Сухие долины Мак-Мердо (MDV) представляют собой полярную пустыню со среднегодовой температурой -18 °C . По существу, все осадки выпадают в виде снега и могут выпадать в любое время года. Дожди случаются время от времени, но редко доходят до дна долины, и только в виде нескольких капель. Несмотря на около 40 с лишним лет научных исследований, мало что известно о масштабах и пространственном распределении снегопадов в долинах.
Снег является важнейшим источником влаги для микробно доминирующих экосистем в почвах Сухих Долин. А картина снегопадов важна для пространственного структурирования сухой и ледяной вечной мерзлоты.
В прибрежных районах выпадает больше снега, чем во внутренних районах, где прибрежные районы имеют больше льда - плотной вечной мерзлоты, чем более сухие внутренние районы.
Снегопад, имеет решающее значение для выживания крупных подземных ледовых залежей. Некоторые из этих ледниковых залежей имеют возраст > 106 лет , но как они поддерживаются в течение этого времени, остается загадкой.
Кроме того, вблизи побережья обычно наблюдается ледяная мерзлота и массивный лед и считаются остатками последнего ледникового периода >6000 лет. Эти массивные ледяные залежи и другие неизвестные отложения играют важную роль в современной гидрологии Сухих долин, когда они тают во время десятилетнего потепления.
По сравнению с окружающими ледниками, они вносят незначительный водный поток, но при этом снабжают ручьи и озера в долинах, влияющих на биогеохимию почв, ручьев и озер, концентрированными солями из тающего льда или растворенными в соляных отложениях в других сухих почвах. Снег важен для поддержания ледников в долинах, и измерения накопления снега проводятся на нескольких ледниках.
Летние снегопады на ледниках имеют решающее значение для гидрологии долин. Снег увеличивает альбедо поверхности льда и изменяет условия энергетического баланса таким образом, что для таяния остается мало энергии. Снегонакопление всего лишь на несколько сантиметров в значительной степени устраняет таяние ледников, а сток из ледников замедляется до капельницы. Для лучшего понимания масштабов снегопадов и их пространственно-временных закономерностей используются различные методы для объема определения снега.
Описание MDV
Долина расположена на прибрежной окраине Антарктического континента (77.5 ° ю.ш., 163 ° в.д.) в южной части штата Виктория. Лишь 2% Антарктики свободны ото льда, и MDV является крупнейшим без ледовым регионом на континенте с площадью около 2000 км2 бесснежного пространства. Трансантарктические горы блокируют поступление льда из Восточно-Антарктического ледового щита, который в противном случае покрывал бы долины.
В некоторых местах выход ледников из ледникового покрова впадает в долины, но заканчивается задолго до достижения побережья. Кроме того, в горах образуются многочисленные небольшие альпийские ледники, которые текут на дно долины. Долины характеризуются скалистой песчаной почвой, лишенной сосудистой растительности.
Биология MDV ограничивается микробными формами с чрезвычайно низким биоразнообразием и короткими пищевыми цепочками. Эфемерные ручьи, берущие свое начало в виде талой ледниковой воды, снабжают ледниковыми озерами в долинах.
Полярный климат региона характеризуется продолжительной темнотой в середине зимы и постоянным солнечным светом в середине лета. Средняя температура воздуха составляет около -17 °C, зимой - минимум -40 °C, а летом - несколько градусов выше нуля .
В долине Райт годовые значения снегопада составляли 7-11 мм в эквиваленте воды, большая часть которых потеряна в результате сублимации. Каталитические ветры являются типичной особенностью регионального климата, они обычно происходят зимой и реже летом.
Эти плотные ветры спускаются с полярного плато в MDV со скоростью до 37 м с-1, и их адиабатическое потепление может повысить температуру воздуха на 30 °C менее чем за несколько часов. Снег может переноситься через каталитические ветра с Полярного плато на MDV, выступая в качестве атмосферного явления.
Информации о снегопадах MDV мало. Отмечался снегопад каждый месяц в году, за исключением одного года, когда восемь месяцев не было снегопадов . Плотность выпадения снега довольно низкая, минимальное значение составляет 60 кг м3 водного эквивалента и среднее значение 100 кг м3.
Пространственные закономерности осадков были выведены по измерениям накопления снега на ледниках, а временные закономерности были выведены из снежных ям. Однако накопление снега происходит в результате увеличения массы вследствие выпадения снега и потери массы в результате абляции, следовательно, накопление дает лишь приблизительное представление об осадках.
Мареографы были трех типов:
- взвешивающее ведро
- опрокидывающееся ведро, оба из которых обеспечивали измерение снегопада в водном эквиваленте
- звуковой рейнджер, обеспечивающий измерение расстояния до поверхности, давая высоту снега.
Различают два вида снежных явлений: дрейф ветра и прямые осадки. Накопление снега во время этих событий считается дрейфом ветра. После удаления каталитических событий годовые осадки на каждом участке варьировали от 36 до 80% годового накопления с общим средним значением около 50%. Максимальное значение годового снегонакопления в 2004 г. составило 98 мм кв.м. на участке покрова, из которых осадки составили всего 52 мм кв.м. (53%).
Для двух участков с относительно длинными рекордами - Бухты и озера Бонни - доля прямых снегопадов на каждом участке составила 50 и 43%, соответственно. Более серьезные каталитические события переносят наносы, которые также были зафиксированы датчиками взвешивания в ковшах.
Ежемесячные значения накопления снега показывают малое постоянство сезонности на озере Бонни, близ вершины Тейлорской долины. Но в бухте Исследователей, недалеко от побережья, снег больше всего зимой с марта по сентябрь.
Напротив, на близлежащей станции Мак-Мердо (∼60 км) выпадает гораздо больше снега, но нет сезонности. Для Долины Тейлор, учитывая очень низкие значения накопления/выпадения осадков, любая метель может сдвинуть сезонный или месячный баланс накопления снега.
Осадковая тень уменьшается к северу от долины Виктории. Внутри долин осадки увеличиваются по мере повышения уровня моря и уменьшаются от береговой линии внутри страны. Локальный максимум осадков в устье Долины Тейлора, вероятно, связан с сближением юго-западного каталитического стока в зимний период по мере его замедления при достижении устья Долины Тейлора. Подъем здесь может быть усилен юго-восточными ветрами, которые обычно стекают с шельфового ледника Росса в район залива Мак-Мердо.
В отличие от долин к северу (Райт, штат Виктория), долина Тейлор открыта для океана без значительного подъема уровня моря для увеличения количества осадков в результате вынужденного подъема. В каждой долине выпадает минимум осадков.
Долгосрочные тенденции за 12 лет рекордного пребывания на озере Бонни указывают на увеличение количества снега со временем. Однако эта тенденция не является значительной, поскольку наибольшее количество снегопадов выпадает за последние 3 года, а также из-за неопределенности измерений, связанной с крайне низкими значениями.
