Научная статья на тему 'Статистический анализ эволюции прозрачности атмосферы в г. Москве'

Статистический анализ эволюции прозрачности атмосферы в г. Москве Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
133
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник МГСУ
ВАК
RSCI
Ключевые слова
ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ / BUILDINGS / КЛИМАТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ / CLIMATIC LOADS / ПРОЗРАЧНОСТЬ / TRANSPARENCY / CONSTRUCTIONS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Прокопьев Валерий Иванович, Хлыстунов Михаил Сергеевич, Могилюк Жанна Геннадьевна

Рассмотрены результаты статистического анализа эволюции прозрачности атмосферы на территории Москвы в течение последних 35 лет. Показан статистический рост влияния глобального потепления на повышение значений ежесуточной средней видимости или прозрачности атмосферы. Приведены статистические закономерности роста рисков отклонений прозрачности атмосферы от ее средних многолетних значений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Прокопьев Валерий Иванович, Хлыстунов Михаил Сергеевич, Могилюк Жанна Геннадьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Statistical analysis of the atmosphere transparency evolution in Moscow

The co-authors discuss the statistical analysis results of the atmospheric transparency evolution in Moscow territory within the last 35 years. The analysis shows the statistical increase of the global warming impact on the growing daily average visibility or the atmospheric transparency. The article presents statistical regularities of the risk increase of the atmosphere transparency deviations from its multiyear averages. The article notes the impact of atmospheric transparency on the risk of the increase in the weather anomalies, roof icing, as well as icing of power supply systems and communication, roads, bridges and other transport construction objects. It is also noted that the increase in temperature fluctuations amplitude, humidity, rainfall and other climatic loads leads to accelerated deterioration of building structures. The average increase in the number of atmospheric high transparency realizations increased almost 1.5 times for the last 35 years.If the trend persists for the current urban planning period (e.g., 100 years), the3,37 times increase in the number of days with high transparency is very realistic. The increase in atmosphere transparency will be accompanied by the concomitant rise of temperature, humidity, precipitation and wind speed oscillations.With the increasing duration of windless seasons we should also expect the concomitant growing risks of dry, hot and fire seasons. Such a global climate change process is of great importance for investors, self-regulatory organizations, owners of construction objects, managing and energy companies and insurers. It is also essential for municipal, regional and Federal urban planning companies.This problem in Russia and abroad is significantly intensified by previously unexpected growth of hazardous man-made and natural, climatic, geological and geophysical processes. These factors cause new and, as a result, non-normalized loads and impacts on buildings, structures and geoecological systems of the urbanized territories, which are beyond the project. In addition to the statistical data analysis of the Moscow atmospheric transparency evolution the authors also performed similar research on daily average visibility in different locations and on different continents.Such studies have been conducted by the authors in such cities as New-York, Anchorage, Buenos Aires, Niamey, London, Tokyo, Canberra and other cities of the planet. The analysis of geographical manifestations of atmosphere transparency evolution as a result of global climate change showed that the daily average visibility evolution observed in Moscow is of global nature. These results will be published by the authors in the coming series of articles on the subject.Global warming creates the problems of food security, urban population sustainment and construction adaptation to the new climatic realities in long perspective of urban planning. Solar radiation effect on the structures of buildings are among the most important climatic loads, which are taken into account in the regulations in the process of buildings and structures design.However, the excising regulatory documents contain no data about the evolution of solar irradiation over the building constructions throughout the buildings life cycle as a result of the continuing global warming. This remark also refers to the radiation intensity change as a result of the transparency or daily average visibility evolution.

Текст научной работы на тему «Статистический анализ эволюции прозрачности атмосферы в г. Москве»

УЕБТЫНС

мвви

УДК 551.51

В.И. Прокопьев, М.С. Хлыстунов, Ж.Г. Могилюк

ФГБОУВПО «МГСУ»

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭВОЛЮЦИИ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ В г. МОСКВЕ

Рассмотрены результаты статистического анализа эволюции прозрачности атмосферы на территории Москвы в течение последних 35 лет Показан статистический рост влияния глобального потепления на повышение значений ежесуточной средней видимости или прозрачности атмосферы. Приведены статистические закономерности роста рисков отклонений прозрачности атмосферы от ее средних многолетних значений.

