CC BY
1
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 551.586(571.513)
ОЦЕНКА СТЕПЕНИ СУРОВОСТИ ЗИМНИХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ РЕСПУБЛИКИ ХАКАСИЯ ДЛЯ РЕКРЕАЦИОННЫХ ЦЕЛЕЙ
Непомнящий Виктор Владимирович,
'кандидат географических наук, 2директор
Макеева Евгения Геннадьевна,
гкандидат биологических наук, доцент кафедры биологии, 2старший научный сотрудник
Оськина Наталия Александровна,
'кандидат биологических наук, 2старший научный сотрудник 'Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова (г. Абакан) Государственный природный заповедник «Хакасский» (г. Абакан),
В статье рассматривается суровость погодных условий в зимний период на территории Республики Хакасия. Выявлены территориальные закономерности распределения некоторых индексов, отражающих жёсткость или суровость погоды. Оценка биоклиматических индексов позволила определить, что наиболее комфортными зимними климатическими условиями в республике отличаются предгорья Западного Саяна и южная часть Кузнецкого Алатау.
Ключевые слова: суровость погодных условий, индекс суровости зимних условий Бодмана, индекс Сайпла— Пассела, коэффициент жёсткости погоды Арнольди, Республика Хакасия.
ASSESSMENT OF THE SEVERITY OF WINTER WEATHER CONDITIONS IN THE REPUBLIC OF KHAKASSIA FOR RECREATIONAL PURPOSES
Nepomnyashchiy Viktor Vladimirovich,
'Ph.D. in Geography, 2director
Makeeva Evgeniia Gennadievna,
'Ph.D. in Biology, Associate Professor of the Biology Department, 2senior researcher
Oskina Nataliya Alexandrovna,
'Ph.D. in Biology, 2senior researcher 'Katanov Khakass State University (Abakan) 2State nature reserve «Khakassky» (Abakan)
The article considers the severity of weather conditions in winter in the territory of the Republic of Khakassia. The territorial regularities of distribution of some indices reflecting hardness or severity of weather are revealed. The assessment of bioclimatic indices made it possible to determine that the foothills of the Western Sayan and the southern part of the Kuznetsk Alatau are distinguished by the most comfortable winter climatic conditions in the republic.
Key words: severity of weather conditions, Bodman index of winter conditions severity, Siple—Passel index, Arnoldi weather hardness coefficient, Republic of Khakassia.
Комфортность климатических условий конкретной территории является одним из важнейших средообразующих факторов, создающих природно-ресурсный потенциал, обеспечивающий жизнедеятельность населения [1]. Один из существующих подходов к исследованию климата как фактора рекреационной привлекательности территории основан на
анализе биоклиматических индексов, характеризующих в физическом отношении особенности тепловой структуры окружающей человека среды и являющихся косвенными индикаторами оценки её состояния [2].
Степень суровости климата в зимний период определяется в основном низкими температурами. Такие метеорологические показатели,
как скорость ветра и относительная влажность воздуха, усиливают действие температурного фактора. Ветер увеличивает теплоотдачу при низких температурах воздуха, что может способствовать переохлаждению организма. Кроме того, в зимний период ветер понижает сопротивляемость организма, а летом, напротив, повышает. Оказывая давление на поверхностные ткани организма, сильный ветер затрудняет дыхание, вызывает утомление [3]. Ветровое воздействие относят к одному из ведущих факторов, участвующих в формировании реакций теплоощущений и теплообмена. Известно, что воздух, насыщенный влагой, движущийся со скоростью 3 м/с при температуре +20 °С, ощущается таким же холодным, как и неподвижный воздух при температуре +14 °С [1]. Для зимнего периода наряду с температур-но-влажностными показателями (эффективная температура неподвижного воздуха и др.) рассчитываются индексы холодового стресса, баллы суровости и коэффициенты жёсткости погоды, где помимо температуры воздуха учитывается скорость ветра.
Для зимних видов отдыха и спорта биоклиматическую комфортность или экстремальность климата определяют при помощи индексов «холодового стресса»: ветро-холодового индекса Сайпла [4], индекса суровости погоды Бодмана и коэффициента жёсткости погоды Арнольди [5].
