А. Н. Витченко, И. Л. Телеш методика геоэкологической оценки комфортности климата городов



Pdf көрінісі
Дата13.10.2018
өлшемі75.93 Kb.
#86781

 

География

 

УДК 551.4:330.15 (476) 



А.Н. ВИТЧЕНКО, И.Л. ТЕЛЕШ

 

МЕТОДИКА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ 



КОМФОРТНОСТИ КЛИМАТА ГОРОДОВ* 

Research technique of the geoecological estimate of the climatic comfort of the cities of the Re-

public of Belarus is considered.

 

В настоящее время значительное внимание уделяется проблемам урба-



низации  -  возникновению  и  постоянному  увеличению  площади  и  числен-

ности  населения  городов,  процессам  формирования  городских  ланд-                   

шафтов  и  многим  другим  вопросам,  требующим  квалифицированного 

решения  в  теории  и  практике  организации  и  управления  городами.  Мно-

гогранность  города  как  природно-социального  комплекса,  архитектурной  и 

градостроительной  системы  требует  участия  в  исследовании  его  проблем 

представителей многих наук. 

Изучение  комфортности  климатических  условий  городов  является  со-

ставной  частью  комплексной  оценки  геоэкологического  потенциала  среды 

жизнедеятельности человека. Исследование влияния климата и погоды на 

человека в городе имеет фундаментальное и прикладное значение. Анализ 

метеорологических  процессов  и  явлений,  их  пространственно-временной 

динамики позволяет проследить изменение климатических условий городов в 

результате естественного развития природы и антропогенного воздействия, 

дать  поэлементную  и  комплексную  оценку  их  влияния  на  человека  и 

различные сферы городского хозяйства, выявить уровень обратной реакции 

климатической системы на изменение окружающей среды городских терри-

торий. Это позволит интерпретировать состояние климата в городах Бела-

руси на основании общепринятых международных показателей, приведет к 

улучшению их экологического имиджа и даст возможность предложить кон-

кретные мероприятия по оптимизации окружающей среды городов на инве-

стиционной основе. 

Вопросам влияния климата на человека на различном территориальном 

уровне посвящен ряд работ [1-8 и др.]. Геоэкологическая оценка комфорт-

ности климата городов как самостоятельная задача рассмотрена пока еще 

недостаточно.  Достигнутый  уровень  развития  геоэкологических  исследова-

ний  и  моделирования  природных  и  природно-антропогенных  процессов  и 

явлений позволяет решить эту проблему. 

На основе анализа литературных источников и результатов собственных 

исследований  авторами  разработана  оригинальная  методика  геоэкологи-



ческой  оценки  комфортности  климата городов,  под  которой  понимают 

* Авторы статьи - сотрудники кафедры географической экологии.

 

99

 



 

Вестник БГУ. Сер. 2. 2007. № 2____________________________________________________ 

определение степени его благоприятности по отношению к организму чело-

века с учетом естественного потенциала самоочищения атмосферы и влия-

ния климата на режим эксплуатации сооружений городской застройки. Ме-

тодика  базируется  на  расчете  частных  и  интегральных  эколого- 

климатических  показателей  состояния  окружающей  среды,  характеризую-

щих степень ее благоприятности для человека, выполненных на основе ма-

тематического  моделирования  природно-антропогенных  процессов  и  ис-

пользования современных ГИС-технологий. 

Основная  задача  геоэкологического  изучения  климатических  особенно-

стей городов состоит в том, чтобы на базе метеорологической информации 

оценить возможное влияние климата на организм человека. Согласно тео-

рии адаптации и концепции факторов риска для здоровья человека, основ-

ные  положения  которых  изложены  в  работах  [9-11],  только  определенное 

сочетание  разнообразных  факторов  окружающей  среды  является  опти-

мальным (комфортным).  Если  состав  факторов  или  интенсивность  их  воз-

действия  меняются,  гармония  организма  и  среды  в  той  или  иной  степени 

может нарушиться. 

При  оценке  комфортности  климата  городов  использовать  все  факторы  

не  представляется  возможным,  поэтому  выделим  наиболее  значимые  с 

учетом  их  весовых  коэффициентов.  С  этой  целью  была  разработана 

5-балльная  шкала  ранжирования  эколого-климатических  параметров,  со-

гласно  которой  высший  балл  соответствует  оптимальным  эколого- 

климатическим показателям в пределах городов, а низший - наименее бла-

гоприятным (таблица). Для каждого показателя учитывались коэффициенты 

значимости F, отражающие вклад отдельного фактора в общий показатель 

комфортности  климата,  который  определялся  на  основе  анализа  литера-

турных  источников  [2,  12-14]  и  собственных  исследований  авторов  с  ис-

пользованием  метода  весовых  коэффициентов:  F  =  2  -  присваивался  наи-

менее  значимым  показателям,  F  =  5  -  самым  существенным.  Применение 

предложенной методики позволило соотнести показатели разной размерно-

сти и определить балл каждого из них. 

