Использование ГИС-технологий в региональном анализе природно-климатических опасностей (на примере Томской области) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

© О.Г. Невидимова, Е.П. Янкович, 2009

УДК 502.33(571.16)

О.Г. Невидимова, Е.П. Янкович

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ В РЕГИОНАЛЬНОМ АНАЛИЗЕ ПРИРОДНОКЛИМАТИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ (НА ПРИМЕРЕ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ)

Выявлены региональные особенности опасных природно-климатических процессов на основе понятий климатической и гидрологической напряженности с использованием геоинформационного анализа.

Ключевые слова: климатическая и гидрологическая напряженность, гис технологии.

современных условиях изменения климата, когда увели--Л^М чиваются интенсивность и частота климатических аномалий и экстремальных явлений погоды, негативные факторы природно-климатического характера становятся важнейшими угрозами безопасности населения. Мониторинг климата, наблюдения за его состоянием и изменчивостью, необходим как для характеристики экстремальных явлений, оказывающих значительное влияние на экологическую ситуацию и социально-экономическое развитие страны, так и для оценки рисков и уязвимости хозяйственной деятельности. При этом, ГИС-технологии, как и математическое моделирование, не имеют альтернативы, в том числе и при региональной детализации общих закономерностей пространственного распределения различных гидрометеорологических опасностей.

В данной работе исследуются региональные особенности опасных природных процессов, связанных с климатическими и гидрологическими условиями территории Томской области с использованием ГИС-технологий. В основу исследования положены статистические данные за последний 30-летний период по 21 метеостанции и 13 гидропостам, которые расположены в разных климатических и природных зонах Томской области.

На первом этапе из комплекса природных факторов отбирались те, которые могут представлять опасность для населения и могут привести к деградации экосистем; определялись источники, вид, структура и параметры опасных природных процессов.

лесные пас ары, о буслое ленные природны ми факторами

255%

6ЛЯ* ность менее

30%

4.3%

гидрологич еские опасности 27.5%

ф(КЫ

6.9%

град

0.3%

температура менее -35е

2.7%

Рис. 1. Структура опасных природных явлений для Томской области

Сформированная база данных по опасным метеорологическим и гидрологическим явлениям Томской области [1] позволила провести классификацию основных опасностей природного характера (рис. 1). По частоте проявления опасных природно-климатических событий область характеризуется как территория с умеренной опасностью - в различных районах области происходит от 110 до 165 опасных явлений в год.

Второй этап исследования предполагает определение посредством установления природных взаимосвязей и критериев коэффициентов напряженности, характеризующих уязвимость территории в зависимости от видов опасных процессов. Определение коэффициентов напряженности позволяет проранжировать территорию области по степени напряженности.

На данном этапе работы для Томской области были рассчитаны коэффициенты климатической и гидрологической напряженности.

Комплексный коэффициент напряженности климата - жесткость климата выражается в процентах от максимально возможной напряженности и рассчитывается следующим образом,

Уп х100

КС = ----,

где п - коэффициент, соответствующий оценке по семи индикаторных для Томской области климатическим факторам: сила

ветра, сток талых вод, колебание температур, ливни, воздействие гроз, засухи, низкие температуры.

Результирующие показатели привязывались к местоположению метеостанций. Для получения региональной оценки вариабельности того или иного показателя его значения интерполировались с использованием инструментов дополнительного модуля ArcGIS Spatial Analyst. Выполнение пространственной интерполяции проводилось без учета геоморфологических факторов. Полученные результаты позволили выявить ряд особенностей климатических условий Томской области [2] и дать пространственную оценку жесткости климата (рис. 2).

В общей структуре природных опасностей одно из ведущих место занимают гидрологические явления. Гидрологическая напряженность рассчитывалась по формуле

^ki x 100

NG = —— ----------, в которой учитываются количественные харак-

теристики пяти гидрологических факторов: низкий уровень воды в

реке, ледовые явления, высокий уровень воды, сток наносов, а также сток талых вод.

Рис. 3. Ранжирование территории по гидрологической напряженности

Коэффициенты (шкала от 0.1 до 1), соотнесенные с каждым фактором, отражают роль этого фактора в возникновении опасных ситуаций.

Особенности пространственного распределения гидрологической напряженности на территории Томской области показаны на рис.. 3.

Для более полной оценки степени опасности гидрологического явления необходимо учитывать и социально-экономические критерии: частота населенных пунктов, расположенных вблизи речного русла; протяженность населенных пунктов вдоль русел; частота мостовых переходов; наличие пересечений русел с источниками повышенной экологической опасности - нефтегазопроводами.

В результате геоинформационного анализа данных были выделены районы по степени уязвимости к опасным гидрологическим явлениям.

Таким образом, проведенные исследования позволяют уточнить оценки вариабельности климатических и гидрологических ус-

ловий. При этом покомпонентный анализ выявляет наиболее значимые факторы в формировании природно-кли-матических опасных ситуаций.

----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волкова Е.С., Мельник М.А., Невидимова О.Г. Природные опасности на территории Томской области в контексте рисков природопользования / Всероссийская конференция "Теоретические и прикладные вопросы современной географии", 20-22 апреля 2009 г., Томск. - Томск:Изд-во ТГУ, 2009.- С.134-135.

2. Невидимова О.Г., Янкович Е.П. Подход к ранжированию территории по степени безопасности природопользования / ГЕ0-Сибирь-2009. Т. 4. Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкологии. Ч. 2 : сб. матер. V Междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь», 20-24 апреля 2009 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2009. - С. 7378. \ИШ

Nevidimova O. G., Yankovich E.P.

USING GIS IN A REGIONAL ANALYSIS OF NATURAL-CLIMATIC RISKS (FOR EXAMPLE, TOMSK REGION)

In the article is shown the approach to territory ranging on degree of the nature management safety, based on definition of climatic and hydrological tension factors. Initial data were processed with use of GIS Technology.

Key words: climatic and hydrological tension, gis technology.

— Коротко об авторах ------------------------------------------------

Невидимова Олъга Геннадьевна - кандидат географических наук, научный сотрудник, Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, г. Томск, E-mail: olga-nevidimova@mail.ru Янкович Елена Петровна - руководитель центра ГИС-технологий Института геологии и нефтегазового дела, Томский политехнический университет, Институт геологии и нефтегазового дела, E-mail: eyankovich@yandex.ru