Современное изучение городской климатологии

Содержание

Слайд 2

Объекты изучения городской климатологии

Острова тепла
Термический комфорт
Тепловые волны
Качество воздуха
Влияние погоды и климата на

Объекты изучения городской климатологии Острова тепла Термический комфорт Тепловые волны Качество воздуха
человека

Слайд 3

Острова тепла

Острова тепла

Слайд 4

Факторы, влияющие на тепловой баланс и микроклимат города

Факторы, влияющие на тепловой баланс и микроклимат города

Слайд 5

Особенности островов тепла
Максимум анамалии температур наблюдается в центре города, минимум — на

Особенности островов тепла Максимум анамалии температур наблюдается в центре города, минимум —
наветренной периферии.
Максимум –в полночь, минимум— утром
Максимум весна, осень, минимум — в начало зимы
Различие по географическим зонам
Интенсивность зависит от плотности застройки, кол-ва жителей

Слайд 6

Экономическое значение островов тепла

Экономия на отоплении разных районов города

Экономическое значение островов тепла Экономия на отоплении разных районов города

Слайд 7

Изменение климата в Арктическом регионе

Доклад Росгидромета, 2008

IPCC, 2013

Изменение климата в Арктическом регионе Доклад Росгидромета, 2008 IPCC, 2013

Слайд 8

Объекты прямого изучения

Объекты прямого изучения

Слайд 9

In situ measurements

Post-processing of the raw data (synchronization, quality-control, correction)

Building 2D temperature

In situ measurements Post-processing of the raw data (synchronization, quality-control, correction) Building
fields (geostatistical modelling)

Measurement techniques:

Слайд 10

UHI in Salekhard & Vorkuta

UHI in Salekhard & Vorkuta

Слайд 12

Permanent network for Apatity

Permanent network for Apatity

Слайд 13

Что такое термический комфорт?

Термический комфорт – показатель комфортности, при котором обеспечивается оптимальный

Что такое термический комфорт? Термический комфорт – показатель комфортности, при котором обеспечивается
уровень физиологических функций организма, в то время как человек не ощущает ни жары, ни холода.
(Исаев, 2003)

Слайд 14

Факторы, влияющие на термический комфорт:

метеорологические параметры: температура воздуха, скорость ветра, влажность воздуха
скорость

Факторы, влияющие на термический комфорт: метеорологические параметры: температура воздуха, скорость ветра, влажность
метаболизма (зависит от физиологических параметров человека)
уровень физиологической активности
теплоизоляционные свойства одежды

Слайд 15

Биоклиматические индексы комфортности

Физиологическая- эквивалентная температура – PET
Универсальный индекс теплового комфорта – UTCI
Модернизированная

Биоклиматические индексы комфортности Физиологическая- эквивалентная температура – PET Универсальный индекс теплового комфорта
физиологическая - эквивалентная температура – mPET
Жёсткость погоды – Wind chill

Слайд 16

Физиологически-эквивалентная температура (РЕТ)

Физиологическая- эквивалентная температура (PET) - температура воздуха, при которой для

Физиологически-эквивалентная температура (РЕТ) Физиологическая- эквивалентная температура (PET) - температура воздуха, при которой
обычных комнатных условий тепловой баланс человеческого тела остается неизменным со значениями температуры внутренних органов и температуры кожи для данной ситуации.

Слайд 17

РЕТ

РЕТ – это мера теплового ощущения находящегося в покое человека. Индекс рассчитывается

РЕТ РЕТ – это мера теплового ощущения находящегося в покое человека. Индекс
с учётом уравнения теплового баланса человека:
?+?+?+?+??+???+???+?=0
M - скорость обмена веществ (внутренняя выработка энергии),
W – теплоотдача при физической работе,
R – радиационный баланс тела,
C - конвективный поток тепла,
ED- скрытый поток тепла, расходуемый на потоотделение,
ERe - сумма тепловых потоков для нагревания и увлажнения вдыхаемого воздуха,
ESw – поток тепла, расходуемый на испарение пота
S - поток тепла, который сохраняется для нагревания или охлаждения масса тела