Ключевые слова: здания и сооружения, климатические нагрузки, прозрачность.

Глобальные климатические изменения на урбанизированных территориях Земли в последнее десятилетие находятся под пристальным вниманием мирового научного сообщества, международных и правительственных организаций.

Последние результаты исследований, выполненных учеными Пит-тсбургского, Мадридского и Потсдамского университетов, позволили прийти к выводу, что жара, подобная той, что наблюдалась в России летом 2010 г., через 30 лет охватит площади в четыре раза большие [1, 2]. А к концу XXI в. от нее будет страдать уже 85 % суши. Если не принимать никаких мер сейчас, то во второй половине XXI в. площадь суши, подверженной аномально высоким температурам, будет возрастать примерно на 1 % в год. Еще более экстремальные температуры, которые сейчас практически не наблюдаются, к этому же моменту будут отмечаться на 60 % суши.

Глобальное потепление создает не менее глобальные проблемы не только в плане продовольственной безопасности населения Земли, но также и в плане жизнеобеспечения городского населения и адаптации строительной деятельности к новым климатическим реалиям на глубокую перспективу градостроительного планирования.

Важность учета этих климатических процессов в строительной деятельности также усиливается целым рядом циклических процессов и тенденций в природе и техносфере, в отечественной и мировой строительной индустрии [3].

Во-первых, к таким процессам необходимо отнести опасную эволюцию интенсивности колебаний средних, максимальных и минимальных температур практически на всех урбанизированных территориях планеты. В ряде исследований эти колебания и новые температурные рекорды объясняются техногенным ростом концентрации в атмосфере парниковых газов в результате интенсивного роста мощности мировой индустрии. Оппонентами этой теории выдвигаются на первый план естественные эндогенные механизмы изменения климата на Земле, связанные с не менее грозными глобальными геолого-геофизическими и океаническими процессами. Вместе с тем непосредственное

влияние на температуру оказывает мощность солнечного облучения поверхности Земли, которая имеет прямую зависимость от прозрачности атмосферы.

В последнее время получила определенное статистическое подтверждение и теория экзогенных механизмов глобальных климатических изменений на планете космогенного происхождения, основанная на гравитационном, в т.ч. резонансном, механизме взаимодействия объектов солнечной системы между собой и с Солнцем [3, 4]. Другая космогенная теория базируется на орбитальном перемещении солнечной системы в область космического пространства с более высокой плотностью, например, в результате ее вхождения в очередное облако межгалактической космической пыли. Однако плотность космической пыли должна непосредственно влиять на снижение прозрачности атмосферы, что не подтверждается результатами статистического анализа средней ежесуточной видимости, представленной авторами в настоящей статье.

Во-вторых, в последнее десятилетие одной из наиболее острых проблем промышленного и гражданского строительства и ЖКХ РФ является значительный износ строительных конструкций и инженерных коммуникаций, включая деградацию геотехнической надежности их оснований. В строительной индустрии России происходит освоение широкого спектра новых строительных материалов, технологий проектирования и новых уникальных архитектурных проектов, разработка которых велась для других климатических зон планеты, а также была начата и завершена в девяностые годы ХХ в., когда проблема глобального изменения климата не стояла так остро и актуально. Так как среди таких новых материалов растет доля органических, в основном, применяемых для отделки стеновых ограждений, оконных конструкций и кровельных покрытий, растет риск ускорения износа таких материалов или деградации их физико-механических и архитектурно-эстетических свойств за счет роста дозы солнечного облучения в связи с повышением прозрачности атмосферы.

