Третья — это температурное сокращение снежного пласта. Оно возникает в результате резких колебаний температуры воздуха. Снег пластичен при температуре около 0° и становится хрупким с понижением температуры, Если снежный покров, лежащий на склоне, уплотнен, он может находиться в напряженном состоянии, т.е. иметь зоны сжатия и растяжения (надо отметить, что на изменения внешних условий пласт реагирует как единое целое). При этом вследствие резкого охлаждения в снегу возникают трещины. Разрыв снежного пласта может вызвать лавину, если давление сдвига превысит силы сцепления.
Четвертая — ослабление связей при снеготаянии. С появлением воды под поверхностью снега происходит ослабление или разрушение связей как между кристаллами или зернами фирна, так и между слоями снега. В зависимости от интенсивности снеготаяния и глубины промачивания снежной толщи формируются разные типы лавин. При радиационном таянии снега, захватывающем тонкий слой, на южных склонах образуются мелкие поверхностные лавины. При оттепелях (особенно с теплым ветром или дождем) образуются мокрые лавины средней мощности; при этом верхний (влажный) слой снега соскальзывает по нижнему, не затронутому процессами фильтрации воды. При продолжительных оттепелях и дождях, когда промачивается вся толща снега, возникают мощные грунтовые лавины, движущиеся по грунту и захватывающие массу обломочного материала.
4. Классификация лавин
Изучение основных причин, вызывающих лавины, помогает подойти к проблеме подразделения лавин на главные типы, т.е. к их классификации. Существует несколько классификаций лавин, в основу которых положены разные признаки: тип снега (рыхлый или плотный), содержание в снегу воды, характер движения, поверхность скольжения, морфология пути. Разделение лавин на основные типы дано в табл. 1.
Однако общая классификация лавин должна отражать наиболее существенные их признаки и служить практическим целям организации защиты от лавин. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают два подхода к подразделению лавин на главные типы. Первый генетический — исходит из учета причин схода лавин, о которых говорилось выше; ценность его состоит в возможности разработки прогноза наступления лавинной опасности. В основе второго подхода лежат учет рельефа снегосборного бассейна и пути движения лавины. Этот принцип подразделения лавинных аппаратов позволяет рассчитывать объемы и дальности выброса лавин, т. е. необходим при картировании лавиноопасных территорий.
4.1 Генетическая классификация лавин
Генетическая классификация лавин, наиболее полно разработанная советским исследователем В.Н. Аккуратовым, включает следующие классы и типы лавин.
I. Класс сухих (холодных) лавин. Состоят такие лавины обычно из сухого снега; сходят преимущественно зимой; пути схода строго не ограничены — могут сходить по ровному склону и частично по воздуху. Они имеют максимальную скорость, могут образовать воздушную волну. К классу сухих относятся следующие типы лавин:
1. Лавины из свежевыпавшего снега. Такие лавины возникают из-за перегрузки склонов при продолжительных снегопадах. Для схода лавин достаточно 0,3—0,5 м свежего снега. В многоснежных районах умеренного климата этот тип лавин является основным.
2. Лавины из метелевого снега. Причина их возникновения — большая скорость роста составляющей силы тяжести на склоне. Это наиболее характерный тип лавин для районов с умеренно холодным климатом и бурным ветровым режимом.
3. Лавины, связанные с перекристаллизацией снега и образованием слоев глубинной изморози (силы сцепления в которых ослаблены). Обычно редкие, но мощные лавины.
4. Лавины температурного сокращения снежного покрова. Эти лавины возникают в результате резкого понижения температуры воздуха. Также редкий тип лавин.
II. Класс мокрых (теплых) лавин. Формируются такие лавины из влажного или из мокрого снега; сходят они преимущественно весной; пути схода обычно постоянны; движение осуществляется по нижним горизонтам снега или по грунту; скорость движения меньше, чем у сухих лавин; воздействие связано главным образом с давлением тяжелых (пропитанных водой) масс снега.
1. Лавины, возникающие в результате радиационных оттепелей. Это маломощные лавины южных (солнечных) склонов.
2. Лавины, связанные с оттепелями и весенним снеготаянием, обычно состоят из влажного, реже мокрого снега. Поверхностью скольжения служит обычно поверхность раздела слоев снега, т.е. лавины относятся к категории пластовых (рис. 3 а, б, в).
3. Грунтовые лавины формируются весной из мокрого, полностью пропитанного водой снега, вследствие продолжительных оттепелей и дождей или при бурном снеготаянии во время фенов. Сходят всегда по определенным путям, поэтому, как правило, имеют названия. Переносят значительное количество обломочного материала. Грохот этих лавин жители Альп называют «лавинным громом». Наиболее разрушительные в классе мокрых лавин.