Слайд 18

Относительные риски смертности (RR) во время аномально-жаркой погоды, идентифицированной по различным биоклиматическим

Относительные риски смертности (RR) во время аномально-жаркой погоды, идентифицированной по различным биоклиматическим
индексам (Shartova et al., 2018)

Слайд 19

UTCI

UTCI – это универсальный индекс теплового комфорта.
Это концепция «эквивалентной температуры»: он

UTCI UTCI – это универсальный индекс теплового комфорта. Это концепция «эквивалентной температуры»:
включает определение базового условия, с которым будут сравниваться все другие климатические условия.

Слайд 20

mPET

Сейчас это самый универсальный индекс, который лучше всего оценивает термический комфорт в

mPET Сейчас это самый универсальный индекс, который лучше всего оценивает термический комфорт
разных климатических зонах и в разные периоды года

mPET – самый современный тепловой индекс, основанный на физиологических параметрах человека.
Он преобразован из индекса РЕТ, но основан на другом уравнении теплового баланса человека

Слайд 21

Градации индексов

/mPET

Градации индексов /mPET

Слайд 22

Wind chill

Wind chill или «Охлаждение ветром» - показатель, отражающий ощущения человека при

Wind chill Wind chill или «Охлаждение ветром» - показатель, отражающий ощущения человека
одновременном воздействии на него ветра и пониженной температуры. Оценивается субъективное ощущение человеком температуры воздуха на открытом участке кожи c учетом скорости ветра

Слайд 23

Matzarakis, A., Rutz, F. (2005) Application of RayMan for tourism and climate

Matzarakis, A., Rutz, F. (2005) Application of RayMan for tourism and climate
investigations. Annalen der Meteorologie 41:
Matzarakis, A.; Rutz, F.; Mayer, H. (2000) Estimation and calculation of the mean radiant temperature within urban structures. In: Biometeorology and Urban Climatology at the Turn of the Millenium (ed. by R.J. de Dear, J.D. Kalma, T.R. Oke and A. Auliciems): Selected Papers from the Conference ICB-ICUC’99, Sydney. WCASP-50, WMO/TD No. 1026, 273-278.

PET index derived
from Rayman model
(Matzarakis, Rutz, Mayer)

Входные данные:
дата, время и координаты.
метеорологические параметры
физиологические параметры человека (рост, вес, возраст, степень его физической активности).

Модель RayMan Pro 3.1

Слайд 24

Трёхмерный блок модели RayMan Pro

Трёхмерный блок модели RayMan Pro

Слайд 25

Предпосылки к изучению комфортности Арктических городов

В России в городах проживает 74% населения,

Предпосылки к изучению комфортности Арктических городов В России в городах проживает 74%
в Арктической зоне - 85%
Наличие островов тепла в городах – повышенных температур в центре города
Отсутствие данных о современной климатологии комфортности непосредственно в городах, тем более – в городах Арктической зоны

Слайд 26

Проблемы в изучении

1. Малое количество метеостанций в Арктике
2. «Городские» метеостанции располагаются вне

Проблемы в изучении 1. Малое количество метеостанций в Арктике 2. «Городские» метеостанции
городской черты, поэтому не могут характеризовать климат всего города целиком.

WMO station

Город Апатиты

Распределение приземной
Температуры в Апатитах

Слайд 27

Данные и территория изучения

Данные метеосети «Росгидромета» (срочные измерения) за период 1966-2017гг.
Территория Арктической

Данные и территория изучения Данные метеосети «Росгидромета» (срочные измерения) за период 1966-2017гг.
зоны по указу Президента РФ от 2 мая 2014
Города: Мурманск, Кандалакша, Архангельск, Нарьян-Мар, Салехард, Анадырь и Надым

Карта Замятиной Н.Ю.