Оценка общей комфортности климата Средней Сибири, в том числе Республики Хакасия, дана в работе И. Б. Андрюшина и др. [6], где климатические условия на территории республики оцениваются как достаточно комфортные. Е. И. Парфёновой и др. [7] с точки зрения суровости/комфортности климата проанализированы условия для проживания человека на территории Средней Сибири, изменяющиеся под влиянием потепления климата, прогнозируемого к концу века. На основе расчётов предполагается, что к середине 2080-х на территории Средней Сибири климат станет
более мягким, а зоны с умеренными условиями будут занимать большую часть территории.
Цель настоящей работы - оценка суровости погодных условий зимнего периода в разных районах Республики Хакасия как элемента рекреационного использования территории.
Материалы и методы
Республика Хакасия расположена в центральной части Азиатского материка на юге Средней Сибири. Территория республики относится к трём крупным геоморфологическим регионам: Западному Саяну, Кузнецкому нагорью и Минусинской котловине. Климат разнообразен, что обусловлено особенностями географического положения и рельефа. Кли-матообразующие факторы, свойственные для всей Сибири, определяют сезонные изменения основных климатических элементов и над Хакасией. Главным барическим образованием в зимний период является мощный Сибирский антициклон с очень низкими температурами континентального умеренного воздуха. Из-за высокого давления, господствующего в антициклоне, затруднено проникновение в Хакасию влажного воздуха с Атлантического океана. Абсолютная температура колеблется от -45 до +36-40 °С. Январские средние температуры составляют -18-20 °С, причём в центральной части Хакасии они ниже на 5-6 °С, чем в горах. Абсолютное значение суммы отрицательных температур на территории Хакасии составляет -2255 °С. Атмосферное увлажнение неустойчивое и неравномерное, т. к. большая часть территории находится в дождевой тени Кузнецкого нагорья [8].
В качестве исходной информации использованы данные метеорологических станций «Ненастная», «Шира», «Хакасский ЦГМС», «Неожиданный», «Большой Он» Хакасского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды - филиала ФГБУ «Среднесибирское УГМС» (рис. 1). Станции «Шира» и «Хакасский ЦГМС» расположены в степной зоне на высотах 464 м над ур. м. и 254 м над
ур. м. соответственно. Остальные станции находятся в горно-таёжной местности и приурочены к горным системам Кузнецкого Ала-
тау («Ненастная» - 1186 м над ур. м., «Неожиданный» - 527 м над ур. м.) и Западного Саяна («Большой Он» - 792 м над ур. м.).
Рис. 1. Карта-схема расположения метеорологических станций
Нами были использованы следующие индексы, которые помогают учитывать и конкретизировать воздействия такого фактора, как скорость ветра, высокие значения которого усиливают суровость климата в холодный период года [9]:
- индекс суровости погоды (жёсткости погоды) Бодмана [1; 10]:
5 = (1 — 0.040 • (1 + 0,272V) (1)
- ветро-холодовый индекс Сайпла-Пассела (Сайпла) [1; 10; 11]:
^^К^ТТООУ + 10,45 (2)
- коэффициент жёсткости погоды Арноль-ди [1; 10]:
Т= г - 2У (3)
В приведённых формулах (1-3) приняты следующие обозначения: г - температура воздуха, °С; V- скорость ветра, м/с.
Результаты и обсуждение
Рассмотрим значения нескольких биоклиматических показателей, используемых для оценки суровости погоды. Ощущения человеком холода в сочетании с ветром показывает индекс суровости (жёсткости) погоды Бодма-на, его количественные показатели определяются в относительных единицах. В середине зимы они составляют до 2,5-3,0 баллов в средней полосе России, а на арктических островах от 6,5 баллов [12]. Результаты расчётов индекса Бодмана для некоторых районов Хакасии приведены в табл. 1.
Согласно полученным данным, «суровые» зимы отмечены на метеостанции «Ненастная», где значение баллов суровости за календарный зимний период наблюдений составляет 3,1-3,5 балла. На протяжении всех зимних месяцев сохраняется отношение к данному классу суровости погоды, далее значение индекса уменьшается до 2,8 в марте.
