Пространственно-временная изменчивость условий термического комфорта на территории Казахстана

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследование условий термического комфорта в Казахстане мотивировано отсутствием обобщенных исследований для территории республики, значительными социальными и экономическими последствиями экстремальных погодных условий для экономики и населения, и наблюдающимися значимыми трендами температуры воздуха и осадков в регионе. На основе данных станционных наблюдений по 13 городам Казахстана проанализированы сезонный цикл и пространственное распределение условий холодового и теплового стресса для территории Казахстана. Для оценки холодового стресса использован ветро-холодовой индекс (wind-chill index WCI), для теплого стресса физиологически эквивалентная температура (PET). Показано, что самым холодным регионом Казахстана является Север с максимальным количеством дней с холодовым стрессом в Астане и Петропавловске. Максимальное количество случаев холодового стресса всех градаций приходится на январь и февраль, минимум — на март, а в октябре холодовой стресс на территории республики не зафиксирован. Сильное термическое воздействие зафиксировано во всех регионах Казахстана в течение всех 6 месяцев теплого полугодия (с апреля по сентябрь включительно). Максимальная повторяемость превышения индекса РЕТ +35˚С установлена в таких городах как Алматы и Шымкент. Пространственное распределение термического комфорта определяется преимущественно циркуляционными условиями в зимний период и радиационными условиями — в летний, что в целом характерно для континентальных типов климата. Межгодовая изменчивость условий холодового стресса не имеет выраженного тренда и носит нерегулярный характер, обусловленный особенностями синоптических процессов в конкретный год. В теплый период в большинстве городов количество дней с сильным тепловым воздействием к концу периода возрастает в соответствии с положительным трендом температуры.

Выявлено, что самыми термически комфортными городами Казахстана являются Кокшетау и Костанай, к самым термически дискомфортным относятся Алматы и Шымкент. Показано, что, несмотря на то, что Казахстан традиционно считается страной с очень суровыми зимними условиями, определяющим условия термического дискомфорта в Республике является летний период.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Дарья Юрьевна Гущина

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dasha155@mail.ru

географический факультет, профессор, д.г.н.

Россия, Москва

Жанель Толеухановна Мухтарова

Казахстанский филиал МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: zhanelmkhtrva@gmail.com

