Оледенение Кавказа достаточно хорошо изучено по сравнению с другими ледниковыми районами России. Первые сведения о ледниках Кавказа, начиная с середины XIX в., принадлежали путешественникам и исследователям, преимущественно иностранцам – Г. Абиху, Г. Мерцбахеру, Г. Бурмейстеру, М. фон Деши и др. Это были отдельные описания попутно с другими исследованиями или восхождениями на вершины. Так, академик Г. Абих в 1849–1876 гг. описал состояние некоторых ледников Центрального Кавказа, в том числе ледника Большой Азау в Приэльбрусье, наступавшего в 1849 г., и ледника Шхельда (Абих, 1871).

Специальные наблюдения за динамикой кавказских ледников начались в 1862–1863 гг. на Девдоракском и других ледниках Казбека в связи с завалами, угрожавшими Военно-Грузинской дороге. Они велись до 1913 г. Большой вклад в изучение казбекских ледников внесли А.А. Висковатов, Г.С. Хатисян, Б.Н. Статковский (1879), А.И. Духовской (1915) и др.

С 1866 г. на Кавказе начались первые инструментальные (мензульные) съёмки для создания одновёрстной (1 : 42 000) карты. В высокогорной зоне съёмки проводились с 1881 г. корпусом военных топографов под руководством А.В. Пастухова. Работы продолжались до 1910 г.; попутно с определением границ ледников составлялись детальные описания отдельных ледников, проводились наблюдения за их отступанием (Пастухов, 1889; Жуков, 1889). А.В. Пастухов вёл съёмку даже с западной вершины Эльбруса, поднимался и на Казбек. В 1911 г. вышел в свет первый каталог ледников всего Кавказа, составленный участником топографических работ К.И. Подозерским (1911). Это крупнейшая работа по ледникам Кавказа конца XIX – начала ХХ вв., которая вместе с одновёрстной картой используется вплоть до настоящего времени для сравнения с размерами современного оледенения.

В конце XIX в. много экспедиций по исследованию ледников Кавказа было организовано Русским географическим обществом и его Кавказским отделом. Исследователи верхом и пешком добирались с проводниками до верховьев рек, составляли описания ледников, вели измерения и ставили метки для слежения за изменением их концов. В 1892 г. в Известиях РГО была опубликована первая программа регулярных наблюдений за колебаниями ледников, составленная И.В. Мушкетовым (1892). Появились и первые обобщения таких исследований. Так, Н.Я. Динник (1890) впервые посетил многие ледниковые районы Кавказа и описал крупнейшие ледники; К.Н. Россиков (1896) составил подробное описание ледников Центрального Кавказа; Н.А. Буш (1914) попутно с ботаническими исследованиями наблюдал за колебаниями ледников и инструментально определил наступание многих ледников в 1907–1913 гг. В.В. Маркович, Н.В. Поггенполь, А.А. Ильин и другие были первооткрывателями ледников в разных районах Кавказа.

В 1915–1935 гг. гляциологические наблюдения проводились в основном попутно с другими, чаще всего геологическими исследованиями. Так, в 1925 г. И.Г. Кузнецов выполнил наблюдения за пульсирующим ледником Хрумкол; С.П. Соловьев в 1929–1933 гг. вел обширные наблюдения за скоростью отступания ледников Эльбруса (Соловьев, 1934); Л.А. Варданянц в начале 1930-х годов исследовал режим ледников в районе горы Казбек и в бассейне р. Ардон (Варданянц, 1932); А.Л. Рейнгард изучал морфологию и возраст морен в приледниковой зоне.

В 1925–1931 гг. Государственным гидрологическим институтом (ГГИ) была организована первая гляциологическая экспедиция. Она работала в районе Эльбруса и установила отступание почти всех ледников в истоках рек Баксан и Уллукам. На леднике Ирик впервые на Кавказе были выполнены комплексные гляциогидрометеорологические наблюдения, включая измерения таяния и испарения.

Самые масштабные исследования ледников, которыми руководил ГГИ, были проведены в период 2-го Международного полярного года. В 1932–1933 гг. четыре отряда Кавказской экспедиции МПГ работали в Приэльбрусье, Дигории, Сванетии и Дагестане (Труды ледниковых экспедиций МПГ, 1936). Были организованы стационарные работы на ледниках Башкара, Караугом, Твибер, Южный и Юго-Восточный. Проводили метео- и гидрологические наблюдения, изучали таяние, движение льда, были проведены опыты по измерению толщины льда способом эхолотирования. Исследования велись и на ледниках Эльбруса (Орешникова, 1936). В разных районах Кавказа изучали состояние ледников, их изменения за последние 50 лет, проводили фотосъёмки ледников.

