И вот мы в другом домике, установленном на фирновом поле. Солнце нещадно палит, но в сухом разреженном воздухе ясно ощущается легкий мороз. Работать здесь труднее из-за недостатка кислорода. Каждое движение требует непривычных усилий. Но наблюдатели действуют так же . четко, как внизу. Статьи прихода, статьи расхода тепла – ледниковая бухгалтерия в действии.

Оказывается, что суммарная солнечная радиация здесь несколько больше, чем у нижнего домика, вследствие большей прозрачности атмосферы. А таяния нет и в помине – сухой сыпучий снег под ногами не оставляет в этом сомнения. Куда же исчезают 120 кал/кв. см, усваиваемых ледником, почему не образуются положенные 1,5 г/кв. см такой воды?

Мы греем озябшие руки у калорифера. Тепло он него чувствуется даже на значительном расстоянии. Это тоже радиация. Ведь ее излучает любое нагретое тело. Разница только в длине волн, несущих энергию. В отличие от раскаленной поверхности Солнца, излучающей основную энергию в коротковолновом диапазоне, калорифер «работает» на длинных волнах.

Ледник в принципе тот же калорифер. Температура его поверхности равна 0° только по шкале Цельсия. По абсолютной же шкале Кельвина его температура выразится внушительной цифрой .273 . К этому надо добавить еще одно замечательное свойство снега: он белый только в коротковолновой части спектра. Длинные же волны снег излучает почти так же, как абсолютно черное тело. В этом отношении, как ни странно, снег и сажа родственны.

Теперь нам становится понятной необходимость большого количества приборов в домике и на площадке около него. На разных уровнях над ледниковой поверхностью установлены психрометры, измеряющие температуру и влажность воздуха. Рядом на этих же высотах – анемометры, дающие скорость ветра.

Вглубь льда уходят провода с электротермометрами. Они регулярно фиксируют температуру, определяющую еще один, хотя и небольшой поток тепла, направленный на прогревание «озябшего» за зиму тела ледника. В приходо-расходной книге он записывается в графе расходов тепла. При этом соответственно уменьшается затрата тепла на таяние льда, то есть главная статья бюджета.

За долгую зиму верхние слои льда выхолаживаются, а в течение лета постепенно прогреваются, но волны холода и тепла оказываются не в силах проникнуть глубоко: ведь лед является неплохим теплоизолятором, и на глубине 10–15 м температура почти постоянна. На графике видно, как распределяется температура в толще языковой части одного из ледников Урала в начале и в конце периода таяния. Площадь между двумя кривыми пропорциональна тому количеству тепла, которое идет на ликвидацию зимнего холода. Чтобы выразить ее в калориях, достаточно помножить теплоемкость льда (0,5 кал/г.град) на его плотность (0,9 г/куб. см), глубину проникновения тепловой волны (в сантиметрах) и среднее по глубине изменение температуры (в градусах). В нашем примере О,5Х0,9Х 1000X1,8 = 810 кэл/кв. см. Таким образом, ледник как бы недодает 10 г/кв. см талой воды (800 кал/кв. см : 80 кал/г). Это немного. Ведь за лето здесь стаивает 250 см снега с плотностью 0,4 г/куб. см и 150 см льда с плотностью 0,9 г/куб. см, то есть всего 235 г/кв. см. Но в районах с суровой и малоснежной зимой соотношение затрат тепла на прогревание и таяние льда существенно изменяется.

Тепло к леднику поступает не только сверху, но и снизу. Тепловой поток, идущий из недр Земли, называют геотермическим. Обычно его величина незначительна: всего около 40 кал/кв. см за год, что эквивалентно количеству талой воды 0,5 г/кв. см. Но в вулканических районах, таких, как Камчатка, он может быть в десятки раз больше и занимать заметное место в приходо-расходе тепла.

