авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Основныхбиоклиматических показателей на территорииприволжского федерального округа

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Исаева МаринаВалериевна

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯИЗМЕНЧИВОСТЬ

ОСНОВНЫХБИОКЛИМАТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

НА ТЕРРИТОРИИПРИВОЛЖСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА

25.00.30 – метеорология,климатология, агрометеорология

Автореферат

диссертации насоискание ученой степени

кандидатагеографических наук

Казань 2009

Работа выполнена в ГОУВПО «Казанскийгосударственный университет им. В.И.Ульянова-Ленина»

Научныйруководитель:доктор географических наук,профессор

Переведенцев Юрий Петрович

Официальныеоппоненты:доктор географических наук,профессор

Калинин НиколайАлександрович

кандидат географических наук,

старший научный сотрудник

Хайруллин КамильШейхович

Ведущаяорганизация:ГОУ ВПО «Саратовскийгосударственный

университет им. Н.Г.Чернышевского»

Защита диссертациисостоится 29 декабря 2009 г. в 11 часов назаседании диссертационного совета Д.212.081.20в Казанском государственном университетеим. В.И. Ульянова-Ленина по адресу: г. Казань,ул. Кремлевская, 18, корп.2, ауд.

С диссертацией можноознакомиться в Научной библиотеке им.Н.И.Лобачевского ГОУ ВПО«Казанский государственныйуниверситет им. В.И.Ульянова-Ленина».

Автореферат разослан«_____»ноября 2009 г.

Ученый секретарьдиссертационного совета,

кандидат географическихнаук,доцентХабутдинов Ю.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальность. Биоклимат территории -важный природный ресурс, от состояниякоторого зависит комфортность ощущений исамочувствие человека, работоспособность,производительность труда и здоровьеорганизма в целом. Исследуя влияниеизменений метеорологических условий наадаптационные механизмы, можно решитьпроблему сохранения здоровья человека вусловиях ухудшения среды обитания.

Особую важностьприобретают исследования, в задачу которыхвходят биоклиматическая оценка итерриториальная дифференциациябиоклиматических условий на региональномуровне. Биоклиматическая оценка – определениеположительных и отрицательных воздействийразличных климатических факторов и ихкомплексов на организм – выявляетмедико-климатический потенциал территориидля рационального использованияландшафтно-климатических условий вздравоохранении и рекреации.

Актуальность работы вцелом обусловлена необходимостью:

  • оценки комфортностиклиматических условий для проживаниянаселения по территории ПриволжскогоФедерального Округа (ПФО);
  • планирования работ поэффективному обеспечению максимальнобезопасных условий и режима труда и отдыханаселения в пределах исследуемогорегиона;
  • проектирования и строительствадомов, обеспечивающих комфортностьпроживания во все сезоны года;
  • определения продолжительности исезонности рекреационнойдеятельности;
  • решенияпроблемы адаптации человека к изменениямклимата в период глобальногопотепления;
  • определения безопасных пределовнапряжения организма спортсменов во времярекреационных и спортивных мероприятий вдискомфортных условиях погоды.

Целью данной работыявляется оценкабиоклиматических ресурсов ПФО и анализпространственно-временного распределенияклиматической комфортностирассматриваемой территории порассчитанным значениям биоклиматическихпоказателей.

Для достиженияпоставленной цели в диссертации решалисьследующие задачи:

  1. Выявлениеособенностей климатических условийисследуемой территории за последниедесятилетия.
  2. Расчетбиоклиматических показателей и построениекарт-схем их пространственно-временногораспределения на территории ПФО.
  3. Определение зонклиматического комфорта и анализтерриториального распределениябиоклиматических ресурсов ПФО.
  4. Оценка тенденцийвременных изменений биоклиматическихпоказателей.
  5. Сравнениебиоклиматических условий города Казани иего окрестностей.

В качестве исходных использованыстатистические данные (с 1966 по 2004 год)ВНИИГМИ МЦД г. Обнинска сети станцийПриволжского округа, справочники поклимату СССР, а также срочные ежедневныенаблюдения авиационной метеорологическойстанции гражданской (АМСГ) «Казань» истанции Казань, университет (с 2004 по 2007 год),послужившие основой для расчетовбиоклиматических показателей.

Методологическую основуработы составляют широкоиспользуемые в биоклиматологии,курортологии и гигиенической практикетемпературные шкалы (эффективныетемпературы (ЭТ), эквивалентно-эффективныетемпературы (ЭЭТ),радиационно-эквивалентно-эффективныетемпературы (РЭЭТ), приведенныетемпературы В.Н.Адаменко-К.Ш.Хайруллина,биологически активные температуры) ииндексы (Бодмана, Хилла,патогенности). В работеприменяются биоклиматические,статистические и картографические приемыобработки информации.