4.2 Морфологические типы лавин
Морфологии лавиносбора и движению лавин придается большое значение в комплексной классификации лавин, разработанной советским гляциологом профессором Г.К. Тушинским. Учет морфологии необходим для изучения движения лавин и анализа режима лавинной деятельности. В природных условиях морфология лавинных аппаратов довольно разнообразна; с изменением ее связаны различия в объемах выноса и режиме лавин. В мелких эрозионных врезах на склонах гор, или в тектонических трещинах, формируются небольшие лавины. Заполнение снегом трещин происходит быстро, за счет метелевого переноса снега ветрами, дующими вдоль долины. Лавины такого морфологического типа довольно часты — сходят они несколько раз в год.
Лавины, формирующиеся в крупных лавиносборах, которыми служат денудационные воронки или разрушенные кары, сходят реже. Однако они очень велики и достигают катастрофических размеров. Именно для лавин этого морфологического типа (из сухого снега) характерна разрушительная воздушная волна. В аналогичных условиях рельефа образуются и наиболее мощные грунтовые лавины. Учет морфологии лавинного аппарата позволяет получить представление об объемах лавин и режиме лавинной деятельности.
4.3 Категории форм рельефа
Можно выделить три наиболее характерные категории форм рельефа, на которых формируются существенно различные морфологические типы лавин.
4.3.1 Ровные склоны
На них широким фронтом происходит соскальзывание снега; границы лавины не очерчены отчетливо и могут сильно варьировать от года к году. Это осовы, напоминающие поверхностные оползни в грунтах. Объемы и дальность выноса осовов, как правило, невелики, но они опасны неупорядоченностью проявления и отсутствием хорошо опознаваемых следов схода лавин.
4.3.2 Узкие денудационно-тектонические и эрозионные врезы, развивающиеся обычно на невысоких склонах
Основная особенность этих форм — незначительная площадь лавиносбора, а значит, ограниченные объемы лавин. В узких врезах, заканчивающихся иногда мелкими водосборными воронками, формируются типичные средние по мощности лотковые лавины. Для них характерны постоянные пути схода и образование конуса выноса, который отчетливо выражен в рельефе.
4.3.3 Широкие денудационные лога
Широкие денудационные лога, заканчивающиеся в верхней зоне склона обширными водосборными воронками, полуразрушенными или действующими карами с современными ледниками. Эти формы занимают обычно весь склон — от водораздельного гребня до дна долины. Путь схода лавины и зона ее отложения из года в год меняются. Конкретные лавины меняют пути схода и участки аккумуляции в связи с тем, что место отрыва и объем захваченных по пути снежных масс варьирует от года к году. Лавины, формирующиеся в этих условиях рельефа, являются наиболее мощными и разрушительными.
Таковы основные генетические и морфологические типы лавин. Однако в природе четкое подразделение лавин по их генезису и морфологии часто оказывается затруднительным. Это объясняется непрерывностью процессов, идущих в снежной толще и в атмосфере, высотной поясностью климата и ландшафтов в горах, постепенным характером перехода одних форм рельефа в другие. Так, например, лавина, начавшаяся как сухая из плотного снега близ ледника, вовлекает в движение массы мокрого снега, лежащие в эрозионном логу в пределах альпийской зоны. Незначительная перегрузка склона во время снегопада или метелей может вызвать сход мощной лавины, если в толще снега сформировался к этому времени горизонт глубинной изморози. Ровные плоские склоны в горах встречаются редко, чаще они имеют уступы, гряды, ложбины. В таких ложбинах образуются небольшие, но опасные для зимних туристов лавины; они занимают промежуточное положение между лавинами плоских склонов (осовами) и лавинами денудационных врезов (лотковыми). Таким образом, существует много сложных по генезису или переходных по морфологии типов лавин.
4.4 Рельеф как фактор лавинообразования
Рельеф — один из основных компонентов, обусловливающих лавинную опасность. Наличие и степень лавинной опасности при достаточном количестве снега в значительной степени определяются характеристиками рельефа. Абсолютная и относительная высота, крутизна и ориентация склонов, форма поперечного профиля долин, ширина днищ и водоразделов влияют на форму, размеры и распределение в пространстве лавинных очагов, повторяемость, типы, силу удара и дальность выброса лавин, т.е. практически на все аспекты лавинной деятельности.
На лавинную деятельность влияют абсолютная высота, крутизна и ориентация склонов, глубина и густота расчленения рельефа, формы и размеры элементов рельефа, шероховатость поверхности. Параметры лавинного очага обусловливают разрушительную силу отдельных лавин. Лавинная опасность горной территории определяется морфологическими и морфометрическими спектрами лавинных очагов, характером их размещения в пространстве. При оценке лавинной опасности необходимо различать и дифференцированно анализировать лавинные очаги, лавинные бассейны и лавиноопасные территории.