
- Энергетика. Ледяной покров влияет на работу ГЭС: подлёдный сток, забор воды, состояние водозаборных сооружений.
- Рыболовство. Зимний лёд открывает сезон подлёдного лова.
- Гидрологические работы. Измерение толщины льда, снегозапаса на льду и состояния ледяного покрова проводятся в рамках ледовой съёмки.
- Безопасность. Ледостав и связанный с ним ледоход — период повышенной опасности: паводки весной нередко вызывают зажоры и подтопления.
¶Ледостав и климатические изменения
Наблюдения последних десятилетий показывают тенденцию к более поздним срокам установления ледостава и более раннему ледоходу на ряде рек России, особенно в южных и средних широтах. Средняя продолжительность ледового периода сокращается, что связано с ростом среднегодовых температур. На реках Западной Сибири и Поволжья сдвиг даты ледостава на поздние сроки составляет в среднем от нескольких дней до двух недель по сравнению с серединой XX века.
¶Источники
- Государственный водный реестр Российской Федерации
- «Руководство по гидрологическим прогнозам», Гидрометеоиздат
- Труды Гидрологического института (Гидрометцентр России)
- Большая географическая энциклопедия
- Ледоведение: учебное пособие, издательство МГУ