Научная новизна:

  • Впервые произведенрасчет комплекса биоклиматическихпоказателей по сети станций ПФО (144) поединой методике для периода 1966-2004гг.
  • Выявлены зоныкомфортных погодно-климатических условийи их пространственное распределение вразличные сезоны года на исследуемойтерритории.
  • Рассчитаны временныетенденции изменения биоклиматическихпоказателей ПФО в условиях глобальногопотепления климата.
  • Выполнено сравнениебиоклиматических условий крупногопромышленного города и егопригорода.

Основные положения ирезультаты, выносимые на защиту:

  1. Распределениеосновных биоклиматических показателей натерритории ПФО характеризуетсясравнительно большой пространственнойнеоднородностью и временной изменчивостьюв различные периоды года с формированиемотдельных локальных очагов их значений,обусловленных процессами различногомасштаба.
  2. Дискомфортныепогодно-климатические условия натерритории ПФО формируются в холодноевремя года под влиянием атмосфернойциркуляции и благоприятствующего рельефа,создающих условия для проникновенияразличных воздушных масс. Определяющимифакторами климатического дискомфорта вэтот период являются низкая температуравоздуха и скорость ветра.
  3. Период с мая посентябрь характеризуется как комфортный.На станциях, имеющих самое южноерасположение при этом наиболее вероятныусловия термического перегрева.
  4. Оценка временныхтенденций изменения биоклиматическихпоказателей исследуемой территориисвидетельствует об улучшениибиоклиматических условий в холодныйпериод года и более стабильных в теплоевремя года.

Практическаяценность. Полученныерезультаты и выводы диссертационнойработы могут быть использованы:

- длярационального текущего и перспективногоразмещения производственных комплексов наисследуемой территории;

- длябиоклиматического обоснования выбора зонотдыха, туризма и проектированияоздоровительных учреждений;

- дляпрогнозирования и профилактики сезонныхзаболеваний;

- привыборе наиболее продуктивного режиматруда на открытом воздухе(продолжительности, частоты и длительностиперерывов);

- при проведении наоткрытом воздухе спортивных мероприятийрегионального и международногоуровня;

- дляиспользования методик подобныхисследований на других территориях;

-использование теоретическихи методических положений в учебномпроцессе при чтении курсов «Рекреационнаягеография», «Учение об атмосфере»,«Климатология» при подготовкеметеорологов, геоэкологов, туристов нафакультете географии и экологии КГУ;

- использование внаучной работе специалистами в областиметеорологии.

Апробация работы. Результаты исследований изложены в9 публи­ка­ци­ях.Основные положения, теоретические иприкладные результаты диссертационнойработы докладывались и обсуждались:

- наитоговых научно-практических конференцияхи научных семинарах кафедры метеорологии,климатологии и экологии атмосферыКазанского государственного университета,2007, 2008, 2009 гг.;

- намежрегиональном научном семинаре«Геоэкологические проблемы СреднегоПоволжья», г. Ульяновск, май 2008г.;

- на Всероссийскойнаучной конференции «Геосистемы: факторыразвития, рациональное использование,методы управления», г. Туапсе,сентябрь-октябрь 2008 г.;

- на Всероссийскойнаучной конференции «Окружающая среда иустойчивое развитие регионов: новые методыи технологии исследований», 19-22 мая 2009, г.Казань;

- на научной конференции,посвященной 175-летию Росгидромета, 25-29 мая2009, г. Москва.

Структура и объемдиссертационной работы: диссертация состоит из введения,четырех глав, заключения и приложений.Общий объем диссертации (без приложений)составляет 140 страниц, включая 26рисунков и 3 таблицы, 41 приложение. Списокиспользованных источников содержит 126наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко освещено состояние проблемы,обоснована актуальность темы, поставленыцель и задачи работы, перечисляютсяосновные положения, выносимые на защиту,указывается новизна, научная ипрактическая значимость.

Глава 1. Природныеусловия и их влияние на организм человека.

Взаимодействие человекаи погодных условий по-прежнемунедостаточно изучено и является одним изнаиболее активно разрабатываемыхнаправлений биоклиматологии, которомупосвящено множество работ в областифизической географии, экологии,климатологии, биометеорологии,экологической климатологии, медицинскойгеографии Мезерницкого П.Г., Ассмана Д.,Будыко М.И., Айзенштата Б.А., Бокши В.Г.,Циценко Г.В., Головиной Е.Г., Русанова В.И.,Золотокрылина А.Н., Кобышевой Н.В., АдаменкоВ.Н., Хайруллина К.Ш., Карпенко В.Н., ИсаеваА.А., Виноградовой В.В., Андреева С.С.,Рыхлова А.Б., Волковой Л.С. и др.

