CC BY
23GEOGRAPHICAL SCIENCES
ИЗМЕНЕНИЯ БИОКЛИМАТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА КУРОРТАХ КРЫМСКОГО
ПОЛУОСТРОВА
Стефанович А.А.
мл. науч. сотр. Вышкваркова Е.В.
канд. геогр. наук, ст. науч. сотр. Институт природно-технических систем, г. Севастополь
CHANGES OF BIOCLIMATIC INDICATORS ON THE CRIMEAN PENINSULA RESORTS
Stefanovich A.
Junior Researcher Vyshkvarkova E.
candidate of geographical sciences, Senior Researcher Institute of natural and technical systems, Sevastopol
АННОТАЦИЯ
С использованием ежедневных метеорологических данных с 5 наиболее популярных городов-курортов Крымского полуострова за период 2005-2017 гг. проведена биоклиматическая оценка их условий. На основании комплексного анализа метеорологических параметров исследованы сезонные особенности распределения индексов комфортности в течение года с целью выявления благоприятных периодов для отдыха и оздоровления рекреантов.
ABSTRACT
Using daily meteorological data from the 5 most popular resort towns of the Crimean peninsula for the period 2005-2017 a bioclimatic assessment of their conditions were done. Based on a comprehensive analysis of meteorological parameters, the seasonal characteristics of the distribution of comfort indices throughout the year were investigated in order to identify favorable periods for recreation.
Ключевые слова: Крым, биоклиматические индексы, климатотерапия, уровень комфорта, рекреация.
Keywords: Crimea, bioclimatic indices, climatotherapy, comfort level, recreation.
При оценке популярности приморских курортов и их конкурентоспособности на мировом рынке ключевое внимание обычно уделяется рекреационной инфраструктуре. Однако успешность курортов, прежде всего, зависит от природно-климатических ресурсов территорий, на которых они расположены. Ведущим фактором, определяющим эффективность и перспективность местности как курорта, является климат и его целебные свойства.
Многообразие климатических зон и ландшафтов, обладающих целебными свойствами, благоприятствует организации лечебно-оздоровительного отдыха и туризма на территории Крымского полуострова. Курорты Крыма отличаются мягкими погодно-климатическими условиями (влажная и мягкая зима и сухое жаркое лето), преобладающими в течение всего года, и подходят для отдыха в любой сезон. Использование влияния различных погодно-климатических факторов и особенностей местного климата способствуют развитию в Крыму климатотерапии (климатолечения). Ежегодно сюда приезжает на отдых и лечение более 5 миллионов туристов (справочная информация Министерства курортов и туризма Республики Крым за 2017 г.). При этом зачастую они перемещаются из одной климатической зоны в другую. Как правило смена природной обстановки вызывает изменение функционального состояния организма. Происходит адаптация к новым климатическим условиям и
именно в это время особо важна устойчивая комфортность климатических условий рекреационного района.
Результаты работ научных исследований зарубежных ученых свидетельствуют о возрастающей чувствительности человеческой популяции к климатическим изменениям [1—4]. Многие международные организации (ОНН, ВОЗ, ВМО, ЮНЕСКО, МГЭИК, ЮНЕП и др.) создают долгосрочные международные программы междисциплинарных исследований для предотвращения негативного влияния изменений погоды и климата на здоровье человека, тем самым подчеркивая актуальность данной темы [5-7]. К тому же, изменения климата могут привести к изменению климатических условий и понизить привлекательность курортных зон, что повлечет за собой снижение туристического потока. Для определения уровня комфорта определенных территорий существует множество методик. Большинство из них основаны на расчете биометеорологических показателей, определяющих тепловое восприятие человека [8-10].
