Метод синтезирования климатических характеристик для сравнения регионов
Н.
Н. ТихоновБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Тихонов
Н.
Н. Метод синтезирования климатических характеристик для сравнения регионов // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – Т. 13. – С.
431–435. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/85087.htm.
Аннотация. Впервые применительно к высокоширотным регионам планеты для их климатической характеристики, используя опыт английских климатологов, на более широком диапазоне температур (от -10 до -55º С) и скоростей ветра (от 5 до 20 м/с) рассчитаны синтезированные температуры воздуха.
Текст статьи
Тихонов Николай Николаевич,Доктор экономических наук, профессорисследователь Финансовоэкономического института СевероВосточного университета им. М.К. Аммосова, г. ЯкутскTikhonovnn36@mail.ru
Метод синтезирования климатических характеристик для сравнения регионов
Аннотация.Впервые применительно к высокоширотным регионам Планеты для климатической их характеристики, используя опыт английских климатологов, на более широком диапазоне температур (от 10до 55ºС) и скоростей ветра (от 5 до 20 м/с) рассчитаны синтезированные температуры воздуха.Ключевые слова:север, температура воздуха, скорость ветра, синтезированная температура.
Страна пока окончательно не решила проблему районирования своей территории. В Госдуме Российской Федерации в предыдущие годы было рассмотрено несколько вариантов, связанных с районированием, но пока вопрос остался открытым.Особенно остро стал вопрос с определением границ Арктической зоны России. Нам в этом плане хотелось остановить внимание исследователей на одном из важных вопросов районирования, а именно на совершенствовании учета критериев климатических характеристик.Английские климатологи впервые разработали так называемый показатель переохлаждения, вызываемый комбинированным воздействием температуры воздуха и скорости ветра1(данный показатель было бы более правильно назвать охлаждающим эффектом скорости ветра).Материалы англичан достаточно четко показывают понижающее влияние роста скорости ветра на температуру воздуха (табл.1).Таблица 1Показатели переохлаждения комбинированного воздействия холода и ветра
Температура, ºС Скорость ветра, км/час (м/с)16 (4,4)32 (8,9)48 (13,3)64 (17,8)15119861063215145808141719514212527102028333515263640432032424857
Приведенные в таблице данные свидетельствуют, что воздействие растущих скоростей ветра на понижениетемпературы воздуха продолжает усиливаться. Так, например, при скорости ветра 17,8 м/с температура воздуха с базовых 20º может снизиться даже до 57º.Для жителей Англии, несомненно, не было нужды рассчитывать охлаждающий эффект ветра при температурах ниже 20º. В то же время нам не известна какова количественная связь между еще более низкими температурами воздуха и высокими скоростями ветра, ибо для областей, размещенных в более высоких континентальных широтах Планеты, в частности для таких регионов, как Якутия, где температура воздуха в зимние месяцы опускается до 50…60º? 1Большая илл. энцикл. «Наука и техника»: перевод с англ.М.: ООО Изд. «Астрель», 2002, 568с.Исходя из принципов, принятых английскими учеными мы рассчитали температурную величину охлаждающего эффекта скорости ветра в пределах от 5 до 20 м/с и температуре от 10 до 55º. Подобные расчеты, сделанные нами впервые, возможно, заинтересуют исследователей, занятых проблемами районирования, ищущих методы синтезирования климатических характеристик регионов с более суровыми условиями.Кроме того, в расчетах сочли важным учесть следующий момент, отмеченный английскими исследователями и хорошо известный жителям Севера, который связан с тем, что человеческая кожа, соприкасаясь с воздухом при температуре 34° и ветре 48 км/ч (13,3 м/с) замерзает до твердого состояния за 30 сек. При данном сочетании температуры и скорости ветра, по нашим расчетам, охлаждающий эффект ветра составит 65°. Во всех приведенных в таблице 2 расчетах по сочетанию температуры и скорости ветра, за предельную нижнюю границу охлаждающего эффекта ветра приняли 65°, кактемпературу, недопустимую для нормальной жизнедеятельности человека (табл. 2).Таблица 2Охлаждающий эффект разных скоростей ветра при изменении температуры воздуха