Погода и климат ПФО восновном определяются атмосфернойциркуляцией, и особенно преобладаниемзападных потоков воздуха, чтообусловливает существенное влияние наместный климат атлантических воздушныхтечений, которые смягчают и увлажняют его.Вместе с тем сюда поступают и воздушныемассы, сформировавшиеся в других, в томчисле арктических, и резко континентальныхрайонах Сибири, Казахстана и Средней Азии.В случае ослаблений внешних воздействийпришедшие воздушные массы под влияниемместных трансформационных факторовприобретают свойства данногогеографического района. Влияние местныхусловий (мезо- и микрорельеф,растительность, почва, непосредственнаяблизость водоемов, застройка территории)порождает климатические вариацииразличной интенсивности на фонеустойчивых атмосферных процессов.

Особенностью зимыявляется интенсивная циклоническаядеятельность, сопровождаемая усилениемзападного переноса, что наиболее четкопроявляется в распределении температурывоздуха. Изотермы зимних месяцев имеютпочти меридиональное направление. Средняятемпература января меняется с юго-западана северо-восток и восток: от -8,8° до -18,0°С.Зима на исследуемой территории длится оттрех с половиной до пяти и болеемесяцев.

Продолжительность летауменьшается с юга на север и северо-востокот четырех, четырех с половиной до трех,трех с половиной месяцев. Летом погодаформируется за счет трансформациивоздушных масс, чему способствует большойприток солнечной энергии. Циклоническаядеятельность в летнее время уменьшается,особенно в восточной части территории.Поэтому летом преобладает жаркая сухаяпогода, особенно на юге Заволжья и навостоке Оренбургской области.

В связи с довольнобольшой протяженностью ПФО с севера на юг(около 1200 км) и с запада на восток (1000 км)радиационный режим здесь варьирует взначительных пределах. Радиационныйбаланс является ведущим компонентомтеплового баланса деятельной поверхности,который определяет величину и знак потоковтепла в атмосферный воздух и почвенныйпокров, процессы испарения иликонденсации. Наиболее солнечным являетсяпериод с апреля по август.

Кроме радиационных ициркуляционных факторов, на температурувоздуха летом оказывают влияниеподстилающая поверхность и условиярельефа. По этой причине распределениевсех температурных характеристик имеетнекоторое отклонение от зонального.Примером может служить распределениесредних месячных температур июля, где навозвышенностях (Приволжская,Бугульминско-Белебеевская, Южный Урал) и врайонах с большой лесистостью (Кировскаяобласть, Пермский край, северНижегородской области) воздух болеепрохладный. На территории Приволжскогоокруга среднеиюльская температура воздухаизменяется от 15,9°С (северПермского края) до 21,4°С(юго-восток Саратовскойобласти).

Наблюдаемые натерритории ПФО в последние десятилетияизменения климата в условиях глобальногопотепления характеризуется повышениемтемпературы холодного сезона, уменьшениемколичества осадков в теплый период года,возрастанием числа засух, более частойповторяемостью опасныхгидрометеорологических явлений.Последствия этих и других эффектовсущественным образом влияют надеятельность различных секторов экономикии на здоровье человека. Поэтому оценкасовременных климатических ресурсов и ихвозможных изменений в будущем являетсяосновой для выработки долгосрочнойстратегии планирования в различныхотраслях производства, а также организацииотдыха и туризма.

Глава 2. Методика расчетабиоклиматических показателей.

Биоклиматическиепоказатели и ресурсы представленыприменительно к человеку и характеризуютсвязь климата с его тепловым состоянием,здоровьем, особенностями рекреации исанитарно-гигиенической оценкой вестественных условиях. Выделены следующиесоставляющие биоклиматическихресурсов:

-рекреационно-климатические ресурсы;

-санитарно-гигиенические климатическиересурсы для градостроительства;

-физиолого-климатические ресурсы тепловогосостояния человека;

-лечебно-профилактические климатическиересурсы для основных видов заболеваний(сердечно-сосудистых, заболеваний органовдыхания, ревматических и простудных,туберкулеза и глазных).

Для оценки тепловогосостояния человека разработан рядбиоклиматических показателей, которыепозволяют определить уровень его тепловойили холодовой нагрузки в летнее и зимнеевремя года. В результате анализапубликаций и работ, посвященных разработкеи описанию многочисленныхбиоклиматических индексов, показателей икритериев оценки уровня комфорта,тщательного изучения и сопоставления, былиотобраны следующие биоклиматическиепоказатели:

  • эффективнаятемпература неподвижного воздуха(ЭТ)

ЭТ=t-0,4(t-10)(1-f/100),(1)

где f –относительная влажность воздуха; t –температура воздуха в градусахЦельсия;

  • эквивалентно-эффективнаятемпература (ЭЭТ) - показатель тепловойчувствительности с учетом влиянияветра

(2)