Зимы в районе с. Шира и г. Абакан, по данным метеостанций «Шира» и «Хакасский ЦГМС», характеризуются как «умеренно суровые». «Малосуровые» зимы на участках ме-
теостанций «Неожиданный» и «Большой Он», расположенных в Аскизском и Таштыпском районах республики.
С помощью ветро-холодового индекса Сай-пла-Пассела можно оценить охлаждение организма человека под влиянием определённой скорости ветра при различных колебаниях температуры воздуха [1]. Путём анализа полученных расчётов (табл. 2) было установлено, что для северо-западного района Хакасии (центральной части хребта Кузнецкого Алатау) теплоощущения человека оцениваются как «жёстко холодно» (метеостанция «Ненастная»); в Ширинском районе и центральной части Хакасии - «очень холодно»; южнее - в отрогах Кузнецкого Алатау (метеостанция «Неожиданный») - «холодно»; в предгорьях Западного Саяна (метеостанция «Большой Он») - «прохладно», где среднее значение индекса за зимние месяцы составляет 758 (ккал/(м2 • ч)).
В соответствии с коэффициентом жёсткости погоды Арнольди, увеличение скорости ветра на 1 м/с условно приравнивается к понижению температуры воздуха на 2 °С [13]. Данный коэффициент не только отражает степень суровости зимних условий, но и позволяет определять потребности человека в одежде, которая обеспечивает ему тепловой комфорт при нахождении на открытом воздухе. Показатель Арнольди отражает пределы выносливости человека в холодных условиях. Перерыв в работе на открытом воздухе рекомендуется при значениях показателя от 30 до 45 единиц, а когда его значения доходят до 45 единиц и выше, все работы прекращаются [13]. По расчётным данным таких условий на территории Республики Хакасия в последнее десятилетие не наблюдается (табл. 3).
По коэффициенту жёсткости погоды Ар-нольди напряжение аппарата терморегуляции «среднее» для всех метеостанций (в пределах календарной зимы), кроме февральских пока-
зателей на метеостанции «Большой Он», где коэффициент жёсткости составил 14,74 -«слабое». В течение изучаемого периода наиболее высокими коэффициентами Арноль-ди отличалась метеостанция «Ненастная», где среднее напряжение аппарата терморегуляции отмечено для ноября и марта.
Заключение. На территории Республики Хакасия наиболее суровые условия в зимний период отмечаются большей частью в январе в силу сочетания низких температур и сильных ветров.
Значения индекса Бодмана увеличиваются с юга на север, а зимы на основании данного индекса характеризуются как «малосуровые», «умеренно суровые» и «суровые».
Биометеорологическая оценка погодных условий в зимний период по индексу Сайпла-Пассела показывает диапазон теплоощущений от «прохладно» до «жёстко холодно» с макси-
мальными значениями данного параметра в северной части Хакасии.
Проведённый анализ пространственно-временной изменчивости индекса Арнольди согласуется с данными, полученными на основе анализа распределения индексов Бодмана и Сайпла-Пассела.
Таким образом, наиболее суровые зимние условия отмечены на метеостанции «Ненастная» в Орджоникидзевском районе, а наиболее благоприятные - в районе метеостанции «Большой Он» в Таштыпском районе и метеостанции «Неожиданный» в Аскизском районе Республики Хакасия.
Распределение рассчитанных значений вет-ро-холодовых индексов показало, что для рекреационной деятельности в зимний период наибольшей комфортностью погодных условий отличаются предгорные зоны Западного Саяна и южной части Кузнецкого Алатау.
Таблица 1
Индекс суровости погоды Бодмана при среднем значении 1 и V (2012-2022 гг.)
Месяцы «Ненастная» «Шира» «Хакасский ЦГМС» «Неожиданный» «Большой Он»
Ноябрь 3,3 2,1 2,1 1,8 1,5
Декабрь 3,4 2,2 2,2 2,0 1,8
Январь 3,5 2,4 2,4 2,0 1,9
Февраль 3,1 2,2 2,3 1,9 1,7
Март 2,8 2,0 1,9 1,7 1,4
Таблица 2
Индекс Сайпла-Пассела при среднем значении Ь и V (2012-2022 гг.)
