Небольшие бассейны-лаборатории созданы во многих горных районах мира. При выборе их ученые стремятся к тому, чтобы рельеф, климат, растительность, геологические и другие природные условия были по возможности характерны для горной страны в целом. Выполнение условия репрезентативности (представительности) позволяет использовать результаты исследований для характеристик больших территорий. Так, изучая под микроскопом жизнь в капле воды, мы распространяем найденные закономерности на все озеро, из которого взята эта капля. В нашей стране бассейны-лаборатории функционируют на Кавказе, в Средней Азии, на Алтае, в Саянах и в горах Северо-Восточной Сибири. Они есть в горных районах Чехословакии, Болгарии, в Скандинавских горах, Альпах, в горах Северной Америки и Японии.
Но как бы ни были тщательны и детальны исследования в репрезентативных горных бассейнах, они, конечно, не могут охватить бесконечного разнообразия в распределении снега выпавшего и отложенного. Ведь в горах часто на одном склоне хребта большие снега заваливают дороги, поселки, пастбища (весной здесь бушует бурный и нередко опасный поток талых вод), а на другом склоне этого же хребта земля едва припорошена снегом (талые воды быстро иссякают весной, почва высыхает и бывает не в силах напоить даже скудную растительность).
Такие контрасты понятны: ведь склоны по-разному обращены, во-первых, к направлению господствующих ветров, несущих влагу, во-вторых, к полуденному жаркому солнцу. Если вторая характеристика для данного склона постоянна, то первая может существенно меняться каждый год и от века к веку. А если так, то понятно, что необходим постоянный учет осадков и запасов снега если не во всех, то, по крайней мере, во многих бассейнах горной страны. При этом, естественно, под контроль важно брать прежде всего бассейны, дающие воду на орошение полей, гидроэлектростанциям и промышленным предприятиям. Пока основные потребители талых вод сосредоточены главным образом в горах Средней Азии и Кавказа. Но все большее значение приобретают исследования снегов таких горных районов, как Алтай, Урал, Саяны, Прибайкалье и Забайкалье, Северо-Восточная Сибирь и Камчатка.
Сегодня к завтра снегомерной съемки. Учет запасов снега в горах СССР проводят сотрудники снегомерно-гидрографических партий управлений Гидрометслужбы. Сотни километров проходят они по долинам со съемкой, взбираются на мало-мальски доступные склоны к суммарным осадкомерам. Работа эта при всей ее необходимости чрезвычайно трудна, опасна и пока недостаточно эффективна. Поэтому ведется интенсивный поиск новых методов измерения запасов снега.
Можно, например, использовать вертолет, который будет быстро перебрасывать снегомерщиков из одной точки в другую, но он «не любит» садиться в глубокий рыхлый снег и приземляться на склонах. Однако приземляться оказывается и необязательно. Во многих горных бассейнах можно увидеть высокие рейки из швеллерного железа с приваренными к ним через 0,5 м широкими поперечными планками. Рейки выкрашены в черный цвет и издалека видны на фоне снега. Отсчет высоты снежного покрова по ним делается из летящего вертолета с помощью бинокля. Но плотность, а значит, и массу снега таким способом не измерить.
Если с осени поместить на поверхности земли источник радиоактивного излучения, то весной из-под снежной толщи к измерительному прибору, установленному на вертолете, придет его ослабленный импульс. По величине излучения, ослабленного слоем снега, накопившегося над источником, можно определить его массу. Несмотря на значительные технические трудности в ряде мест этот способ нашел применение. Было предложено еще одно, весьма неожиданное решение проблемы. К поверхности земли постоянно мчится поток частиц высоких энергий – космическое излучение. Регистрирующий его прибор, погруженный под снег, как и в предыдущем случае, зафиксирует ослабление потока, пропорциональное величине запаса снега. Эту информацию можно получить прямо на метеостанции, если подключить к прибору радиопередатчик или электрический провод. Дистанционный принцип измерения в горах очень удобен, так как избавляет человека от трудностей и опасностей. По такому принципу устроен и прибор, называемый радиоосадкомером. Он сам собирает выпадающие атмосферные осадки, сам их взвешивает, превращает результат сначала в электрические, а затем в электромагнитные импульсы, сам посылает их в эфир.
Но перечисленные методы страдают одним недостатком: осадки или запас снега определяются в точке, а это означает, что по одной капле мы пытаемся судить обо всем озере. Такие измерения дают не абсолютную величину массы накопившейся в бассейне воды, а некоторый индекс, более или менее тесно связанный с ней. Чем теснее эта связь, тем увереннее использует ее гидролог-прогнозист для заблаговременного предсказания общего объема стока, высоты половодья и других важных характеристик.
Однако не может быть полной гарантии того, что где-то в недоступных местах бассейна не накопилось необычно много или. наоборот, необычно мало снега. А значит, не может быть и полной гарантии точности составленного прогноза. Поэтому необходим площадной метод снегосъемки, принципиально отличный от точечного.
Поиск ведется сейчас в трех основных направлениях, непосредственно связанных с использованием авиации, а в дальнейшем, вероятно, и искусственных спутников Земли. Метод аэрофотосъемки уже давно с успехом применяется в исследовании нашей планеты. Именно с его помощью удалось составить точные и подробные карты огромных территорий. При этом каждая точка на такой карте строго фиксируется не только в плане, но и по абсолютной высоте с помощью стереоскопического эффекта. Установленный на самолете фотоаппарат снимает местность и как бы рассматривает каждую деталь поверхности земли под разными углами зрения.
Если высота полета известна, то с помощью специального прибора можно определить и высоту любой точки над каким-нибудь фиксированным уровнем. Зимой высота будет больше, чем летом, на величину, равную толщине снежного покрова. Но уловить эту разницу нелегко из-за однообразия снежной поверхности, отсутствия на ней деталей, отчетливо видных на фотоснимке. Положение становится лучше после оттепели или ветреной погоды, когда выявляется своеобразный микрорельеф и загрязняется снег. Первые опыты снегосъемок аэрофотометодом дали неплохие результаты.
Выше мы уже встречались с искусственным источником радиоактивного излучения в роли измерителя массы снега. Но таким источником, оказывается, может быть большинство естественных почво-грунтов (за исключением обычно лишь заболоченных участков земной поверхности). Если на самолете установить высокочувствительный радиометр и летом зафиксировать естественный фон излучения, то ослабление его зимой будет соответствовать величине запасов снега. Опробование этого метода в нашей стране дало обнадеживающие результаты. В горах серьезным препятствием для его использования может оказаться большая изменчивость самого фона излучения, превосходящая, быть может, изменчивость снежного покрова.
Радиолокация, как известно, является в наше время одним из самых точных и быстрых способов определения расстояний. Направляя сверху на покрытую снегом землю радиолуч, в приемном устройстве (схеме с усилителем отраженных сигналов и осциллографом) мы получим два радиоэхо: от поверхности земли и от поверхности снега. Время между приходом сигналов, умноженное на скорость распространения радиоволны, даст, очевидно, толщину снежного покрова.
Три описанных выше способа снегосъемок – это методы недалекого будущего. Вероятно, появятся вскоре и другие принципиально новые решения проблемы. Нетрудно представить себе, что когда-нибудь техник специального снегомерного самолета (или космической станции-спутника) будет главным образом следить за работой автоматического прибора, выдающего непрерывную ленту с картой распределения запасов снега. Внизу он увидит непроходимые громады заснеженных гор, грозные клубы лавин; и обвалов, искристую дымку метели и все виденное дополнительно нанесет на карту, опишет в дневнике, отснимет киноаппаратом.