где ЕТ -ЭЭТ, t - температура воздуха, оС; f–относительная влажность, %; v- скорость ветра,м/с;

  • индекс суровости поБодману (S)

S=(1-0,04t)(1+0,27v),(3)

где S – индекс суровости(баллы), t -температура воздуха (оС), v– скоростьветра (м/с);

  • приведеннаятемпература по Адаменко и Хайруллину(tприв)

tприв=tв-8,2V,(4)

где tприв –приведенная температура, 0С; tв– фактическаятемпература воздуха, °С; V– скоростьветра, м/с;

  • индекс ветровогоохлаждения по Хиллу (Hw)

Hw=Hd+(0,085+0,102v0,3)(61,1-e)0,75,(5)

где Hd=(0,13+0,47v0,5)(36,6-t); v – скорость ветра,м/с; t-температура воздуха, оС; e– упругостьводяного пара, гПа;

  • радиационно-эквивалентно-эффективныетемпературы (РЭЭТ)

РЭЭТ=125lg[1+0,02T+0,001(T-8)(f-60)-0,45(33-T)V+185B], (6)

где Т - температуравоздуха, оС; f -относительная влажность воздуха, %; V -скорость ветра, м/с; В - поглощеннаяповерхностью тела солнечная радиация,кВт/м2;

В соответствии срекомендациями Е.Г.Головиной и В.И.Русанова(1993), РЭЭТ может быть рассчитана поформулам:

РЭЭТ=НЭЭТ+6,2оС(7)

или РЭЭТ=0,83ЭЭТ+12оС,(8)

где НЭЭТ – нормальнаяэквивалентно-эффективная температура, ЭЭТ–эквивалентно-эффективная температура поМиссенарду;

  • нормальнаяэквивалентно-эффективная температура(НЭЭТ) - показатель тепловойчувствительности с учетом влияния ветрадля одетого человека

НЭЭТ=0,8ЭЭТ+70С,(9)

где ЭЭТ –эквиваленто-эффективная температура ЕТ поМиссенарду;

  • биологически активнаятемпература (БАТ)

БАТ=0,8 НЭЭТ+90С,(10)

где НЭЭТ – нормальнаяэквивалентно-эффективнаятемпература;

  • индекс патогенностиметеорологической ситуации по Бокше(I)

I=It+Ih+Iv+In+Ip+It,(11)

где It – индекс патогенноститемпературы воздуха; It=0,02(18-t)2 при t18оС иIt=0,02(t–18)2 при t>18oС; t – среднесуточнаятемпература, оС; It – патогенностьмежсуточного изменения температуры t;Ih– индекспатогенности влажности воздуха, h – среднесуточнаяотносительная влажность (%); Iv – индекс патогенностиветра; v – среднесуточнаяскорость ветра (м/с); In – индекс патогенностипродолжительности солнечного сияния;n=10–10Sф/Smax; Sфи Smax – соответственномаксимально возможная и фактическаяпродолжительность солнечного сияния погелиографу; Ip – индекс патогенностимежсуточного изменения атмосферногодавления р. В.Г. Бокша предложилследующую рабочую формулу для расчетаиндекса патогенности метеорологическойситуации (баллы):

.(12)

С целью оценки тенденцийизменения значений биоклиматическихпоказателей во времени рассчитывалиськоэффициенты наклона линейного тренда(КНЛТ) и коэффициенты его детерминацииR2 для каждойстанции ПФО. Величина R2показывает, каков вкладлинейного тренда в общую изменчивостьиндекса. Тенденция изменениярассматриваемого биоклиматическогопоказателя считалась статистическизначимой, если ее уровень достоверностибыл равен 95% (Р=0,95). При объеме выборки 39 летэто соответствует величине R2=10%.

Глава 3. Оценкабиоклиматических условийПриволжского ФедеральногоОкруга.

Проанализированырезультаты расчетов сезонного и годовогопространственного распределениябиоклиматических показателей с оценкойкомфортности территории, которыепозволили выявить закономерности ипостроить схемы их пространственногораспределения.

Для оценки степеникомфортности рассчитывалась эффективная температура, которая является характеристикойощущения степени тепла или холодаорганизмом полураздетого (до пояса)человека и является эмпирической функциейтемпературы и относительной влажностивоздуха. Анализ полученных данныхпоказывает, что на территории ПФО захолодный период (с ноября по март) ЭТнаходится в пределах от -10,9 до -4,1оС, что характеризуетзимние условия на исследуемой территориикак «холодно» с «умеренной» нагрузкой наорганизм человека. Распределение изолинийэффективной температуры в период с ноябряпо март на территории ПФО имеетпрактически меридиональный характер.Наименьшие значения ЭТ отмечаются впунктах, расположенных на северо-востоке июго-востоке ПФО, а наибольшие - наюго-западе исследуемой территории.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.