К наиболее значимым показателям комфортности климата городов отно-

сится индекс изменчивости погоды, методика определения которого учиты-

вает контрастную ее смену. Основаниями для выявления факта смены пе-

риодов с однотипной погодой являются изменения: ясной и облачной на по-

году  с  осадками;  ясной  на  облачную  (и  наоборот)  при  межсуточной 

амплитуде температуры воздуха ≥2 °С; любой погоды при межсуточной ам-

плитуде температуры воздуха ≥6 °С [1]. Индекс изменчивости погоды К

ип

 (%) 



вычисляется по формуле 

К

ип



 = (М

к

/N)-100%,  



где М

к

число контрастных смен периодов с однотипной погодой; N - число 

дней в году. 

Показатель изменчивости погоды на территории Беларуси может дости-

гать нижнего предела (≥50 %). В этом случае смена погоды происходит че-

рез  день,  и  физиологические  механизмы  адаптации  метеочувствительных 

людей не в состоянии обеспечить приспособление организма к новым усло-

виям  [2].  На  этом  основании  показателю  был  присвоен  коэффициент  зна-

чимости, равный 5. 

Для характеристики дискомфорта зимнего периода был использован ин-

декс холодового стресса Н



w

 (Вт/м

2

-с) по [15]: 



Н

w

 = (0,13 + 0,47v

0,5


)(36,6 - t)+(0,085 + 0,102v

0,3


)(61,1 - е)

0,75


,  

где v - скорость ветра, м/с; - температура воздуха, °С; е - упругость водя-

ного пара, мб. 

100


 

                                                                                                                                            География

 

Показатели геоэкологической оценки 

комфортности климата городов Беларуси

 

 



Согласно методике оценки холодового стресса [5, 12] климатические ус-

ловия  при  H



w

  ≥4,5  Вт/м

2

·с  характеризуются  как  «дискомфортные».  Они  ре-



гистрируются в Беларуси достаточно часто, а в отдельные годы достигают 

уровня абсолютно дискомфортных (H



w

 ≥8,0 Вт/м

2

·с), что и определяет высо-



кую степень значимости показателя (F = 5). 

При оценке комфортности климата значительный интерес представляет 

повторяемость оптимальных погодных условий теплого периода. Нормаль-

ные  эквивалентно-эффективные  температуры  (НЭЭТ)  отражают  воздейст-

вие  на  человека  совокупности  метеорологических  условий:  температуры, 

влажности и скорости ветра. Показатель НЭЭТ рассчитывается по формуле, 

предложенной в [16]: 

НЭЭТ = 37 - (37 - t) / [(0,68 - 0,0014f+ 1 / 1,76 + 1,4v

0,75

 - 0,29t) (1 - f / 100)], 



где f - относительная влажность воздуха, %. 

101


 

Вестник БГУ. Сер. 2. 2007. № 2____________________________________________________ 

По повторяемости значений НЭЭТ от 17 до 22 °С определяют продолжи-

тельность наиболее комфортного периода в теплое время года: чем больше 

климатические  условия  отличаются  от  оптимальных,  тем  короче  данный 

период НЭЭТ. Повторяемость погоды с комфортными НЭЭТ ≤30 % от числа 

дней  теплого  периода  считается  минимальной  [5].  В  Беларуси  продолжи-

тельность  периода  с  оптимальными  НЭЭТ  составляет  около  ≤25  %,  что 

снижает благоприятность климата для метеочувствительных людей и опре-

деляет значительный вес фактора при оценке комфортности климата горо-

дов (F = 5). 

Комфортность  климата  зависит  также  от  повторяемости  неблагоприят-

ной погоды в межсезонные периоды, которая отрицательно сказывается на 

состоянии  здоровья метеочувствительных  людей  и  вызывает  у  них  обост-

рение хронических заболеваний. В частности это относится к повторяемости 

резко  холодной  погоды,  формирующейся  при  температуре  от  0  до  5  ºС,  в 

сочетании  с  высокой  влажностью  воздуха  и  скоростью  ветра  4÷5  м/с  [1]. 

Вероятность  таких  погодных  условий  в  Беларуси  составляет  более  80  %,  

что  обусловливает  весомый  вклад  показателя  в  комфортность  климата 

(F=5). 