Температура воздуха, °ССкорость ветра, м/с5101520102129343615273741442034435059253949576530435462
35495967
405564
456070
5063
5567
Приведенные данные показывают ошибочность прямого сравнения территорий только по температуре воздуха. В населенных пунктах с разными скоростями ветра одна и та же температура воздуха, к примеру 250жителями будет ощущаться по разному: при 5 м/с как 390, при 15 м/с уже 570.В таблице расчеты синтезированных температур ниже точки обморожения (650) нами не продолжены, ибо процесс обморожения кожи человека при более низких температурах, видимо, еще ускорится. При крайне низких температурах воздуха (ниже 550), которые в Якутии случаются достаточно часто, даже скорости ветра в 23 м/с могут привести к обморожению за указанный выше срок, т.е. за 30 сек. Таблица 3Охлаждающий эффект разных скоростей ветра при изменении температуры воздуха от 15 до 550С
Температура воздуха, 0ССкорость ветра, м/с510152015108751053215156909161921516242830102129343615273741442032434859253949576530435462
35495967
405564
456070
5063
5567
Мы английскую градацию скоростей ветра в км/ч пересчитали в м/с (например, 16 км/ч в 4,4 м/с) и округлили их до целых цифр (4,4 м/с до 5 м/с, 8,9 м/с до 10 м/с и.т.д.), после этого с учетом изменения скорости ветра пересчитали синтезированные температуры английских исследователей. В результате из данных таблиц 1 и 2 было составлена одна общая с идентичными скоростями ветра от 5 до 20 м/с и базовыми температурами от 15 до 550С. Это позволило получить сопоставимую основу в группировке всех регионов России по синтезированным климатическим характеристикам (табл. 3). К приведенной температуре воздуха, если добавить еще продолжительность отопительного периода территорий, то получится достаточно полная синтезированная характеристика климата региона (табл. 4).Таблица 4Продолжительностьотопительного периода и синтезированнаятемпература воздуха с учетом скорости ветра за отопительный период, градусосутки
№Показательг. Якутскг. Москва 1Отопительный период, сутки2541852Среднесуточная температура отопительного периода, 0С20,53,73Скорость ветра в отопительный период, м/с 2,13,94Приведенная температура с учетом скорости ветра, 0С24,98,45Сумма приведенных температур с учетом скорости ветра за отопительный период, градусосутки63251554Рассчитано по «Строительной климатологии» М.: Стройиздат, 1990г., 86с.Тихонов Н.Н. Якутия последняя кладовая Планеты. Якутск: Сфера, 2011 г., 312 с.
Таким образом, если учесть интенсивность холодов, на нейтрализацию которых приходится тратить по регионам разное количество тепловой энергии, то для определения общей ее потребности можно воспользоваться количеством градусосуток за отопительный сезон. Объединение трех разрозненных показателей (продолжительность отопительного периода, среднесуточная температура воздуха и скорость ветра) в одном синтезированном показателе «Сумма синтезированных температур с учетом скорости ветра за отопительный сезон в градусосутках» дает более объективную картину климата территории.Другой важный вопрос. На Севере так же как в других регионах Планеты идет процесс потепления климата. И нам хотелось бы привести небольшой материал по Якутии, подтверждающий данный процесс. При этом хочется подчеркнуть, что особенностью данного явления в регионе остается то, что повышение температуры воздуха сопровождается усилением скорости ветра в таких ранее штилевых в зимние месяцы районах, как Центральная Якутия (Якутск), где обычно господствовали низкие 4050 градусные морозы (табл. 5)
Таблица 5Среднемесячная температура воздуха и скорость ветра в 20062013 гг. на фоне среднемноголетних данных Гидрометслужбы РС(Я) по температуре и ветру
МесяцТемпература воздуха, °ССредняя скорость ветра за 20062013 ггСреднемесячная20062007200820092010201120122013В среднемТемпература °ССкорость ветра м/сI