студент

Казахстан, Астана

Список литературы

  1. Агеев Ф. Т., Смирнова М. Д., Родненков О. В. Жара и кардиоваскулярная система // М.: Практика, 184 стр.
  2. Баранский Н. Н. География СССР: Учебник для средней школы. М.: Учпедгиз, 1933.
  3. Бардин М. Ю., Ранькова Е. А., Платова Т. В., Самохина О. Ф., Антипина У. И. Обзор текущего состояния и климатических изменений на территории Российской федерации. Использование и защита природных ресурсов в России 2020. 3 (163):69–77.
  4. Беку Б., Насынбаева А. С. Оценка биоклиматических условий юга и юго-востока Казахстана // Гидрометеорология и экология. 2013. № 1, С. 65–72.
  5. Бугаев В. А., Джорджио В. А., Козик Е. М., Петросянц М. А. и др., Синоптические процессы Средней Азии. Ташкент: Изд.АН УССР, 1957. 535 с.
  6. Вилесов Е. Н. Характеристики климата города Астана и их изменения за последние 90 лет. // Гидрометеорология и экология. 2017, № 3, С. 7–16.
  7. Вильфанд Р. М., Шумерова В. А., Тищенко В. М., Хан В. М. Основные особенности крупномасштабной атмосферной циркуляции в контексте анализа консенсус-прогноза температуры воздуха и осадков на лето 2020 года в Северном полушарии // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2021. № 1 (379). С. 20–35.
  8. Говоркова В. А., Катцов В. М. Изменения климата стран “ближнего зарубежья” России в 21-м веке // Труды Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова, 2008. № 558. С. 64–84.
  9. Кожахметова Е. П., Кожахметов П. Ж. Об изменении температурного режима Астаны и ее окрестностей // Гидрометеорология и экология. 2014. № 1, С. 7–13.
  10. Кошелева О. Ю., Шинкаренко С. С., Гордиенко О. А., Омаров Р. С., Дубачева А. А. Сезонные и многолетние особенности температуры поверхности в городах засушливой зоны (на примере городов юго-востока европейской части России и Западного Казахстана) // Известия НВ АУК. 2021. № 3(63), С. 426–439. https://doi.org/10.32786/2071-9485-2021-03-44
  11. Кузнецова И. Н., Звягинцев А. М., Семутникова Е. Г. Экологические последствия погодных аномалий летом 2010 года // Анализ условий аномальной погоды на территории России летом 2010 года: сборник докладов совместного заседания Президиума Научно-технического совета Росгидромета и Научного совета РАН “Исследования по теории климата Земли” / Под ред. Н. П. Шакиной. — М.: Росгидромет, РАН, 2011. — С. 59–64.
  12. Мягков М. С., Губернский Ю. Д., Конова Л. И., Литкевич В. К. Город, архитектура, человек и климат // М.: Архитектура, 2007, 344 с.
  13. Погода в Казахстане в 5200 пунктах, ООО “Расписание погоды». URL: https://rp5.ru/ (Дата обращения: 21.10.2021–03.11.2021).
  14. Ревич Б. А., Шапошников Д. А. Особенности воздействия волн холода и жары на смертность в городах с резко-континентальным климатом // Сибирское медицинское обозрение. — 2017. — № 2 (104). — С. 84–90.
  15. Сенкова А. Д. Микроклимат помещений и здоровье человека. — Т.: ТГНУ, 2011. С. 320–323.
  16. Ткачук С. В. Обзор индексов степени комфортности погодных условий и их связь с показателями смертности // Труды Гидрометцентра России. — 2012. — Вып. 347. С. 223–245.
  17. Шапошников Д. А. О некоторых подходах к вычислению рисков температурных волн для здоровья / Д. А. Шапошников, Б. А. Ревич// Анализ риска здоровью. 2018, № 1, С. 22–31. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.1.03
  18. Шкуринский Б. В. Изучение комфортности погодно-климатических условий территории Актюбинской области // Гидрометеорология и экология. 2015, № 4, С. 17–25.
  19. Berlessova A. A., Konstantinov P. I. Local climate zones in the city of Nur-Sultan (Kazakhstan) and their connections with urban heat island and thermal comfort // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 611.
  20. Błażejczyk K., Jendritzky G., Bröde P., Fiala D., Havenith G., Epstein Y., Psikuta A., Kampmann B. An introduction to the Universal Thermal Climate Index (UTCI) //Geogr Pol 862013.2013. Vol. 1, pp. 5–10.
  21. Cianconi P., Betrò S., Janiri L. The Impact of Climate Change on Mental Health: A Systematic Descriptive Review. // Frontiers in psychiatry. 2020, Vol. 11, p. 11–74. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2020.00074
  22. Copernicus Climate Change Service. ECMWF. Climate Data Store: https://cds.climate.copernicus.eu/datasets/ecv-for-climate-change?tab=overview (дата обращения: 07.10.2022–01.02.2023).
  23. Haines A., Kovats R. S., Corvalan C. Climate change and human health: impacts, vulnerability, and public health // Public Health. 2006. Vol. 120 (7), p. 585–596. https://doi.org/10.1016/j.puhe.2006.01.002
  24. Huang B., Peter W. Thorne, Viva F. Banzon, Tim Boyer, Gennady Chepurin, Jay H. Lawrimore, Matthew J. Menne, Thomas M. Smith, Russell S. Vose, and Huai-Min Zhang (2017): NOAA Extended Reconstructed Sea Surface Temperature (ERSST), Version 5. [indicate subset used]. NOAA National Centers for Environmental Information. https://doi.org/10.7289/V5T72FNM
  25. Konstantinov P. I., Varentsov M. I, Shartova N. V. (2022): North Eurasian thermal comfort indices dataset (NETCID): new gridded database for the biometeorological studies // Environ. Res. Lett. 17 085006, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac7fa9
  26. Matzarakis A, Wetterdienst D, Rutz F, Matzarakis A., Rutz F. 2007 Rayman: a tool for tourism and applied climatology microclimate and quality of living environment: a precedent of overcrowded settlements in bandung view project online (available at: www.researchgate.net/publication/228503669)
  27. Menne M. J., Williams C. N., Gleason B. E., Rennie J. J., Lawrimore J. H. The Global Historical Climatology Network Monthly Temperature Dataset, Version 4, Journal of Climate, 31(24), 9835–9854. Retrieved Feb 16, 2022. https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/31/24/jcli-d-18-0094.1.xml
  28. National Center for Environmental Information. Climate at a glance. https://www.ncdc.noaa.gov/cag/ (дата обращения 07.10.2022–01.02.2023).
  29. Pilifosova, O. V., Eserkepova, I. B., Dolgih S. A. REGIONAL CLIMATE CHANGE SCENARIOS UNDER GLOBAL WARMING IN KAZAKHSTAN. // Climatic Change. 1997. Vol. 36, pp. 23–40. https://doi.org/10.1023/A:1005368404482
  30. Salnikov V., Turulina G., Polyakova S., Petrova Y., Skakova A. Climate Change in Kazakhstan during the Past 70 Years // Quat. Int. 2015, Vol. 358, p. 77–82. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2014.09.008
  31. Sörlin S. Cryo-History: Narratives of Ice and the Emerging Arctic Humanities. In The new Arctic, Stokholm: 2015, p. 327–339
  32. Stedman R. G. Norms of apparent temperature in Australia // Australian Meteorogical Magazine. 1994, Vol. 43, pp. 1–16.
  33. Toronto Public Health. Health Impact of Cold Weather. Technical Report. 2014. pp. 2–6.
  34. Wind Chill information: www.ec.gc.ca/meteo-weather
  35. Zheleznova I. V., Gushchina D. Yu., Meiramov Z., Olchev A. V. Temporal and spatial variability of dryness conditions in Kazakhstan during 1979–2021 based on reanalysis data // CLIMATE. 2022. Vol. 10, no. 10. p. 144.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Количество дней со значениями WCI в двух градациях: –28.0...–40.0°С (левый столбец) и < –40.0˚С (правый столбец) для городов Северного Казахстана (Астаны, Петропавловска, Костаная и Кокшетау) в холодный период (ноябрь–март). Октябрь не представлен на графиках, так как для него не зарегистрировано ни одного случая попадания в градации среднего и высокого риска обморожений. Различными оттенками серого показаны данные для месяцев с ноября по март. Внутри каждого месяца дано количество дней с попаданиями в конкретную градацию. Справа дано общее количество дней с попаданием в данную градацию за все месяцы холодного полугодия в конкретный год, вертикальной пунктирной линией показано среднее количество дней с данной градацией WCI за доступный период наблюдений. Период наблюдений различается по городам, максимальный охват 2005–2021 гг.