В России активно проводятся работы по изучению методов оценки биоклиматических условий крупных мегаполисов, а также местностей, предназначенных для организации лечебно-оздоровительного отдыха и туризма. Переведенцев Ю.П. и др. [11] исследуют влияние глобальных климатических изменений на здоровье населения Приволжского
федерального округа. При этом для оценки биоклиматического уровня комфортности в работе используются наиболее универсальные и доступные для разных регионов страны биометеорологические индексы. Индекс патогенности был использован Беляевой [12] в своем исследовании для анализа влияния внешних факторов на частоту вызовов скорой помощи к пациентам с артериальной гипертонией во Владикавказе. Также в работах других авторов для оценки климатической комфортности встречаются такие индексы как Биологически активная температура (БАТ) и Радиационная эквивалентно-эффективная температура (РЭЭТ) [13, 14].
Оказывая мощное терапевтическое воздействие, климат Крыма представляет собой сильнодействующий фактор, который способен повлиять не только на состояние здоровья, но и на ощущение комфортности среды человеком. Чтобы оценить влияние метеорологических условий на самочувствия человека и выделить комфортные климатические периоды и благоприятные зоны в данной работе были использованы биоклиматические показатели, широко применяемые в российской практике.
Таким образом, цель исследования - изучить особенности биоклиматических и рекреационных условий на курортах Крымского полуострова за период 2005 - 2017 гг.
Данные и методы. Для расчета биоклиматических показателей использовались суточные метеорологические данные с основных курортов Крымского полуострова (Евпатория, Керчь, Севастополь, Феодосия, Ялта) за период с 2005 по 2017 гг. Информация взята с сайта «Расписание погоды» (интернет-ресурс URL: rp5.ru). Расположение исследуемых курортов представлено на рис. 1. В работе были использованы следующие метеорологические параметры: температура воздуха, относительная влажность, атмосферное давление и парциальное давление водяного пара, скорость ветра, облачность. Контроль качества данных был выполнен для всех временных рядов. Для каждого месяца рассчитывались биометеорологические показатели, благодаря которым были получены биоклиматические характеристики основных курортов Крымского полуострова для всех сезонов года.
Рис. 1 Географическое положение района исследования и расположение метеостанций
Все исследуемые курорты расположены в прибрежной части Крымского полуострова и по климатическим условиям отличаются друг от друга. Неоднородность условий объясняется влиянием двух основных факторов: гор и омывающих полуостров Черным и Азовским морями. На побережьях Крыма выделяется 3 типа климата: субсредиземноморский (субтропический) (Севастополь и Ялта), степной
приморский (Евпатория, Феодосия, Керчь) и степной континентальный.
Южный берег Крыма характеризуется мягкой зимой (теплой и влажной) со средней температурой самого холодного месяца января +3,8°С. Лето здесь не бывает очень жарким. В осенне-зимний период большое влияние оказывают горы, не пропускающие холодные северные ветра, и море, согреваю-
щее зимой и освежающее летом. Климат Севастополя близок к субтропическому климату Южного берега Крыма и имеет свои особенности в двух микроклиматических подзонах. В его предгорьях климат сравнительно мягкий, морской и умеренно-континентальный. На юго-западном побережье -субтропический средиземноморского типа. В кли-магическом отношении к степной приморской зоне можно отнести все Азово-Черноморское побережье Крыма, куда входят такие курорты как Евпатория, Феодосия и Керчь. Здесь более холодная зима с сильными ветрами, существенно короче сезон климатотерапии. Близость Черного моря немного смягчает климат Феодосии и приближает его к средиземноморскому. Из-за особо расположения на стыке степной зоны, окраины гор и черноморского бассейна климат Феодосии является промежуточным между степным и субтропическим.
Оценка уровня комфорта погодных условий проводится с использованием разнообразных биоклиматических показателей. В данной работе для представления уровня биоклиматического комфорта крымских курортов были использованы следующие показатели.
Первый, эквивалентно-эффективная температура (ЭЭТ), учитывающая комплексное влияние на человека температуры, относительной влажности воздуха и скорости ветра [15]. ЭЭТ отражает сочетание метеорологических параметров, в совокупности, дающие такой же тепловой эффект, как и при неподвижном насыщенном воздухе и определенной температуре. Расчеты ЭЭТ производятся по формуле Миссенарда [16].