3032323335303933443,21,4хII
3327343032282930335,91,4хIII
11712139141512422,2
IV
5121641257,4
V
151513161617161565,7
VI
2127252222252324615,4
VII252026262830282426718,73,0VIII222123212524182022714,8
IX91291311813111176,1
X42245452467,9
XI222224251925232123528
XII323040343534332933339,81,4хВ среднем за год
2,22,65,43,3292,33,53,2510,32,4Синтезированная температура
1112151413111413х16х
х) Скорость ветра в среднем за декабрьфевральИсточники: Температура воздуха и скорость ветра рассчитаны по данным ежедневных передач местного радио.Сивцева А.И. и Мостахов С.Е. География Якутии. Якутск: Якуткнигоиздат, с. 128129К сожалению, исследователи, по существу, не имеют свободного доступа к фактическим материалам Гидрометслужбы республики о погоде районов. Вместо этого они могут пользоваться ежедневными прогнозами Гидрометслужбы на день, передаваемыми по местному радио. Для того, чтобы собрать ежедневные данные о погоде на целые годы исследователю требуется связать себя с местным радио на долгие годы. Из собранных материалов видно, что если в 60х годах прошлого века по данным Гидрометслужбы среднегодовая температура воздуха в г. Якутске составила 10,3°, то в 20062013 гг она поднялась до 3,2°. При этом если в 60х годах среднегодовая скорость ветра держалась на уровне 2,4 м/с то в 20062013гг выросла до 5 м/с, что синтезированную температуру, в свою очередь, снизило до 13º против 16º в 60х годах, или на 19%.Если обратиться к температурным изменениям по сезонам года, то перемены в климате ощущаются достаточно хорошо: в наиболее холодные месяцы года температура сейчас держится в основном на уровне 30 с небольшим градусов мороза, в летние месяцы 25,даже 30º жары. Однако усилившиеся ветры вносятсвои коррективы в общее ощущение погоды.
Ссылки на источники1.Большая иллюстрированная энциклопедия «Наука и техника»: перевод с англ. М.: ООО Изд. «Астрель», 2002 г., 568 с.2.Сивцева А.И., Мостахов С.Е. География Якутии. Якутск: Якуткнигоиздат, 1968, 164 с.3.Строительная климатология М.: Строиздат, 1990 86 с.4.Тихонов Н.Н. Якутия последняя кладовая Планеты. Якутск: Сфера, 2011, 312 с.
Метод синтезирования климатических характеристик для сравнения регионов
Аннотация.Впервые применительно к высокоширотным регионам Планеты для климатической их характеристики, используя опыт английских климатологов, на более широком диапазоне температур (от 10до 55ºС) и скоростей ветра (от 5 до 20 м/с) рассчитаны синтезированные температуры воздуха.Ключевые слова:север, температура воздуха, скорость ветра, синтезированная температура.
Страна пока окончательно не решила проблему районирования своей территории. В Госдуме Российской Федерации в предыдущие годы было рассмотрено несколько вариантов, связанных с районированием, но пока вопрос остался открытым.Особенно остро стал вопрос с определением границ Арктической зоны России. Нам в этом плане хотелось остановить внимание исследователей на одном из важных вопросов районирования, а именно на совершенствовании учета критериев климатических характеристик.Английские климатологи впервые разработали так называемый показатель переохлаждения, вызываемый комбинированным воздействием температуры воздуха и скорости ветра1(данный показатель было бы более правильно назвать охлаждающим эффектом скорости ветра).Материалы англичан достаточно четко показывают понижающее влияние роста скорости ветра на температуру воздуха (табл.1).Таблица 1Показатели переохлаждения комбинированного воздействия холода и ветра
Температура, ºС Скорость ветра, км/час (м/с)16 (4,4)32 (8,9)48 (13,3)64 (17,8)15119861063215145808141719514212527102028333515263640432032424857