В 1932 г. на южном склоне Эльбруса на высоте 4050 м было построено первое, деревянное строение «Приюта одиннадцати» (названного по имени скал, где в 1909 г. ночевала группа экспедиции Рудольфа Лейцингера, работавшая по прокладке тропы от поляны Азау к вершинам Эльбруса). Трёхэтажный высокогорный отель был сооружён на этом месте в 1937–1939 г. и более полувека служил первоклассным приютом не только для альпинистов, но и для отрядов научных экспедиций.

Осенью 1933 г. на Эльбрусе, на скалах «Приюта девяти» на высоте 4250 м начала работать самая высокогорная метеостанция, построенная Пятигорским бюро погоды. Станция работала непрерывно до середины 1942 г. В 1949–1952 гг. метеонаблюдения велись с перерывами Комплексной Эльбрусской экспедицией АН СССР на «Приюте одиннадцати».

В 1934–1956 гг. работы на ледниках Кавказа продолжались отдельными экспедициями, изучавшими в основном колебания ледников. Подробное исследование ледников и морен юго-восточной части Кабардино-Балкарии в 1940 г. выполнено В.Н. Олюниным (1953). В 1951 г. Закавказский научно-исследовательский гидрометеорологический институт (ЗакНИГМИ) организовал изучение ледников Казбека, стационар на леднике Гергети работал с перерывами до 1990 г.

В 1946–1952 гг. была выполнена первая аэрофотосъёмка высокогорной зоны Кавказа. Эти материалы П.А. Иваньков использовал для сравнения с картами съёмки 1881–1910 гг. и определил изменение числа и площади ледников в разных районах Кавказа (Иваньков, 1959). Однако часть его выводов не была поддержана другими исследователями.

Гляциологические исследования достигли наибольшего размаха во время Международного геофизического года (МГГ) 1957–1959 гг. В 1957 г. была проведена вторая аэрофотосъёмка Кавказа. Изучение ледников силами Московского и Харьковского университетов, Управлений гидрометеослужбы Грузинской и Азербайджанской ССР охватило многие районы Кавказа – бассейны рек Теберда, Баксан, Урух, Ингури, Андийское Койсу, ледники Эльбруса и Казбека. Вопросы динамики ледников за полстолетия отражены в ряде монографий (Оледенение Эльбруса, 1968; Панов, 1971; Закиев, 1965; Ковалев, 1967) и множестве статей. Получены уникальные данные не только о состоянии ледников, но и о климате, о ритмах в оледенении и снежности Кавказа, о роли снежного покрова и ледников в природе гор.

В 1956 г. в Приэльбрусье начались гляциологические исследования Московского государственного университета под руководством Г.К.Тушинского. В период МГГ картографами МГУ была выполнена фототеодолитная съёмка всего оледенения Эльбруса, на основе которой в 1959 г. составлена 14-листная карта масштаба 1 : 10 000; аэрофотоснимки использовались лишь для покрытия верхней части массива, включая вершины. Определена общая площадь оледенения – 130 км². Позже, в 1986–1987 гг. проведены повторные фототеодолитные съёмки ледников Эльбруса, а в 1979 и 1997 гг. – аэрофотосъёмки. Карта, составленная цифровым методом по материалам съёмки 1997 г., позволила определить общую площадь ледников массива на эту дату, равную 124,85 км² (Золотарев, 2009).

После МГГ наблюдения на тех же ледниках были продолжены. Кроме того, ледники Безенги и Цея изучались сотрудниками Ростовского университета, ряд крупных ледников южного склона Кавказа – Институтом географии АН Грузинской ССР. На ледниках Эльбруса в 1961–1964 гг. работала экспедиция Института географии АН СССР, включавшая две зимовки. Выполнен большой комплекс наблюдений за режимом накопления и таяния снега, процессами льдообразования, движением льда, теплобалансовыми и метеорологическими процессами в высокогорной зоне.

В начале 1960-х годов советские гляциологи включились в работы по Международной программе наблюдений за колебаниями ледников, и данные по Кавказу с 1965 г. регулярно публикуются в сборниках UNESCO – Fluctuations of Glaciers (FOG), Paris, а с 1987 г. – в сборниках Glacier Mass Balance Bulletin (MBB), Zürich. На южном склоне Большого Кавказа начали наблюдения УГМС Грузии и Азербайджана. На северном склоне основной объём работ выполняло Северо-Кавказское УГМС, ежегодно отслеживая изменения ряда ледников и проводя полустационарные метео- и гляциологические наблюдения на нескольких ледниках – Безенги, Шаурту, Хакель, Качу (Панов, 1993).