Слайд 28

Результаты модельного эксперимента

1 тип

1 тип

1 тип

2 тип

2 тип

2 тип

2 тип

Результаты модельного эксперимента 1 тип 1 тип 1 тип 2 тип 2

Слайд 29

Динамика индекса Wind Chill

Динамика индекса Wind Chill

Слайд 30

Скорости роста температуры и индексов за 10 лет

Скорости роста температуры и индексов за 10 лет

Слайд 31

Динамика количества дней с очень сильным и экстремальным холодовым стрессом (UTCI<-27 и

Динамика количества дней с очень сильным и экстремальным холодовым стрессом (UTCI
<-40)

Слайд 32

Динамика количества дней со средним и высоким риском переохлаждения (Wind Chill <

Динамика количества дней со средним и высоким риском переохлаждения (Wind Chill
-28 и < -40)

Слайд 33

Годовой ход холодового стресса по UTCI

Годовой ход холодового стресса по UTCI

Слайд 34

Динамика количества дней с умеренным и сильным тепловым стрессом (UTCI >26 и

Динамика количества дней с умеренным и сильным тепловым стрессом (UTCI >26 и >32)
>32)

Слайд 35

Динамика количества дней с сильными тепловым воздействием (РЕТ>35)

Динамика количества дней с сильными тепловым воздействием (РЕТ>35)

Слайд 36

Годовой ход умеренного теплового стресса (UTCI >+26)

Годовой ход умеренного теплового стресса (UTCI >+26)

Слайд 37

Тропические ночи

Тропические ночи - ночи, при которых температура воздуха не опускается ниже

Тропические ночи Тропические ночи - ночи, при которых температура воздуха не опускается
20°C.
(Climate Service Center Germany (GERICS))

Слайд 38

Внутригодовая динамика очень сильного холодового стресса (UTCI<-27) в Салехарде

Внутригодовая динамика очень сильного холодового стресса (UTCI

Слайд 39

Внутригодовая динамика умеренного теплового стресса (UTCI >26) в Салехарде

Внутригодовая динамика умеренного теплового стресса (UTCI >26) в Салехарде

Слайд 40

Выводы

По изменению комфортности все города можно разделить на 2 группы: там, где

Выводы По изменению комфортности все города можно разделить на 2 группы: там,
тренды индексов РЕТ, mPET и UTCI растут быстрее, чем температура воздуха, и там, где этого не происходит.
Во всех городах наблюдается уменьшение количества дней с сильным холодовым воздействием и увеличение дней с умеренным и сильным тепловым воздействием.
Максимум дней с холодовым стрессом приходится на январь. Максимум количества дней с тепловым воздействием приходится на июль.

Слайд 41

А что в Москве?

Потеплении климата и увеличение количества тепловых волн приводит к

А что в Москве? Потеплении климата и увеличение количества тепловых волн приводит
ухудшению комфортности среды и повышению риска смертности.

Слайд 42

“Климат Москвы в условиях глобального потепления” ред. Кислова А.В

“Климат Москвы в условиях глобального потепления” ред. Кислова А.В

Слайд 43

Отклик термического комфорта при разных сценариях застройки Москвы

Пространственное распределение доли урбанизированных территорий

Отклик термического комфорта при разных сценариях застройки Москвы Пространственное распределение доли урбанизированных
в площади модельной ячейки для сценариев

(Варенцов М.И, 2018)

URB – современный города
“URBext2_iso – Равномерное расширение Москвы
URBext2_NM – полная застройка Новой Москвы

Слайд 44

Отклик комфортности на разные сценарии застройки Москвы

Выбранные точки

Вывод: при полной застройке Москвы

Отклик комфортности на разные сценарии застройки Москвы Выбранные точки Вывод: при полной
и приходящей волне тепла может ожидаться высокий уровень дискомфорта
Имя файла: Современное-изучение-городской-климатологии.pptx
Количество просмотров: 58
Количество скачиваний: 0