Приведенные в таблице данные свидетельствуют, что воздействие растущих скоростей ветра на понижениетемпературы воздуха продолжает усиливаться. Так, например, при скорости ветра 17,8 м/с температура воздуха с базовых 20º может снизиться даже до 57º.Для жителей Англии, несомненно, не было нужды рассчитывать охлаждающий эффект ветра при температурах ниже 20º. В то же время нам не известна какова количественная связь между еще более низкими температурами воздуха и высокими скоростями ветра, ибо для областей, размещенных в более высоких континентальных широтах Планеты, в частности для таких регионов, как Якутия, где температура воздуха в зимние месяцы опускается до 50…60º? 1Большая илл. энцикл. «Наука и техника»: перевод с англ.М.: ООО Изд. «Астрель», 2002, 568с.Исходя из принципов, принятых английскими учеными мы рассчитали температурную величину охлаждающего эффекта скорости ветра в пределах от 5 до 20 м/с и температуре от 10 до 55º. Подобные расчеты, сделанные нами впервые, возможно, заинтересуют исследователей, занятых проблемами районирования, ищущих методы синтезирования климатических характеристик регионов с более суровыми условиями.Кроме того, в расчетах сочли важным учесть следующий момент, отмеченный английскими исследователями и хорошо известный жителям Севера, который связан с тем, что человеческая кожа, соприкасаясь с воздухом при температуре 34° и ветре 48 км/ч (13,3 м/с) замерзает до твердого состояния за 30 сек. При данном сочетании температуры и скорости ветра, по нашим расчетам, охлаждающий эффект ветра составит 65°. Во всех приведенных в таблице 2 расчетах по сочетанию температуры и скорости ветра, за предельную нижнюю границу охлаждающего эффекта ветра приняли 65°, кактемпературу, недопустимую для нормальной жизнедеятельности человека (табл. 2).Таблица 2Охлаждающий эффект разных скоростей ветра при изменении температуры воздуха
Температура воздуха, °ССкорость ветра, м/с5101520102129343615273741442034435059253949576530435462
35495967
405564
456070
5063
5567
Приведенные данные показывают ошибочность прямого сравнения территорий только по температуре воздуха. В населенных пунктах с разными скоростями ветра одна и та же температура воздуха, к примеру 250жителями будет ощущаться по разному: при 5 м/с как 390, при 15 м/с уже 570.В таблице расчеты синтезированных температур ниже точки обморожения (650) нами не продолжены, ибо процесс обморожения кожи человека при более низких температурах, видимо, еще ускорится. При крайне низких температурах воздуха (ниже 550), которые в Якутии случаются достаточно часто, даже скорости ветра в 23 м/с могут привести к обморожению за указанный выше срок, т.е. за 30 сек. Таблица 3Охлаждающий эффект разных скоростей ветра при изменении температуры воздуха от 15 до 550С
Температура воздуха, 0ССкорость ветра, м/с510152015108751053215156909161921516242830102129343615273741442032434859253949576530435462
35495967
405564
456070
5063
5567
Мы английскую градацию скоростей ветра в км/ч пересчитали в м/с (например, 16 км/ч в 4,4 м/с) и округлили их до целых цифр (4,4 м/с до 5 м/с, 8,9 м/с до 10 м/с и.т.д.), после этого с учетом изменения скорости ветра пересчитали синтезированные температуры английских исследователей. В результате из данных таблиц 1 и 2 было составлена одна общая с идентичными скоростями ветра от 5 до 20 м/с и базовыми температурами от 15 до 550С. Это позволило получить сопоставимую основу в группировке всех регионов России по синтезированным климатическим характеристикам (табл. 3). К приведенной температуре воздуха, если добавить еще продолжительность отопительного периода территорий, то получится достаточно полная синтезированная характеристика климата региона (табл. 4).Таблица 4Продолжительностьотопительного периода и синтезированнаятемпература воздуха с учетом скорости ветра за отопительный период, градусосутки
№Показательг. Якутскг. Москва 1Отопительный период, сутки2541852Среднесуточная температура отопительного периода, 0С20,53,73Скорость ветра в отопительный период, м/с 2,13,94Приведенная температура с учетом скорости ветра, 0С24,98,45Сумма приведенных температур с учетом скорости ветра за отопительный период, градусосутки63251554Рассчитано по «Строительной климатологии» М.: Стройиздат, 1990г., 86с.Тихонов Н.Н. Якутия последняя кладовая Планеты. Якутск: Сфера, 2011 г., 312 с.
