О недавнем значительном колебании уровня Каспийского моря

Ю. М. Шокальский

О колебаниях уровня Каспийского моря, обширнейшего внутреннего бассей­на на Земном шаре, существует целая литература, разбирающая в подробно­сти вопрос о стоянии уровня этого громадного озера в предшествовавшие времена.

Настоящая работа, не касаясь обстоятельств, разбираемых в вышеупомя­нутых трудах, относится к исследованию случая резкого и значительного ко­лебания уровня Каспийского моря, имевшего место в течение 1910—1912 го­дов.

Значительное понижение уровня моря, ставшее заметным с июля 1910 г., не могло не обратить внимания мореплавателей, потому что величина пони­жения была настолько велика, что имела практическое значение.

Неуспокаивающаяся тектоническая деятельность близлежащих частей Закавказья, с одной стороны, и неоднократные случаи небольших грязевых извержений поблизости Бакинского района — все это вместе заставляло мно­гих лиц, живущих около Баку, высказывать предположение, что внезапное обмеление, замеченное прежде всего около Баку, должно свидетельствовать о поднятии дна моря и вообще о перемещении суши. Для производящейся морской описи части Каспийского моря к югу от Баку вопрос о положении уровня моря тоже имел большое значение как исходного нуля, к которому приводятся все измеренные глубины.

Наконец, вопрос этот был поднят и в постоянной сейсмической комис­сии Э.Л.Нобелем.

Все это вместе заставило меня попробовать найти ответ на эту поставлен­ную природою загадку. Материалы, имеющиеся в Главном гидрографическом управлении Морского министерства по вопросу о колебании уровня Каспий­

ского моря, которыми мне любезно было разрешено воспользоваться началь­ником этого управления, а затем некоторые данные, любезно предоставлен­ные в мое распоряжение Управлением внутренних водных путей и шоссей­ных дорог, за что и приношу обоим управлениям свою искреннюю благодар­ность, позволили мне подойти настолько близко к решению вопроса, что, мне думается, сомнения в общей правильности его не может быть.

Но прежде чем перейти к нашему исследованию, необходимо разобрать характер колебаний уровня Каспийского моря по имеющимся многолетним наблюдениям на двух его противоположных берегах — в Баку и у маяка Куу- ли, почти на той же самой параллели, что и Баку. Мы не приводим данных для других мест побережья Каспийского моря, для которых имеются наблюдения над колебаниями уровня, потому что, как выяснилось, выводы, сделанные для Баку и Куули, совершенно подходят к выводам из наблюдений в других местах.

Изучение перемещений уровня Каспийского моря показывает, что здесь существует три рода колебаний непродолжительного характера, а именно — колебания короткого периода, не более нескольких часов, колебания с годо­вым периодом и колебания, происходящие от ветров.

Колебания короткого периода замечаются разного рода, смотря по вели­чине амплитуды колебания. Более продолжительные колебания, около 4-х часов, имеют амплитуды до 20 см; следующая за ними, около 1-го часа про­должительностью, имеют амплитуду до 15 см, и наконец колебания продол­жительностью около 10 мин. имеют амплитуду меньшего размера.

Колебания годового периода имеют несколько различный характер в се­верной и южной частях моря. В северной части моря годовой максимум на­ступает ранее, нежели на юге. Так, на маяке Четырехбугорном (около юго-за­падной оконечности дельты Волги) годовой максимум наступает обычно в мае — июне, тогда как в Баку и Куули он случается неизменно в июле.

Минимум в Баку и Куули наступает в марте.

Характер годового хода колебания уровня хорошо виден на прилагаемом графике № 1, где показаны колебания уровня моря для Баку и Куули. В сред­нем вывод за большой период наблюдений (с 1887 до 1909 г. для Баку и с 1901 до 1909 г. для Куули: года 1910 и 1911, как исключительные по своему харак­теру, во внимание не приняты при выводе средних, послуживших для вычер­чивания этих кривых, и кривые колебаний для обоих мест наблюдений за эти года даны на том же графике)[†]. На графике хорошо видно, что начало подъе­ма уровня одинаково приходится на март месяц как на западном, так и на во­сточном берегах Каспийского моря.

График 1. Годовые колебания уровня моря. (Сплошная кривая - Баку, прерывистая - Куули)

Время наступления максимума весьма постоянно; в Баку в течение 23- летнего периода 21 раз максимум был в июле месяце и только 2 раза в августе.

Время наступления минимума менее постоянно; в Баку в течение 23-х лет минимум случался: 6 раз — в январе, 8 раз — в феврале, 5 раз — в марте, 4 — в феврале и по одному разу — в апреле и октябре.