Второй, нормальная эквивалентно-эффективная температура (НЭЭТ). Данный биоклиматический показатель тепловой чувствительности также учитывает влияние ветра и применяется для оценки теплоощущений одетого человека (одежда с теплоизоляцией 1 кло - платье, костюм и др.). Формула для определения НЭЭТ предложена Буть-евой [17].
Третий, биологически активная температура (БАТ), которая используется для дополнительной оценки тепловой чувствительности человека. Она учитывает комплексное воздействие температуры и влажности воздуха, скорости ветра, суммарной и длинноволновой радиации подстилающей поверхности. Комфортные значения BAT находятся в пределах от 10 до 20°С. Дискомфортными считаются условия при значениях показателя ниже 10 или выше 20°С. Расчет биологически активной температура производится по формуле Циценко [18].
Следующий показатель, весовое содержание кислорода в воздухе (рО2) по методу Овчаровой
[19], является важным биоклиматическим показателем для определения типа погоды в течение всего года. Для определения парциальной плотности кислорода в воздухе используют формулу Бутьевой
[20]. Нормой для жизни человека считаются значения от 240 до 300 г/м3 (в среднем около 285 г/м3)
Последний показатель - клинический индекс погоды (I) по методу Бокши и Латышева [22], известный также как индекс патогенности метеорологической ситуации. Клинический индекс погоды состоит из частных индексов патогенности метеорологических величин, отражающих динамику погоды суток по изменению температуры воздуха, скорости ветра, относительной влажности, облачности, межсуточного изменения атмосферного давления и температуры. Расчет суммарного показателя проводится по методике В.Г. Бокши [23]. В зависимости от значений индекса в баллах погодные условия разделяют на 3 группы: I = 0-9 -оптимальные (комфортные), I = 10-24 - раздражающие, I > 24 - острые.
Каждый из рассматриваемых биоклиматических показателей рассчитывается для «среднего человека» и не учитывает индивидуальные особенности (механизмы адаптации).
Результаты. Из анализа полученных значений показателя ЭЭТ следует, что на территории Крымского полуострова в зимние месяцы преимущественно преобладает «очень прохладный» и «умеренно холодный» уровень комфортности погодных условий, со значениями индекса в пределах от -12 до -6°С и от -6 до 0°С соответственно. Более низкие значения (от -12°С и ниже) и холодные условия отмечаются в январе и феврале в Керчи, а наиболее теплые условия с положительными значениями температур - в Ялте в декабре. В весенний период быстрее прогревается южная часть полуострова, включая также Евпаторию, Севастополь и Феодосию. Однако комфортные метеоусловия по показателям ЭЭТ (>+12°С), значимые для активной рекреации, наступают только в мае в Ялте. Для остальных курортов Крыма период с благоприятными климатическими условия начинается чуть позже, в июне, где показатели ЭЭТ уже заметно выше +12°С. В летний период наиболее жаркими месяцами считается июль и август, и по значениям ЭЭТ на всех курортах полуострова устанавливается комфортная теплая погода (+18-24°С). Такие условия продляться на курортах до сентября. С наступлением осени значения индекса начинают снижаться. В октябре на Южном берегу Крыма, а также в Севастополе и Феодосии по условиям комфортности теплоощущений устанавливается прохладная погода со значениями ЭЭТ от +6 до 12°С, в то время как в других частях полуострова ощутим температурный спад. Отмечаются периоды с умеренно прохладными, а местами очень прохладными погодными условиями, которые продляться до самой зимы.