Скачать (374KB)
Метаданные
3. Рис. 2. То же, что на рис. 1, но для городов Центрального (Караганда), Восточного (Усть-Каменогорск) и Южного (Тараз и Кызылорда) Казахстана. Для городов Южного Казахстана представлена только градация –28.0...–40.0°С, так как случаев WCI < –40.0˚С в этих городах не зафиксировано. Города Алматы и Шымкент не представлены, так как в них отмечены единичные случаи попадания в данные градации или не отмечено случаев вообще.

Скачать (385KB)
Метаданные
4. Рис. 3. То же, что на рис. 1, но для городов Западного Казахстана (Актау, Атырау, Актобе). Для городов Актау и Атырау представлена только градация –28.0...–40.0°С, так как случаев WCI < –40.0˚С в этих городах не зафиксировано.

Скачать (213KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение среднего количества дней в месяц с –39.9°C < WCI < –28°C (а) WCI < –40°C (б) в холодное полугодие на территории Казахстана. Осреднение произведено по периоду наблюдений, доступному для каждого города.

Скачать (380KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Количество дней с значениями PET в двух градациях: 28.0...34.9°С (левый столбец) и >35.0˚С (правый столбец) для городов Северного Казахстана (Астаны, Петропавловска, Костаная и Кокшетау) в теплый период (апрель-сентябрь). Различными оттенками серого показаны данные для месяцев с апреля по сентябрь. Описание легенды см. рис. 1.

Скачать (442KB)
Метаданные
7. Рис. 6. То же, что на рис. 5, но для городов Центрального (Караганда), Восточного (Усть-Каменогорск) и Южного (Кызылорда) Казахстана.

Скачать (537KB)
Метаданные
8. Рис. 7. То же, что на рис. 5, но для городов Западного Казахстана (Актау, Актобе, Атырау).

Скачать (375KB)
Метаданные
9. Рис. 8. То же, что на рис. 5, но для городов Южного Казахстана (Алматы, Тараз, Шымкент).

Скачать (506KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Распределение среднего количества дней в месяц с 28°C < PET < 34.9 °C (а), PET > 35°C (б) в теплое полугодие на территории Казахстана. Осреднение произведено по периоду наблюдений, доступному для каждого города.

Скачать (486KB)
Метаданные


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».