Амплитуды годового хода в среднем выводе для Баку (1887—1909) — 12,7 дюйма, а для Куули (1901—1909) — 12,9 дюйма, т.е. почти что одинаковы. От­сюда видно, что систематические причины, обусловливающие годовые коле­бания уровня моря, действуют одинаково на западном и на восточном бере­гах моря.

Случайные колебания уровня Каспийского моря происходят главным об­разом от ветров, причем, конечно, ветер того же направления производит со­вершенно разные колебания на противоположных берегах моря. На графике № 2 это хорошо видно. В Баку наиболее высокое стояние уровня случается при северо-восточных ветрах, а наименьшее — при юго-западных. В Куули самый высокий уровень бывает при северных ветрах, а самый низкий — при южных.

Конечно, наиболее сильно сказывается влияние ветра на положении уровня в северной мелководной части моря.

После этих предварительных указаний переходим к колебанию уровня Каспийского моря, имевшему место в течение 1910—1912 годов.

Так как Каспийское море есть в сущности только самое большое в мире озеро, то продолжительные колебания его уровня какого-либо одного смыс­ла могут происходить исключительно в зависимости от прихода и расхода во­ды в нем. Приход воды получается от речного стока и от непосредственно вы­падающих на его поверхность осадков, а расход обусловливается испарением и просачиванием.

Наконец возможны колебания уровня и от поднятия или опускания дна Каспийского моря.

В прилагаемых здесь двух таблицах даны для Баку и Куули отметки поло­жения уровня моря в среднем за месяц за весь период непрерывных наблюде­ний. Средние цифры выведены для годов, оканчивающихся 1909 годом, и за­тем даны средние месячные величины стояния уровня в течение 1910, 1911 и 1912 годов. Затем внизу таблиц даны отклонения для отдельных годов от средней величины (1887—1909 и 1901—1909), а в вертикальных столбцах — крайние замечания отклонения для отдельных месяцев за весь взятый период наблюдений и отклонения для каждого месяца 1910, 1911 и 1912 годов.

График 2. Колебания уровня моря в Баку и Куули в зависимости от ветров

Рассматривая эти таблицы, видно, что отклонения отдельных месяцев в эти годы всегда превышают крайние отклонения, бывшие в течение всего взятого периода наблюдений, и что отклонения последних трех лет как для Баку, так и для Куули, начиная с июля 1910г., всегда больше наблюдавшихся в данном месяце ранее, причем абсолютная величина уклонений нередко в два раза превосходит величины наибольших крайних отклонений.

Наконец особенное внимание обращает на себя обстоятельство, что в те­чение разбираемых трех лет все отклонения имеют один и тот же знак, а именно понижения уровня, увеличивающегося от 1910 к 1911 г., сохраняя этот характер и для 1912 года.

В среднем за год для Баку и Куули получаются следующие отклонения от средней величины вниз:

Таким образом, общее понижение уровня Каспийского моря, произве­денное случайными причинами, в 1912 г. достигло 17 дюймов ниже среднего, т.е. такой величины, которая за период времени с 1887 г. не наблюдалась ни разу.

Нет никакого сомнения, что главное количество воды доставляется Кас­пийскому морю его притоками, из которых наиболее мощный есть Волга.

В Царицыне на Волге с 1884 по 1890 г. работала гидрометрическая станция, определявшая расходы воды в реке. Параллельно с этим производились и на­блюдения над колебаниями уровня реки там же. Сопоставляя эти наблюдения, возможно вывести коэффициент для перехода от отсчетов футштока к соответ­ственным расходам воды. Мы это сделали графически на чертеже № 3, где бы­ли нанесены наблюденные расходы воды соответственно наблюдавшимся при этом стояниям уровня воды в реке. Затем по полученным точкам отдельных случаев расходов воды была вычерчена кривая расходов в зависимости от по­ложения уровня. Полученная кривая (график № 3) давала возможность опре­делять расходы воды поданным уровня по футштоку и для тех годов, когда гид­рометрических наблюдений не производилось.

Определенные таким путем расходы воды для периода 1881—1909 гг. (пол­ный период наблюдений по футштоку в Царицыне) были соединены по ме-

График 3

сяцам и для каждого месяца выведена средняя величина расхода. Затем по по­лученным таким образом данным была построена кривая среднего расхода воды в Волгу у Царицына за период 1881—1909 гг. (График № 4).