Таким образом, если учесть интенсивность холодов, на нейтрализацию которых приходится тратить по регионам разное количество тепловой энергии, то для определения общей ее потребности можно воспользоваться количеством градусосуток за отопительный сезон. Объединение трех разрозненных показателей (продолжительность отопительного периода, среднесуточная температура воздуха и скорость ветра) в одном синтезированном показателе «Сумма синтезированных температур с учетом скорости ветра за отопительный сезон в градусосутках» дает более объективную картину климата территории.Другой важный вопрос. На Севере так же как в других регионах Планеты идет процесс потепления климата. И нам хотелось бы привести небольшой материал по Якутии, подтверждающий данный процесс. При этом хочется подчеркнуть, что особенностью данного явления в регионе остается то, что повышение температуры воздуха сопровождается усилением скорости ветра в таких ранее штилевых в зимние месяцы районах, как Центральная Якутия (Якутск), где обычно господствовали низкие 4050 градусные морозы (табл. 5)
Таблица 5Среднемесячная температура воздуха и скорость ветра в 20062013 гг. на фоне среднемноголетних данных Гидрометслужбы РС(Я) по температуре и ветру
МесяцТемпература воздуха, °ССредняя скорость ветра за 20062013 ггСреднемесячная20062007200820092010201120122013В среднемТемпература °ССкорость ветра м/сI
3032323335303933443,21,4хII
3327343032282930335,91,4хIII
11712139141512422,2
IV
5121641257,4
V
151513161617161565,7
VI
2127252222252324615,4
VII252026262830282426718,73,0VIII222123212524182022714,8
IX91291311813111176,1
X42245452467,9
XI222224251925232123528
XII323040343534332933339,81,4хВ среднем за год
2,22,65,43,3292,33,53,2510,32,4Синтезированная температура
1112151413111413х16х
х) Скорость ветра в среднем за декабрьфевральИсточники: Температура воздуха и скорость ветра рассчитаны по данным ежедневных передач местного радио.Сивцева А.И. и Мостахов С.Е. География Якутии. Якутск: Якуткнигоиздат, с. 128129К сожалению, исследователи, по существу, не имеют свободного доступа к фактическим материалам Гидрометслужбы республики о погоде районов. Вместо этого они могут пользоваться ежедневными прогнозами Гидрометслужбы на день, передаваемыми по местному радио. Для того, чтобы собрать ежедневные данные о погоде на целые годы исследователю требуется связать себя с местным радио на долгие годы. Из собранных материалов видно, что если в 60х годах прошлого века по данным Гидрометслужбы среднегодовая температура воздуха в г. Якутске составила 10,3°, то в 20062013 гг она поднялась до 3,2°. При этом если в 60х годах среднегодовая скорость ветра держалась на уровне 2,4 м/с то в 20062013гг выросла до 5 м/с, что синтезированную температуру, в свою очередь, снизило до 13º против 16º в 60х годах, или на 19%.Если обратиться к температурным изменениям по сезонам года, то перемены в климате ощущаются достаточно хорошо: в наиболее холодные месяцы года температура сейчас держится в основном на уровне 30 с небольшим градусов мороза, в летние месяцы 25,даже 30º жары. Однако усилившиеся ветры вносятсвои коррективы в общее ощущение погоды.
Ссылки на источники1.Большая иллюстрированная энциклопедия «Наука и техника»: перевод с англ. М.: ООО Изд. «Астрель», 2002 г., 568 с.2.Сивцева А.И., Мостахов С.Е. География Якутии. Якутск: Якуткнигоиздат, 1968, 164 с.3.Строительная климатология М.: Строиздат, 1990 86 с.4.Тихонов Н.Н. Якутия последняя кладовая Планеты. Якутск: Сфера, 2011, 312 с.