Показатели НЭЭТ напрямую связаны с ЭЭТ, поэтому их годовой ход совпадает. Однако значения НЭЭТ значительно превышают значения ЭЭТ, так как учитывают теплоощущения одетого человека, что делает данный показатель более информативным при анализе холодных сезонов. Так, было выявлено, что в зимний период значения индекса НЭЭТ изменяются от -3,5 (Керчь - в январе) до +7,9°С (Ялта - в декабре). Продолжительные пери-
оды с «умеренно прохладными» условиями наблюдаются на всех курортах большую часть зимы. В начале весны также отмечается преобладание дней с умеренно прохладной погодой. В апреле, по мере прогревания воздуха на всей прибрежной территории полуострова, ощущаются прохладные погодные условия со значениями НЭЭТ от +6 до 12°С. Благоприятные термические условия наступают с мая и фиксируются на протяжении всего лета. Осенний период также отличается продолжительными высокими значениями НЭЭТ (+12-24°С). Только в ноябре наблюдается понижение температуры и комфортные умеренно теплые условия меняются на прохладные, местами умеренно прохладные.
По показаниям БАТ зимний период, включая март и апрель, на всех анализируемых курортах можно охарактеризовать как комфортный, значения температур варьируются в пределах от +10 (Фе-
одосия - в феврале) до 18,1°С (Ялта - в апреле). Заметные понижения значений индекса ниже отметки +10°С и ощущение дискомфорта отмечаются в зимние месяцы в Керчи, Евпатории и Феодосии. С мая показатели БАТ начинают превышать отметку в +20°С, при этом погодные условия становятся дискомфортными и может ощущаться сильное тепловое воздействие. Наиболее продолжительные периоды с дискомфортными значениями БАТ отмечаются в летний сезон на всех курортах Крымского полуострова. В сентябре на большей части курортов сохраняются дискомфортные погодные условия с температурами более +20°С. К середине осени пространственное распределение значений БАТ близко к весеннему сезону, но на южных курортах (в Ялте) еще отмечаются периоды с сильным тепловым воздействием температур.
Следует отметить, что значения ЭЭТ, НЭЭТ и БАТ для станций Евпатория и Керчь имеют сходную динамику в течение всего года (рис. 2).
Рис. 2 Внутригодовые изменения ЭЭТ, НЭЭТ и БАТ (°С) для курортов Крыма за период 2005 - 2017 гг.
Анализ концентрации кислорода в воздухе показал, что в зимние месяцы на всех исследуемых курортах наблюдаются благоприятные погодные условия. Весовое содержание кислорода значительно превышает значение 285 г/м3 (рис.3). Вес-
ной, когда атмосферный воздух уже начинает прогреваться, наблюдаются также преимущественно благоприятные погодные условия. Незначительные отклонения показателя содержания кислорода от среднего на 0-5 г/м3 наблюдаются в мае. С наступлением лета на всех прибрежных курортах весовое
содержание кислорода в воздухе уменьшается. В июне ощущаются умеренно-благоприятные условия с отклонением показателя содержания кислорода на 5-10 г/м3. Наименьшие значения концентрации кислорода наблюдаются в июле и августе. Продолжительные периоды с неблагоприятными погодными условиями по показателям рО2 характерны для всех исследуемых курортов Крыма. В сентябре ощущается спад температуры, а вместе с ней и увеличение весового содержания кислорода в
воздухе. Большую часть месяца на курортах наблюдаются умеренно-благоприятные (отклонение на 510 г/м3) условия, в западной части полуострова -благоприятные (отклонение на 0-5 г/м3) погодные условия. Существенное снижение температуры в октябре благоприятствует повышению содержания кислорода в воздухе, в связи, с чем на всех курортах на протяжении всего месяца ощущаются благоприятные погодные условия. В ноябре содержание кислорода в воздухе достигает отметок 300 г/м3 и более.
Ьвплторна •—■ Севастополь * Ялтя • Феодосии • Керчь
Рис. 3. Внутригодовые изменения парциальной плотности кислорода (г /м3) для курортов Крыма за период 2005 - 2017 гг.