Коэффициент  значимости,  равный  4,  был  присвоен  показателям  ком-



фортности  климата,  которые  неблагоприятно  влияют  на  здоровье  населе-

ния [5, 17 и др.] и сильно варьируют на территории Беларуси, в отдельных 

районах достигая ≥50 % от числа дней исследуемого периода. К ним отно-

сятся количества дней: К

дд

 - душных с ≥ 20 

º

С, f ≥ 80 %; K



хд

 - холодных с     

f≤–15 °С; К

ад 


- с межсуточным изменением атмосферного давления ≥10 мб/сут; 

К

овв


 - с относительной влажностью воздуха ≥80 %. 

Существенное влияние на комфортность климата городов имеет количе-

ство дней со скоростью ветра ≥6 м/с 

св

); с осадками ≥1 мм 



ос

); с облач-

ностью  ≥5  баллов  (К

об

),  а  также  климатический  потенциал  самоочищения 



атмосферы  

кпс


)  и  продолжительность  комфортного  периода  эксплуатации 

жилых  сооружений  

эжс

),  которым  был  присвоен  коэффициент  значимости, 

равный 3. 

Климатический  потенциал  самоочищения  атмосферы  К

кпс


  (в  баллах)  оп-

ределялся по формуле, предложенной в [18]: 



К

кпс


 = (Р

ш

 + Р

т

)І(Р

о

 + Р

v

),  

где Р



ш

 - число дней со штилем; Р

т

 - число дней с туманами; Р



о

 - количество 

дней с осадками ≥0,5 мм; Р

v

число дней с сильным ветром ≥6 м/с. 

Чем больше по абсолютной величине К

кпс


тем хуже условия для рассеи-

вания  вредных  веществ  в  атмосфере.  Если  К

кпс

  ≤1,  то  повторяемость  про-

цессов, способствующих самоочищению атмосферы, преобладает над по-

вторяемостью процессов, способствующих накоплению вредных примесей в 

ней,  что  улучшает  условия  жизни  населения,  особенно  при  значительных 

антропогенных нагрузках (F=3). 

Продолжительность  комфортного  периода  эксплуатации  жилых  соору-

жений  определялась  с  учетом  влияния  на  них  температуры  и  влажности 

воздуха [19]. В данном случае под комфортной погодой понималась такая, 

при  которой  в  помещениях  не  требуется  ни  отопления,  ни  охлаждения,  а 

воздухообмен осуществляется естественным путем. 

Такие погодные условия наблюдаются при сочетании следующих значений 

средней суточной температуры и относительной влажности воздуха: 

t- 12,0÷19,9 °С и -≤85%, 

t - 20,0÷23,9 °С и f- ≤75 %, 

t - 24,0÷28,0 °С и f- ≥ 25 ≤ 50 %. 

При оценке комфортности климата среднемесячные температуры самого 

холодного и теплого месяцев малоинформативны, но тем не менее отража- 

 

102



 

                                                                                                                                            География

 

ют общие климатические особенности территории. Им был присвоен коэф-



фициент значимости, равный 2. 

Интегральный показатель комфортности климата К

ипкк

 дает представление 

о степени благоприятности климата городов для жизнедеятельности людей 

с  учетом  воздействия  всего  комплекса  метеорологических  факторов  и 

рассчитывается по уравнению 

К

ипкк


 = (С

1

F



1

 + C



2

F

2

 + C

3

F



3

 + ... + C

i

F

i



 + ...) I (F

1

 + F



2

 + F

3

 + ... + F



+ ...),  

где С

i

 - уровень комфортности i-го эколого-климатического показателя, баллы; 



F

- коэффициент значимости i-го эколого-климатического показателя. 



Разработанная методика геоэкологической оценки комфортности климата 

городов реализована в виде комплексной географической информационной 

системы  геоэкологической  оценки  комфортности  климата  (ГИС  ГОКК)  на 

базе MS Access и ArcView GIS. 

ГИС  ГОКК  включает  два  основных  блока:  первый  представлен  поли-

функциональной  базой  данных  климатической  информации  по  городам; 

второй  содержит  субблоки  расчета  частных  и  интегрального  показателей 

оценки комфортности климата городов. 

Комфортность климата крупных городов Беларуси оценивается на осно- 

ве  среднесуточной  метеорологической  информации  6  метеостанций  за 

20-летний  период  (1986-2005).  Такой  временной  интервал  позволяет  вы-

явить  современные  тенденции  пространственно-временной  динамики  эко- 

лого-климатических показателей и провести типизацию городов по степени 

комфортности климата. 

На  основе  предварительного  анализа  климатических  условий  крупных 

городов Беларуси можно выделить 5 категорий комфортности: комфортные, 

умеренно комфортные, малокомфортные, умеренно дискомфортные и дис-

комфортные. 