Для того чтобы иметь уверенность, что данные станции Царицына не за­ключают в себе каких-либо отклонений, обусловленных систематической причиной, те же самые вычисления были произведены еще и для Самары, где имеются подобные же наблюдения и в то же время ниже Самары в Волгу не впадает ни одного сколько-нибудь значительного притока.

На чертеже № 3 имеется кривая расходов воды в Самаре в зависимости от положения уровня реки, построенная таким же образом, как и для Царицы­на, а в нижеследующих таблицах даны вычисленные расходы воды для обеих станций и соответственные положения уровня по футштоку.

Из разбора данных таблиц видно, что в течение всего 1910 и десяти меся­цев 1911 года количество воды, несомое Волгою, у обеих станций было зна­чительно ниже среднего (1881—1902). Для Самары в 1910 г. на 29 процентов ниже среднего, в 1911 г. — на 13,5; для Царицына в 1910 г. ниже на 27,5, а в 1911 г. — на 9,4 процента.

Начиная с 1912 г. количество воды, протекающей через поперечные сече­ния Волги у этих станций, немного стало превышать среднюю величину: у Самары — на 2,6, а у Царицына — на 0,3 процента.

График 4. Кривая расходов воды р. Волги у Царицына за 1881-1909 гг.

Следовательно, затри года (1910, 1911 и 1912) Волгою доставлено в Кас­пийское море менее среднего количества, по данным станции у Самары — на 11.338.617.600 саж.³, а по данным станции в Царицыне — на 11.588.619.200 саж.³ воды.

Остается теперь посмотреть, какое изменение уровня Каспийского моря должно было соответствовать подобному уменьшению в количестве расхода воды в Волге.

Принимая поверхность Каспийского моря равной 436350 км², нетрудно видеть, что Волга в среднем за год дает количество воды, которое, будучи рас­пределено на всю площадь моря, поднимает его уровень на 27,2 дюйма.

График 5. Колебания уровня моря в Баку в среднем годовом выводе

То количество воды, какое было не доставлено Волгою в 1910 г., соответ­ствует понижению уровня Каспийского моря на 7,6 дюйма. К этому надо присоединить еще 2,6 дюйма, соответствующие недостаче в расходе воды в Волге за 1911 год, что в сумме дает 10,2 дюйма. В 1912 г. началось некоторое превышение расхода воды в Волге сравнительно со средним количеством, выражающееся в повышении уровня Каспийского моря на 0,1 дюйма. Срав­нивая эти величины с действительно наблюденными положениями уровня моря за те же годы, получаем:

за 1910, 1911 и 1912 годы действительное понижение уровня: 8,3 дюйма, 15,8 дюйма, 17,2 дюйма.

Понижение, зависящее от уменьшения расходов воды в Волге: 7,6; 10,2; 10,1.

Разность: 0,7 дюйма; 5,6 дюйма; 7,1 дюйма.

Эти разности и должны были получиться, так как Волга есть только глав­ный приток Каспийского моря, но не единственный. Эмба, Урал, Терек и Ку­ра должны доставлять в сумме заметное количество воды.

Кроме того, остаются еще неопределенными количество осадков, выпав­ших на поверхность самого моря, и величина испарения с его поверхности.

Рассматривая ежегодно издаваемые Николаевской главной физической обсерваторией карты отклонения количества выпавших за год осадков от нормальной величины (помещаются в “Годовых выводах из ежемесячных ме­теорологических бюллетеней”) за 1910 и 1911 гг., ясно видно, что в 1910 г. в бассейне Волги, Урала и Эмбы выпало значительно меньше нормального ко­личества осадков; везде менее 80 мм, а в некоторых частях недостаток в коли­честве выпавших осадков выражался слоем и более 80 мм. В 1911 г., за исклю­чением самой нижней части Волги, весь остальной ее бассейн еще более от­личался убылью в количестве выпавших в нем осадков.

Итак, рассматривая последнюю табличку, дающую разность между дейст­вительными понижениями уровня Каспийского моря и понижениями его, происшедшими от недостатка воды в Волге, мы можем с уверенностью ска­зать, что для объяснения подобных понижений уровня Каспийского моря, какие наблюдались в 1910—1912 гг., нет надобности прибегать к предположе­ниям о каких-либо перемещениях самого ложа моря, так как одни колебания в количестве воды, стекающей в море Волгою, уже достаточны, чтобы объяс­нить две трети величины понижения уровня моря.

Остается заметить, что подобные понижения уровня Каспийского моря случались и ранее, так, например, в 1872—1873 гг. и в 1853 г., когда оно дос­тигло гораздо большей величины, нежели в последние годы.

Август 1913 г. С.-Петербург