При анализе значений клинического индекса погоды установлено, что в зимний сезон на курортах Крымского полуострова преобладают раздражающие ^=10-24 балла) и острые @>24 балла) условия (рис.4). Острые условия в декабре занимают восточную часть полуострова, включая город Керчь. Раздражающие условия наблюдаются на юге, юго-востоке и западе полуострова. В январе и феврале область с преобладающими острыми метеорологическими условиями расширяется, захватывая на западе район Евпатории. В марте границы зон с раздражающими условиями расширяются, вытесняя острые метеорологические условия. В апреле на территории юго-восточной части полуострова появляются зоны с комфортными (1=0-9
балла) метеорологическими условиями (Ялта, Феодосия). На остальной территории Крымского полуострова сохраняются раздражающие условия. В мае зоны комфорта расширяются на юго-запад и восток, захватывая территории городов Севастополь и Керчь. В летние месяцы в зоне оптимальных условий также оказывается западная часть Крыма. В сентябре погодные условия на всех курортах повторяют летние. В октябре оптимальные метеорологические условия остаются на небольшом участке, в районе ЮБК. В ноябре пространственное распределение уже соответствует зимнему сезону. Комфортные метеорологические условия сменяются раздражающими.
II 12
1.впа горня •—■ Севастополь *—* Ялта •—• '1ч.ч>лоси* • Керчь
Рис. 4. Внутригодовые изменения индекса (балла) патогенности для курортов Крыма за период 2005 - 2017 гг.
Заключение. Распределение основных биоклиматических показателей на прибрежной территории Крымского полуострова характеризуется сравнительно большой пространственной неоднородностью в различные периоды года.
Общий анализ биоклиматической комфортности курортов Крыма показал, что приморские курорты обладают достаточно высоким рекреационным потенциалом. Рассматривая Крымские курорты в сезонном аспекте, можно отметить, что
погодные условия в теплый период года на всех курортах практически идентичны и комфортные значения индексов ЭЭТ, НЭЭТ и БАТ наблюдаются с мая по сентябрь. По показателям содержания кислорода в воздухе продолжительные периоды с неблагоприятными погодными условиями в летние месяцы характерны для всех курортов. Большая вероятность возникновения душных погодных условий отмечается на Южном берегу Крыма, а также в Феодосии и Евпатории. При высоких значениях температуры воздуха и низком содержании кислорода создаются условия для перегрева, что может негативно сказаться на особенно метеочувствительных людях. Анализ клинического индекса погоды показал, что наиболее неблагоприятные погодные условия с максимальными значениями индекса отмечаются в зимние месяцы года практически на всех курортах. Небольшие отличия отмечаются в более раздражающем воздействии метеорологических условий в западной и восточной части полуострова, в Евпатории и Керчи.
Следует отметить заметные территориальные различия в распределении значений биоклиматических индексов по прибрежной территории Крымского полуострова: выделяется Южный берег Крыма, для которого характерны более продолжительные периоды в течение года с оптимальными (комфортными) значениями биоклиматических характеристик. Таким образом, данные территории целесообразно развивать в качестве круглогодичных климатических курортов.
Проведенный анализ биоклиматических характеристик применим для составления медицинских прогнозов погоды. Результаты работы могут быть использованы для повышения эффективности климатотерапии в структуре санаторно-курортного лечения в Крыму, совершенствования комплексных лечебных и оздоровительных программ для курортного сезона в организациях туристско-рекреа-ционного профиля.
Благодарность. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-35-00325.
Литература
1. Hales S., Baker M., Howden-Chapman P. Implications of global climate change for housing, human settlements and public health // Reviews of Environmental Health. 2007. 22 (4). - P. 295-302.
2. Bi P., Parton K., Wang J., Donald K. Temperature and direct effects on population health in Brisbane, 1986-1995// Journal of Environment Health. 2008. 70(8), - P. 48-53.
3. McMichael A., Neira M., Heymann D. World Health Assembly 2008: climate change and health // The Lancet. 2008. 371 (9628). - P. 1895-1896.
4. Grasso M., Manera M., Chiabai A., Mar-kandya A. The Health Effects of Climate Change: A Survey of Recent Quantitative Research. International // Journal of Environmental Research and Public Health. 2012. 9(5). - P. 1523-1547.