Следует отметить, что климатофизиология человека в погодных условиях 

Беларуси  в  значительной  мере  проявляется  в  реакциях  приспособления  к 

меняющимся  условиям  внешней  среды.  Частые  циклоны  и  антициклоны 

вызывают  приспособительные  реакции  на  изменяющиеся  атмосферное 

давление,  температуру,  влажность  и  скорость  движения  воздуха,  на  сол-

нечные  и  пасмурные  дни,  затяжные,  обложные  дожди  и  кратковременные 

ливни с грозами и резкими изменениями уровня атмосферного электричества. 

Метеопатические  проявления  обычно  возникают  одновременно  у  зна-

чительного  числа  людей  синхронно  погодным  изменениям  или  несколько 

опережая их. Они не только ухудшают течение болезней, но и снижают эф-

фективность любого метода лечения. Таким образом, в городских условиях 

оценка влияния метеорологических условий на организм человека является 

одним  из  организационных  методов  совершенствования  медицинского  об-

служивания населения. Учет и своевременная профилактика метеотропных 

реакций позволяют в значительной степени ослабить отрицательное дейст-

вие неблагоприятных климатических условий на организм человека. Прове-

денные  исследования  направлены  на  более  рациональное  использование 

естественных  ресурсов  городов  Беларуси  и  развитие  научно-методической 

базы  геоэкологического  обеспечения  хозяйственной  деятельности  на  их 

территории. 

1. Р у с а н о в  В.И. Комплексные метеорологические показатели и методы оценки климата 

для медицинских целей. Томск, 1989.

 

2. Р у с а н о в   В.И. Биоклимат Западно-Сибирской равнины. Томск, 2004.



 

3. Б а ш а л х а н о в а   Л.Б.,  Буфол  В.В.,  Р у с а н о в   В.И.  Климатические  условия  освоения 

котловин южной Сибири / Отв. ред. СВ. Рященко. Новосибирск, 1999. 

4. Д е р к а ч е в а  Л.Н. // География и природные ресурсы. 2000. № 2. С. 124. 

5. И с а е в  А. А. Экологическая климатология. 2-е изд. М., 2003. 

6 .   А р х и п о в а   И.В.,  Л о в е ц к а я   О.В.,  Р о т а н о в а   И.  Н.  //  Вычислительные  технологии. 

2005. Т. 10. Ч. 1С. 79.

 

7. В и т ч е н к о   А.Н. // Брэсцкі геагр. весн. 2002. Т. 2. Вып. 2. С. 14.



 

103


 

Вестник БГУ. Сер. 2. 2007. № 2____________________________________________________

 

8 . В и т ч е н к о  А.Н., С к р и г а н  А . Ю . // Вестн. БГУ. Сер. 2. 2004. № 1.  



9. Агаджанян  Н.А. Проблема адаптации и здоровье человека. М., 1988.

 

10.  Ассман Д. Чувствительность человека к погоде. М., 1966. 



11.  К а з н а ч е е в  В. П. Очерки теории и практики экологии человека. М., 1983. 

12.  З о л о т о к р ы л и н   А.Н.,   К а н ц е б о в с к а я   И.В.,   К р е н к е  А.Н . //Изв. РАН. Сер. геогр. 

1992. №6. С. 16. 

13.  Прохоров   Б.Б. Медико-экологическое районирование и региональный прогноз здоровья

населения России. М., 1996. 

14. Г р и г о р ь е в а  Е.А.// Электронный журнал «Исследовано в России». 2003. № 147. 

15.  Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. М., 1957. 

16.  R y d l o f f  W. World Climates with tables of climatic data and practical suggestions. 

Wissen-schaftliche Verlagsgesel haft. Stuttgart, 1981. 

17.  Башалханова  Л.Б.,   С о р о к и н а   Л . П . // География и природные ресурсы. 1991. №1.С. 

88. 

18.  С е л е г е й  Т.С,  Юрченко И.П. //Там же. 1990. № 1. С. 132. 



19.  Г е р б у р т - Г е й б о в и ч    А.А.  Оценка климата для типового проектирования жилищ. Л., 

1971. 


Поступила в редакцию 29.01.07.

 

Александр Николаевич Витченко - профессор, доктор географических наук, заведующий

кафедрой.

 

Инна Анатольевна Телеш - аспирант.



 

104


 

Каталог: bitstream -> 123456789
123456789 -> Системная терапия метастатического рака почки
123456789 -> Ортопедические методы лечения в комплексном лечении заболеваний пародонта
123456789 -> Иммуно-морфологическая характеристика различныхформ атопического дерматита у детей
123456789 -> Лекции Предмет материаловедение Основные физико-химические свойства стомат материалов
123456789 -> Восстановление твердых тканей зубов вкладками и штифтовыми конструкциями
123456789 -> Методические рекомендации для студентов Харьков 2015
123456789 -> Янішен І. В. к мед н., Масловський О. С. к мед н.,Сидорова О. В


Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет