Atlas

Открыть в полном размере

Дискомфортность климата

Влияние климата на человека многогранно и осуществляется прежде всего через его тепловое состояние, регулируемое как внешним воздействием, так и внутренними физиологическими процессами.  В условиях равновесия  прихода и расхода тепла в организме человека отмечается комфортное теплоощущение. С усилением тепла или холода повышается напряжение физиологических систем, обеспечивающих это равновесие. От интенсивности и продолжительности воздействия значимых параметров внешней среды зависит уровень необходимых затрат для обеспечения физиологического комфорта жизнедеятельности человека.

Как известно, число дней с нормально-эквивалентно-эффективной температурой (НЭЭТ) выше 8°С косвенно характеризует степень благоприятности теплого периода для одетого по сезону человека. Продолжительность периодов со среднесуточной температурой воздуха ниже -25°С и сумм  выше 10°С представляют ресурсы  холода и тепла территории.  Контрасты безморозного периода  определяют надобность и надежность укрывных материалов в овощеводстве. Кроме того, сочетание низких температур и скорости ветра усиливает теплоотдачу  с открытых поверхностей  тела человека. Опасность обморожений при  значениях приведенной температуры ниже -32°С служит предостережением  для организации отдыха и проведения работ на открытом воздухе [Хайруллин, Карпенко, 2005]. Продолжительность отопительного периода позволяет планировать затраты тепла на обогрев помещений.

В пределах бассейна пространственная дифференциация рассматриваемых показателей существенна [Научно-прикладной…,1989, 1991; http://www.meteo.ru ]. Среднесуточная температура воздуха в высокогорьях не достигает 10°С, а ее сумма  изменяется от 2400°С на юге бассейна до 500°С на северо-восточном побережье оз. Байкал.  Среднемесячные НЭЭТ не достигают 8°С на отдельных участках побережий оз.  Хубсугул и Байкала, а на  остальной территории  варьируют от  40 до 110 дней. Безморозный период колеблется  от нуля до 110 дней. Наименьшим пространственным колебаниям подвержена продолжительность отопительного сезона (230-305 дней). Число дней со среднесуточной температурой воздуха ниже -25°С наибольшее в днищах замкнутых котловин и долин  западной части бассейна. С учетом ветра дифференциация суровости климата усиливается. Средние  значения приведенной температуры в январе  опускаются ниже  -37°С в Тосонценгеле и Хатгале.  В первом случае это обусловлено низкими температурами воздуха, во втором – повышенной ветровой активностью.

Комплексное  воздействие ресурсов  климата существенно влияет на   общий объем  затрат  по  обеспечению  физиологического комфорта человека и производство продукции.  Выявление фоновых особенностей совокупного воздействия рассматриваемых метеопараметров на человека и их продолжительности на степень дискомфортности его проживания выполнено с применением ресурсно-оценочного подхода [Башалханова и др., 2012].

На большей части территории бассейна уровень дискомфортности климата  умеренный, на северной, северо-западной и западной окраинах -  сильный. На диаграммах показан объем наиболее  дифференцированных параметров дискомфортности климата. Вертикальная ось имеет градуировку в баллах от 1 до 5 и отражает условия теплого и холодного периодов. Диаграммы, размещенные в наиболее контрастных местоположениях,  раскрывают ведущие признаки дискомфортности климата этих территорий.

Сильный уровень дискомфортности на севере и западе бассейна обусловлен  преимущественно низкими температурами воздуха, а  на побережье Хубсугула и Тариате – в большей мере низкой теплообеспеченностью летом в совокупности с повышенной ветровой активностью.  Жизнедеятельность населения на таких территориях более затратна и связана с ограничением видов хозяйственной деятельности, сокращением пребывания на открытом воздухе, потребностью в повышении калорийности питания, теплоизоляции одежды и помещений,  вынужденным приспособлением  производственных технологий, оборудования и систем к низким температурам. На остальной территории совокупность продолжительности воздействия рассматриваемых параметров находится  в умеренных пределах. Низкая продолжительность периода с НЭЭТ <8°С (в пределах 40-70 дней) в среднегорье компенсируется благоприятными условиями зимы.

Литература

Башалханова Л.Б., Веселова В.Н., Корытный Л.М. Ресурсное измерение социальных условий жизнедеятельности населения Восточной Сибири. – Новосибирск: Академическое изд-во «ГЕО», 2012. – 221 с.

Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сер.3. Многолетние данные. Ч.1-6. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991. – Вып.22. – 604 с.; 1989. – Вып.23. – 550 с.

Хайруллин К.Ш., Карпенко В.Н. Биоклиматические ресурсы России // Климатические ресурсы и методы их представления для прикладных целей. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. – С.25-46.

Архив данных ВНИИГМИ-МЦД. – Обнинск, сетевой ресурс: http://www.meteo.ru

Открыть в полном размере

Условия самоочищения атмосферы

Самоочищающая способность атмосферы в континентальной части  Азиатского материка в большей мере обусловлена сочетанием взаимодействия  ее общей циркуляции и подстилающей поверхности. Под воздействием региональных особенностей орографических систем – чередования расчлененных котловин, мощных горных хребтов и узких долин – здесь характерно формирование сезонных  локальных барических центров. Зимой – это области повышенного давления в долинах и межгорных понижениях, объединенных в Азиатский антициклон с центром над севером Монголии, летом – на фоне малоградиентного барического поля – области замкнутых термических депрессий. В котловинах, заполненных водой (например, Байкальской) в силу влияния водных масс –  местное поле повышенного давления летом и пониженного зимой. Мощность локальных  барических центров определяет процессы энергомассобмена с сопредельными территориями.

В условиях антициклона стандартное понижение температуры воздуха с высотой (вертикальный градиент 0,65°С/100 м) искажается и отмечается ее повышение. Средняя толщина продолжительных зимних инверсий соответствует примерно высоте антициклона, а наибольшая максимальная интенсивность  в январе на равнинных территориях  (4-5°С)  и над горными котловинами (14-15°С) сильно различаются [Севастьянов, 1998].

Над узкими долинами российской части бассейна Байкала (Красный Чикой) формирование устойчивой инверсии отмечается с ноября, а в отдельные годы  и с октября  по март. В январе интенсивность инверсий наибольшая и разность температур на уровне станции и 850 мб поверхности достигает 10-11°С.  С усилением расчлененности рельефа растут толщина и повторяемость числа дней с приземной инверсией [Жадамбаа, 1972; Береснева, 2006]. Так, средняя и наибольшая толщина инверсий в Улан-Баторе и котловинах Западной Монголии может различаться в  1,5-2 раза. Наибольшая повторяемость  инверсий (около 50%) отмечается  в первом случае  при ее толщине от 500 до 1000 м, а в другом – от 1500 до 2500 м. В последнем разность температур на ее верхней и нижней границе может достигать 15-20°С. При этом наиболее глубокие инверсии с частой их повторяемостью и самые низкие температуры в приземном слое атмосферы наблюдаются в застойных местоположениях. Из-за формирования инверсий на исследуемой территории, наиболее устойчивых в холодный период года, свободный воздухообмен в пограничном слое атмосферы нарушен. В таком случае качество атмосферного воздуха в приземном слое в значительной мере будет зависеть от местных условий: повторяемости штилей и слабых скоростей ветра, суммы осадков и количества поступающих примесей.

Оценка самоочищающей способности атмосферы (ССА)  выполнена по методике В.В.Крючкова [1979], в которой предполагается, что при  среднегодовой скорости ветра  и повторяемости штилей, характеризующих застойные явления, и наименьшей сумме осадков (табл.) самоочищения атмосферы практически не происходит. Способность атмосферы  к самоочищению  проявляется  с усилением  скорости ветра, уменьшением повторяемости штилей и  повышением количества осадков.

В реальных условиях  сочетания  показателей  шире. Приложение балльно-оценочного подхода  позволяет, суммируя баллы показателей, учесть разнообразие существующих сочетаний ССА: 3-4 балла – крайне низкая, 5 – низкая, 6-7 – средняя, 8 – умеренно-высокая, 9 – высокая   [Башалханова и др., 2012]. Для освещения горных территорий учтены известные закономерности изменения климатических показателей в зависимости от положения орографических систем относительно основного переноса воздушных масс. Нами условно принято, что  при крутизне склонов от 6 до 20⁰ и высоте  местоположения 1500-2000 м  создаются  средние условия для самоочищения атмосферы.  С увеличением крутизны склонов  >20⁰ и высотах   >2000 м повышается вероятность  хорошей ССА.

Приложение изложенного позволило  на исследуемой территории выделить 4 уровня ССА. Умеренно высокая ССА характерна для открытых крутосклоновых вершинных поверхностей. Средняя ССА присуща возвышенным местоположениям, поверхностям склонов, побережьям оз.Байкал и оз.Хубсугул. На побережьях оз.Байкал большие разности температур между  сушей и озером способствуют одновременному развитию и наложению местных форм циркуляций, максимальная деятельность которых происходит в зоне ниже высоты окружающих хребтов [Атлас…1993,]. Поэтому здесь, несмотря на достаточную ветровую активность (ССА средний), вынос загрязняющих веществ за пределы котловины будет затруднен. Низкой ССА отличаются пологохолмистые междуречья, долины рек, нижние части склонов. Крайне низкая ССА создается в замкнутых межгорных понижениях, долинах рек  юго-западной части бассейна, близкой к центру антициклона, а на его периферии – на участках речных долин, перпендикулярных основному потоку воздушных масс.

Следует отметить, что учет мезоклиматических различий позволит получить более дифференцированную оценку ССА. Известно, что отклонения мезоклиматических характеристик от фоновых наиболее четко выражаются в режимах скорости ветра, температуры и осадков. Коэффициенты изменения скорости ветра в различных условиях рельефа по сравнению со скоростью ветра на открытом ровном месте могут варьировать от 0,6 до 2,0 [Романова, 1977; Линевич, Сорокина, 1992], наименьшие  значения которых характерны для нижних частей склонов, наибольшие  - для верхних частей наветренных склонов и вершин. Мезоклиматические различия условий увлажнения также тесно связаны с положением склонов по отношению к основному переносу воздушных масс, их крутизной, характером подстилающей поверхности. Известно повышение сумм осадков с высотой и их существенные различия на наветренных и подветренных склонах.

Кроме того, на рассматриваемой территории  сезонные различия ССА  будут существенны из-за  особенностей циркуляции атмосферы. Поэтому при планировании размещения производственных объектов на той или иной территории необходима оценка мезоклиматического потенциала самоочищающей способности атмосферы.

Литература

Атлас Байкал - М., 1993 - 160 с.

Башалханова Л.Б., Веселова В.Н., Корытный Л.М. Ресурсное измерение социальных условий жизнедеятельности населения Восточной Сибири. – Новосибирск: Академическое изд-во «ГЕО», 2012. – 221 с.

Береснева  И.А. Климаты аридной зоны Азии. – М.: Наука, 2006. – 286 с.

Жадамбаа Ш. Роль инверсии температуры воздуха в процессах усиления зимнего антициклона над Азией // Труды ГМЦ СССР. – 1972. Вып. 109. – С.89-94.

Севастьянов В.В. Климат высокогорных районов Алтая и Саян. – Томск: Изд-во ТГУ, 1998. – 202 с.

Романова Е.Н. Микроклиматическая изменчивость основных элементов климата. – Л.: Гидрометеоиздат, 1977. – 279 с.

Крючков В.В. Север: природа и человек. – М.: Наука, 1979. – 127 с.

Линевич Н.Л., Сорокина Л.П. Климатический потенциал самоочищения атмосферы: опыт разномасштабной оценки // География и природные ресурсы. – 1992. № 4. – С.160-165.

Открыть в полном размере

Годовой сток рек

Основные реки бассейна оз. Байкал – Селенга, дающая около половина речного стока в озеро, с притоками Чикой, Хилок, Орхон, Уда, а также Верхняя Ангара, Баргузин, Турка.

Разнообразие природных условий бассейна оз. Байкал обусловливает большие колебания водности рек по территории.  Норма годового стока изменяется от 0,62 до 27,8 л/с км². Величина ее уменьшается с севера на юг в соответствии с общим уменьшением количества осадков и возрастанием величины испарения.  Наибольшей водностью (от 12,7 до 27,8 л/с км²) характеризуются самые северные реки (Верхняя Ангара с притоками, Рель, Тыя, Холодная), а также реки, берущие начало на склонах хр. Хамар-Дабан (Большая Речка, Снежная, Хара-Мурин, Утулик). Большой водностью выделяются реки с хр. Улан-Бургасы – Турка и Кика. Повышенную водность от 5,63 л/с км² (р. Ероо) до 9,70 л/с км² (р. Чикой) имеют реки Хэнтэй-Чикойского нагорья. Также повышенная водность в этих же пределах наблюдается на реках бассейна Баргузина и на водосборах рек Темник и Цакирка, несущих свои воды уже с северных склонов Хамар-Дабана.

Наименьшей водностью отличаются реки Селенгинского среднегорья и водотоки монгольской части бассейна Байкала (кроме упомянутой р. Ероо относительно высокой водностью выделяется р. Туул – 4,65 л/с км², исток которой находится в горах Хэнтэя). Для всех остальных бассейнов рек норма годового стока варьирует примерно от 1 до 3 л/с км². В этих же пределах находится средний годовой сток высоко расположенных водосборов рек Хангая и Прихубсугулья, что объясняется прежде всего ограниченным доступом влагоносных воздушных масс. Наибольшие различия в водоносности характерны для бассейна р. Орхон – вследствие совокупного влияния орографии, высоты местности, широты и почвенно-геологических условий.

Величина изменчивости годового стока имеет общую тенденцию увеличения с севера на юг и варьирует в пределах рассматриваемой территории от 0,15 до 0,65. Исключение составляют участки верхнего течения рек Хилок и Туул, где значения коэффициента вариации значительно выше. Например, в створе р.Хилок-ст.Сохондо (А = 1900 км²) C_v = 1,32. Годовой модуль стока в этом пункте изменяется от 0,01 (1978 г.) до 5,84 л/с км² (1984 г.). Зимой река ежегодно перемерзает, а летом в засушливые маловодные годы пересыхает; в отдельные годы на реке не бывает стока в течении 9 месяцев (1965, 1967 гг.). В створе р.Туул–г.Улан-Батор (А = 6300 км²) C_v = 0,82, и объясняется это часто наблюдающимися здесь пересыханием и перемерзанием реки, а также значительной антропогенной нагрузкой. В данном створе среднегодовые расходы воды колеблются в больших пределах и их значения могут различаться до 13 раз. Например, в 1972 г. Q_ср был равен 5,00 м³/с, а в следующем 1973 году – 60,5 м³/с, в 1993 г. Q_ср = 65,3 м³/с, а в 1996 – 7,76 м³/с; зимнего стока не было в 60 % случаев из всего периода наблюдений.