С 1965 г. начались работы по проекту Международного гидрологического десятилетия (МГД), основной темой которых было изучение колебаний баланса массы ледников в связи с изменениями климата. Круглогодичные наблюдения велись на эталонных ледниках – Марухском, Джанкуат, Гергети и Тбилиса; результаты работ опубликованы в монографиях (Ледник Джанкуат, 1978; Ледник Тбилиса, 1986; Ледник Марух, 1988). Часть этих работ затем была продолжена в рамках Международной гидрологической программы, но до настоящего времени ряд ежегодных наблюдений продолжается только на леднике Джанкуат силами Московского университета и леднике Гарабаши Институтом географии РАН.

Работы по программе МГД включали обширный проект по каталогизации всех ледников СССР, в эту работу было вовлечено множество организаций страны. В составлении каталога ледников Кавказа принимали участие Управления гидрометеослужбы всех республик, Московский университет, Институты географии АН СССР и АН Грузинской ССР, ЗакНИГМИ. Ледникам Кавказа отведены 23 части Каталога ледников СССР (Каталог…, тт. 8 и 9, 1967-1979 гг.). В 1970–80-х годах гляциологи этих же учреждений участвовали в создании серий карт для Атласа снежно ледовых ресурсов мира – второго вслед за Каталогом проекта международного значения, инициатором и главным редактором которого был В.М. Котляков. В 1997 г. Атлас был опубликован (Атлас…, 1997).

Зимой 1969/70 г. произошла подвижка пульсирующего ледника Колка на северном склоне Казбека. Здесь большой комплекс исследований был выполнен экспедицией Института географии АН СССР, которая в течение 9 лет проводила стационарные работы на леднике и в окружающем районе (Рототаев и др., 1983). Были исследованы процессы формирования теплового, вещественного и водного баланса ледника, причины его периодических подвижек, даны рекомендации об оценке горных территорий для хозяйственного освоения в зонах действия пульсирующих ледников.

В 1975–1990 гг. гляциологические исследования на Кавказе продолжались в меньшем объёме. Для изучения колебаний ледников применялись наблюдения с вертолёта, охватывающие большие территории, фототеодолитные съёмки, лихенометрический и дендрохронологический методы определения возраста стадиальных морен (Серебрянный и др., 1984).

В 1983 г. Институт географии РАН начал ежегодные наблюдения за балансом массы ледника Гарабаши на южном склоне Эльбруса, непрерывный ряд которых продолжается вот уже более 30 лет. Работы по совместной программе с Кабардино-Балкарским научным центром РАН дополнили наблюдения на леднике геохимическими исследованиями снежно-фирновой толщи. Вместе с коллегами Томского университета были выполнены радиолокационные измерения толщины льда ледников Гарабаши, Малый Азау и Большой Азау и рассчитаны объёмы ледников.

После 1990 г. в связи с резким сокращением финансирования научных учреждений число ледников с рядами наблюдений за колебаниями концов сократилось вдвое, а ежегодные данные по балансу массы ледников Международная служба мониторинга ледников получает в наше время только для двух кавказских ледников – Джанкуат и Гарабаши.

Современный этап исследований ледников Кавказа

Сокращение площади ледников Главного Кавказского хребта. В последние годы для оценки динамики ледников и климатических изменений на Кавказе всё больше используются материалы повторных космических съёмок, цифровые модели рельефа, радиолокационное зондирование, наземные DGPS-съёмки, а также продолжающиеся наземные наблюдения за балансом массы двух тестовых ледников Гарабаши и Джанкуат. Результаты сравнения Каталогов 1911, 1957 гг. и современных исследований свидетельствуют о том, что на протяжении ХХ и в начале ХХI столетий оледенение Кавказа сокращается.

По данным В.Д. Панова и П.М. Лурье, площадь ледников северного склона Главного Кавказского хребта сократилась с 1614 км² в 1895 г. до 765 км² в 2011 г., т. е. на 849 км², или на 52,6%. Площадь оледенения в этот период сокращалась неравномерно, наиболее интенсивно в 1895–1970 гг. (по 8,5 км² в год) и в 2000–2011 гг. (по 8,1 км²/год). Наименьшая величина сокращения площади отмечена в 1970–2000 гг. – по 4,1 км²/год. При этом по сравнению с Каталогом ледников Подозерского число ледников на северном склоне за 1895–2000 гг. увеличилось на 230, или на 15% (Панов, 1993; Лурье, Панов, 2011). Это произошло в результате отчленения притоков от крупных сложно-долинных ледников, а также распада ранее единых ледников на несколько частей.

Общая картина изменения площади всех ледников Кавказа была получена в Институте географии РАН в начале 2000-х годов в рамках выполнения международного проекта GLIMS на основе материалов космической съёмки ASTER и Landsat. Это позволило создать сводную атрибутивную таблицу с данными Всемирного каталога о состоянии оледенения Кавказа на 1960-е годы и результатами дешифрования границ современных ледников. Для расширения временных рамок анализа в цифровую форму был переведён также первый из существующих каталогов ледников Кавказа, опубликованный в 1911 г. – каталог Подозерского. В результате впервые было оценено изменение площади всех ледников Кавказа между началом, серединой и концом ХХ века.

По данным Подозерского (1911) на Кавказе насчитывалось 1329 ледников площадью 1967,42 км². В каталоге ледников Кавказа (тома 8 и 9 Каталога ледников СССР) зафиксировано 2080 ледников с общей площадью 1427,12 км². На начало ХХI в. по космическим снимкам на Кавказе зафиксировано 1706 ледников общей площадью 1174,52 км². При дешифрировании снимков не было обнаружено 129 ледников, а 127 ледников разделились на 308 частей. Количество и площадь ледников была подсчитана по 21 речному бассейну для южного и северного склонов Большого Кавказа. Оказалось, что площадь ледников Кавказа сократилась от начала до середины ХХ в. на 27,46%, а с середины до конца ХХ в. ещё на 17,7%. Для Эльбруса подобные значения составили соответственно 14% и 6,28%.

Таким образом, скорость сокращения оледенения за первую половину ХХ в. была выше, чем за вторую. Эти результаты хорошо соотносятся с оценками других исследователей Кавказа. Однако заметно различие между поведением ледников южного и северного склонов. При общей тенденции сокращения площадей, ледники на северном склоне за первую половину прошлого столетия сократились на 30% и за вторую на 17,9%, тогда как ледники южного склона вели себя противоположным образом, сократившись на 12 и 28% соответственно. По оценкам грузинских гляциологов, ледники южного склона в бассейнах рек Ненскра и Накра за с 1960 по 2014 г. сократились на 47 и 45% соответственно (Tielidze et al., 2015a).

Сравнение результатов современных наблюдений с данными, содержащимися в названных выше каталогах, позволяет оценить изменения ледников за большой временнóй интервал, охватывающий несколько десятилетий. Однако динамичность современной ситуации предполагает более высокую детальность исследований нивально-гляциальных процессов во времени. Особый интерес представляет последнее десятилетие, так как этот сравнительно короткий временнóй интервал был отмечен интенсивным таянием ледников и активизацией стихийных процессов в высокогорной зоне Кавказа – увеличением количества и мощности снежных лавин и возникновением гляциальных селей, в число которых вошла и Кармадонская катастрофа 2002 г. Такие исследования были выполнены Институтом географии РАН и Университетом г. Рединг (Великобритания) с использованием космических снимков ASTER и Landsat (Носенко et al.,, 2013; Shahgedanova et al., 2014). Повторные съёмки обеспечили однородность условий получения и сопоставимость разновременных данных о состоянии ледников, а наличие в высокогорной зоне действующей метеостанции Терскол позволило провести сравнительный анализ изменчивости основных метеопараметров за исследуемый период. Район исследований охватывал территорию Главного Кавказского хребта от Клухорского перевала на Западном Кавказе до Местийского перевала на Центральном Кавказе и включал Эльбрус.

Общее число ледников, оцифрованных по снимкам и использовавшихся для сравнения, составило 478. Суммарная площадь этих ледников в 2001 г. составляла 407,3 км² . К 2010 г. она сократилась на 19,2 км², или на 4,7±2,1%. При этом ледники Центрального Кавказа сократились на 8,5 км² (5,0±2,4%), а ледники Западного Кавказа – на 4,9 км² (4,1±2,7%). Различия в относительных величинах сокращения между ледниками центрального и западного участков Главного Кавказского хребта, а также северным и южным склонами незначительны и лежат в пределах погрешности измерений. Тем не менее, максимальная величина сокращения 5,6±2,3% отмечена для ледников южного склона Центрального Кавказа, а наименьшая – на южном склоне Западного Кавказа. Это вполне согласуется с ухудшением условий питания ледников с запада на восток вдоль Главного Кавказского хребта.

Сокращение площади 20 ледников превысило 20%, 41 ледник потерял от 10 до 20%, 59 ледников не изменили свои размеры: их изменения либо находились в пределах разрешающей способности снимков, либо такое определение было затруднено из-за особенностей морфологии или моренного покрова; в таких случаях они были приравнены нулю.