Заканчивается короткое ледниковое лето. Хрустящие ледяные корочки покрывают наледниковые озерца, замолкают ручьи. Вот и первый снег запорошил сначала фирновый бассейн, а потом и весь ледник. Еще идет слабое таяние, но нового снега добавляется все больше. В момент, когда накопление снега превосходит по величине таяние, заканчивается период абляции и начинается период аккумуляции. Этот момент гляциологи считают новым бюджетным годом ледника и начинают новую книгу прихода и расхода его массы.

Заглянем на ледник в конце периода абляции. На его поверхности, как иглы ежа, торчат абляционные рейки. По ним и подводятся итоги бюджетного года. Вот рейка в нижней части зоны абляции. Всего три месяца назад она чуть-чуть возвышалась над снегом. Сейчас до ее верхушки не достанет самый высокий человек: стаял не только весь снег, но и несколько метров льда под ним. Общая масса стаявшего снега и льда заносится в графу «суммарная абляция ледниковой поверхности», а масса старого стаявшего льда – в графу «чистая абляция». Первая графа интересует гидрологов. Это водоотдача ледника за год. Вторая важна для гляциологов. Она характеризует дефицит массы ледника в зоне абляции.

Чем выше мы будем подниматься вверх по леднику, тем меньше окажется величина чистой абляции, и наконец у рейки, у которой стаял только накопившийся за зиму снег, чистая абляция будет равна нулю. Выше этой рейки начинается область аккумуляции.

Горы не только создают плацдарм для накопления снега, но и самым активным образом вмешиваются в атмосферные процессы, приводящие к выпадению осадков. Они заставляют потоки воздуха взмывать вверх, охлаждаться и конденсировать пар. При этом чем больше влаги содержит в себе воздух и чем интенсивнее и выше подбрасывают его стоящие на пути горы, тем больше выпадает снега.

В западных хребтах Кордильер на Аляске создается замечательно благоприятное для оледенения сочетание высоких и массивных гор, стоящих на пути сильных и влажных ветров с Тихого океана. Именно поэтому на обширных площадях высокогорий за год накапливаются десятиметровые толщи снега. И даже на высотах 0,5–1 км над уровнем океана, где еще довольно теплое лето, такие снежные толщи не успевают стаять. А значит, отсюда и начинается область питания ледников. Она не только занимает огромные площади, но и ежегодно приходует многометровые толщи чистой аккумуляции. Вот почему, несмотря на интенсивное таяние, благополучно существует лежащая среди лесов ледяная лопасть Маляспина и другие низко спускающиеся ледниковые языки. Богатые снегом горы непрерывно готовят лед и также непрерывно доставляют его вниз взамен стаявших на языке слоев.

Ледовая река! При взгляде на горно-долинные ледники, особенно издалека, сравнение их с реками приходит на ум само собой. Как и вода, лед заполняет нижнюю часть долины и движется по ней сверху вниз под действием силы тяжести. Как и река, ледник обтекает высокие выступы долины, образуя своего рода острова. Ледники-притоки никогда не пересекают главный ледник, а вливаются в него. Правда, они долго сохраняют самостоятельность, отгораживаясь от основного потока каменной грядой. Но и на реках такое явление нередко: на протяжении многих километров ниже устья воды Суры и Свияги текут под правым берегом Волги, резко отличаясь цветом от ее воды.

Однако если это и река, то течет она чрезвычайно медленно. Воды горных потоков за сутки успевают проделать путь до 100 км. За это же время горные ледники смещаются на несколько сантиметров. Скорость 1 м в сутки встречается очень редко и преимущественно лишь на очень крупных долинных ледниках Гималаев. В большинстве же случаев она составляет 1–80 см/сутки.

Вода не только в реках, но и в океанах, и в озерах движется в тысячи раз быстрее ледников.

Огромное количественное различие приводит к качественно различному типу движения водных и ледниковых потоков. Бросим в реку на разном расстоянии от берега пронумерованные по порядку поплавки и последим за ними. Рано или поздно номера их перепутаются: тот, что был у правого берега, выйдет на середину или к левому берегу, и наоборот. Такая путаница вызывается неустойчивым, вихревым, или турбулентным, характером движения водных потоков.