5. IPCC, 2014: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Summaries, Frequently
Asked Questions, and Cross-Chapter Boxes. A Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. World Meteorological Organization, Geneva, Switzerland, 190 p.
6. World Meteorological Organization, World Health Organization. Heatwaves and health: guidance on warning-system development. In: McGregor GR, Bessemoulin P, Ebi K, et al., editors. Geneva: World Meteorological Organization, 2015. - 96 p.
7. USGCRP, 2016: The Impacts of Climate Change on Human Health in the United States: A Scientific Assessment. Crimmins, A., J. Balbus, J.L. Gamble et al. (Eds.) U.S. Global Change Research Program, Washington, DC. - 312 p.
8. Хентшел Г. Крупномасштабная и локальная классификация климата с точки зрения биометеорологии человека // Труды Международного симпозиума ВМО (ВОЗ) ЮНЕП. 1988. Т. 1. - С. 139-159.
9. Исаев А.А. Экологическая климатология. М.: Научный мир, 2001.-456 с.
10. Емелина С.В. Константинов П.Н., Мали-нина Е.П., Рубинштейн К.Г. Оценка информативности некоторых биометеорологических индексов для разных районов России // Метеорология и гидрология. 2014. № 7. - C. 25-37.
11. Perevedentsev Yu., Malkhazova S., Aukha-deev T., Shantalinsky K. Medical and demographic consequences of climate change and the assessment of comfort level of weather-climatic conditions in the Volga Federal // Geography. Environment. Sustainabil-ity. 2016. 4(9). - P. 63-76.
12. Belyaeva V. Influence exerted by risk factors of space and earth weather on frequency of emergency calls from patients with acute cerebral circulation disorders // Health Risk Analysis. 2017. 4. - P. 76-82.
13. Andreyev S., Popova E. Ecologic-geograph-ical estimation of climatic comfortness of Rostov-on-Don // European Journal of Natural History. 2013. 5. -P. 32-34.
14. Kulagina K., Trifonova T. Assessment of Climate Comfort for Central Russia Residents // GI-Forum 2014: Geospatial Innovation for Society. 2014. 1. - P. 225-228,
15. Hentschel G. A human biometeorology classification of climate for large and local scales. WMO/HMO/UNEP Symposium on Climate and Human Health. Leningrad, 1986. Vol. I. WCPA - No. 1, WMO.
16. Missenard F. Température effective d'une atmosphere Généralisation température résultante d'un milieu. In: Encyclopédie Industrielle et Commerciale, Etude physiologique et technique de la ventilation. Li-brerie de l'Enseignement Technique. 1933. - P. 131185.
17. Бутьева И.В., Шейнова Т.Г. Методические вопросы интегрального анализа медико-климатических условий // Комплексные биоклиматические исследования. М.,1988. - С. 97-108.
18. Григорьева Е.А., Христофорова Н.К. Дискомфортность климата Еврейской автономной области // География и природные ресурсы. 2004. №9 4. - С. 101-104.
19. Овчарова В.Ф. Гомеокинез в погодную гипоксию и гипероксию // Тр. Междунар. Симпозиума ВМО/ВОЗ/ЮНЕП «Климат и здоровье человека». Л.: Гидрометеоиздат,1988. - С. 142-149.
20. Бутьева И.В., Галахова Э.Н., Ильичева Е.М. Формулы и номограммы для расчетов медико-метеорологических показателей // Материалы метеорологических исследований. 1984. № 8. - С. 151-159.
21. Трубина М.А., Хассо Л.А., Дячко Ж.К. Методы биоклиматической оценки Северо-Западного региона России // Ученые записки ГГМУ. 2010. № 13. - С. 121-137.
22. Латышев Г.Д., Бокша В.Г. К вопросу о медицинской оценке погод (индекс погоды и реакции больных) // Вопросы Курортологии, физиотерапии и лечеб. физ. Культуры. 1965. № 4. - С. 345-351.
23. Бокша В.Г. Проблема адаптации и курортное лечение. Л.: Медицина, 1983. - 115 с.