Изменения ледников Эльбруса. Эльбрус расположен севернее линии Главного Кавказского хребта на одном из его отрогов. Оледенение этого вулканического массива отличается от ледников Главного Кавказского хребта своим строением, размерами и условиями питания. Области аккумуляции ледников Эльбруса находятся на более высоких уровнях в условиях практически свободной атмосферы. Средняя высота ледников Эльбруса – 3980 м, в то время как у ледников на северном и южном склонах хребта – 3130 и 2810 м соответственно.

Оценка изменений ледников Эльбруса была выполнена по снимкам Landsat ЕТМ+ 1999 года и ASTER 2012. Для определения положений границ ледников в областях питания была использована цифровая модель рельефа ASTER GDEM 2. Подсчёт показал, что в 1999 г. общая площадь ледников составляла 118,4 км². К 2012 г. Эльбрус потерял 5,8 км², или 4,9%. Среднегодовая скорость сокращения площади ледников составила 0,4% в год. Эта величина мало отличается от скорости сокращения ледников Главного Кавказского хребта (0,6% для центрального и 0,4% для западного участков хребта), несмотря отмеченные выше различия в строении и особенностях режима ледников.

Сокращение ледников Эльбруса сопровождается смещением границ зон льдообразования, вытаиванием новых участков лавовых гряд, увеличением площади свободной ото льда поверхности ниже границ питания ледников, проходящей в среднем на абс. высоте 4000 м

Понижение высоты поверхности в области границы питания тестового ледника Гарабаши за последние 10 лет достигло 9 м. Только за лето 2010 г. ледник потерял около 2,5 м льда в водном эквиваленте. Эта величина почти вдвое превышает средний показатель за последние десять лет. Годовой баланс массы ледника Гарабаши за последнее десятилетие значительно сократился, что определяется в первую очередь уменьшением величины аккумуляции. По данным метеостанции Терскол, находящейся вблизи ледника в долине, зимние осадки неуклонно снижаются.

Это было особенно заметно после максимума в 2006 г., когда зимой выпало 950 см в.э. снега. В 2012–2014 гг. за зиму выпадало в среднем всего 470 см в.э. осадков. Это близко к минимальному значению в ряду 30-летних наблюдений, соответствующих всему последнему климатическому периоду. С другой стороны, процессы таяния несколько задерживаются ростом летних снегопадов.

Летний баланс массы на леднике в целом за весь период наблюдений уменьшился. За последние 30 лет летние температуры воздуха по данным метеостанции Терскол возросли на 1,5 ^оС, однако в последние годы, после аномально жаркого лета 2010 года, температуры заметно понизились. Это ещё раз подтверждает, что в последние 3–4 года резко отрицательные значения годового баланса массы определяются не столько летним таянием, сколько малым количеством зимнего снега на леднике. Из-за малого количества снега рано сходит снежный покров на леднике и открывается поверхность льда, коэффициент таяния которой выше по сравнению со снежной поверхностью. Это приводит к дополнительному увеличению таяния во второй половине лета.

По данным космических снимков Sentinel 2, полученных в июле и сентябре 2017 и августе и сентябре 2018г. на Кавказе обнаружено 2046 ледников общей площадью 1067,13км². Преобладающие по количеству ледников морфологические типы - каровые 314, висячие 240, карово-висячие 183. Преобладающие экспозиции - северо-восток 577 , северо-запад 532 и запад 204.

На 97 крупных ледников (более 5км²) приходится более трети (440км²) площади оледенения Кавказа. Ледники, площадь которых находится в диапазоне 0,1-0,5 км² в настоящее время самые многочисленные (674) на Кавказа. Больше половины ледников по площади и по количеству расположены на северном макросклоне Большого Кавказа.

За время, прошедшее после составления Каталога ледников СССР оледенение Кавказа сократилось на 28,2%. При этом площадь ледников северного макросклона Большого Кавказа уменьшилась немного больше (-28,5%) , чем на южном склоне (-27,6%).

По данным (Telidze Wheate, 2018) в 2014 г. на Кавказе было 2020 ледников общей площадью 1193,2 км² и оледенение сокращалось на 0, 44% в год с 1960 по 1986гг и на 0, 69 % в год за период 1986-2014. Полученные нами данные показывают, что за период 2014-2017/2018гг. оледенение сократилось на 123, 3 км² или 10, 6% со скоростью 2,6% в год. Таким образом, мы видим ускорение таяния ледников Кавказа.