«Ненастная» «Шира» «Хакасский ЦГМС» «Неожиданный» «Большой Он»
Ноябрь 1 212 936 925 829 693
Декабрь 1 251 1 009 1 009 900 726
Январь 1 285 1 061 1 063 917 774
Февраль 1 206 1 013 1 023 874 774
Март 1 089 889 858 794 679
Таблица 3
Коэффициент жёсткости погоды Арнольди при среднем значении 1 и V (2012-2022 гг.)
«Ненастная» «Шира» «Хакасский ЦГМС» «Неожиданный» «Большой Он»
Ноябрь 20,56 11,78 11,18 11,00 9,84
Декабрь 22,00 16,44 16,90 17,08 17,36
Январь 23,32 19,44 20,48 18,92 19,34
Февраль 20,64 17,10 17,94 16,02 14,74
Март 16,10 9,28 8,04 7,68 5,10
Библиографический список
1. Андреев С. С. Интегральная оценка Климатической комфортности на примере территории Южного Федерального округа России. Монография. СПб.: Изд-во РГГМУ, 2011. 304 с.
2. Климатические ресурсы как фактор рекреационной привлекательности основных дестинаций лечебно-оздоровительного туризма Алтайского края / Н. Ф. Харламова, О. С. Акимов, Н. Ю. Курепина [и др.] // Известия АО РГО. 2019. № 4 (55). С. 25-35.
3. Головина Е. Г., Русанов В. И. Некоторые вопросы биометеорологии. Учебное пособие. СПб.: РГГМИ, 1993. 90 с.
4. Пестерева Н. М., Белякова М. Ю., Тюняева Е. А. Разработка методики и алгоритма оценки природно-рекреационных ресурсов туристических кластеров на основе биоклиматических индикаторов // Экономические исследования и разработки. 2019. № 1. С.77-84.
5. Гриц А. А. Характеристика погодно-климатических условий для рекреации на Камчатке // Научные итоги года: достижения, проекты, гипотезы. 2011. № 1-1. С. 9-13.
6. Андрюшин И. Б., Вальцева Е. А., Мешков Н. А. Оценка общей комфортности климата на территории Поволжья, Республики Алтай и Республики Хакасия // Гигиена и санитария. 2019. № 98 (11). С. 1212-1215.
7. Парфёнова Е. И., Чебакова Н. М., Швецов Е. Г. Оценка суровости климата в аспекте комфортности для человека при изменении климата в 21 веке в Средней Сибири // Специфика этнических и миграционных процессов на территории Центральной Сибири в XX-XXI веках: опыт и перспективы: Сборник материалов VI Международной научно-практической конференции. Красноярск: СФУ, 2017. С. 70-73.
8. География Сибири в начале XXI века: в 6 т. Т. 6. Восточная Сибирь / отв. ред. Л. М. Корытный, А. К. Тулохонов. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2016. 396 с.
9. Кузнецова Э. А., Соколов С. Н. Гидрология, метеорология и климатология: климатические расчёты: учебное пособие. Нижневартовск: НВГУ, 2019. 86 с.
10. Русанов В. И. Комплексные метеорологические показатели и методы оценки климата для медицинских целей: учебное пособие. Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1981. 87 с.
11. Siple P. A., Passel C. F. Measurements of dry atmospheric cooling in sub-freezing temperatures // Proceedings of the American Philosophical Society. 1945. Vol. 89. P. 177-199.
12. Золотокрылин А. Н., Кренке А. Н., Виноградова В. В. Новое районирование территории севера Российской Федерации по природным условиям для жизни населения // Известия РАН. Серия географическая. 2012. № 1. С. 7-13.
13. Максютова Е. В., Башалханова Л. Б. Суровость современного климата в Сибирском Заполярье // Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 2. С. 258-266.
© Непомнящий В. В., Макеева Е. Г., Оськина Н. А., 2023