Однако эта ситуация не отражена в действующей нормативной документации. Например, СНиП 2.01.07—85 «Нагрузки и воздействия» без существенных изменений и дополнений применялся с 1985 в течение 26 лет, вплоть до 2011 г., пока не вступил в действие свод правил СП 20.13330.20111, учитывающий только отдельные текущие реалии глобальной эволюции климата.

Тем не менее, воздействие солнечной радиации на строительные конструкции зданий и сооружений относятся к числу важных климатических нагрузок, учитываемых при проектировании зданий и сооружений в своде правил1. В частности, в формулы приращений температуры п. 13.5 свода правил входит не только коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности конструкции, но и максимальное значение суммарной (прямой, рассеянной и отраженной) солнечной радиации для горизонтальных поверхностей (табл. 13.4) и для вертикальных поверхностей различной ориентации (табл. 13.5).

В своде правил1 для Москвы (55°45' с.ш.), согласно данным из табл. 13.4, суммарная солнечная радиация (прямая и рассеянная) в самом теплом июле

1 СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07— 85*. М. : Минрегион РФ, 2011.

месяце на горизонтальную поверхность при безоблачном небе составляет 821 Втч/м2 (максимальная часовая сумма), в т.ч. при южной ориентации облучаемой поверхности равна 616 Втч/м2, для восточной и западной — 783 и северной — 240.

Однако в данных этих таблиц свода правил, обладая определенной конкретностью в качестве исходных данных для проектных работ, отсутствуют данные, учитывающие эволюцию солнечного облучения строительных конструкции в течение жизненного цикла зданий в связи с продолжающимся глобальным потеплением, включая изменение интенсивности облучения в связи с эволюцией прозрачности или ежесуточной средней видимости. Этот параметр является важным с точки зрения оценки рисков сверхпроектного износа органических материалов строительных конструкций.

Согласно действующему своду правил облучающее воздействие отнесено к кратковременным климатическим нагрузкам на строительные конструкции, наряду с ветровыми, снеговыми и гололедными. Длительные нагрузки, как воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта и оттаиванием вечномерзлых грунтов, а также воздействия, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов, обладают заметной и требующей учета параметрической зависимостью от колебаний мощности солнечного облучения. Колебания мощности солнечного облучения зависят, в т.ч. от прозрачности атмосферы, которая влияет на интенсивность тепломассопереноса, конвекционные и термодеформационные процессы.

В связи с этим в настоящей статье приведены результаты статистического анализа эволюции прозрачности атмосферы на примере эволюции ежесуточной средней видимости г. Москвы за последние 35 лет. Эти результаты в дальнейшем будут использоваться авторами для моделирования эволюции рисков ускоренного износа строительных конструкций, связанных с солнечной радиацией, на глубину градостроительного планирования (до 100 лет и более) и будут представлены в следующей серии статей по данной проблеме.

Учитывая, что глобальные изменения климата и связанные с ним эволюционные вариации прозрачности атмосферы проявляются также в виде новых рекордов, в т.ч. по колебаниям температуры и влажности. В настоящей статье авторы приводят результаты статистического анализа прозрачности атмосферы в г. Москве с целью оценки эволюции уровня рисков достижения ими новых экстремальных значений и применения, в дальнейшем, этих оценок при проектировании или оценке рисков сверхнормативного износа строительных конструкций.

Статистический анализ эволюции. В соответствии с п. 13.5 свода правил1, при проектировании зданий и сооружений должна учитываться мощность солнечной радиации в теплое время года.

Однако в своде правил не подлежат учету и не отражены в картах районирования территории РФ риски реализации экстремальных значений солнечной радиации в связи с глобальными изменениями климата, например на проектный период эксплуатации зданий (более 25 лет) или на период градостроительного планирования (до 100 лет и более).

В связи с этим возмещение возможного ущерба при реализации таких рисков полностью ложится на собственника здания и на страховую компанию. В нормативной и научно-технической литературе до настоящего времени не приводится результатов исследований, иных сведений и методических предложений по решению рассматриваемой проблемы в практическом плане.

В настоящее время используется несколько различных подходов к определению меры риска. При сверхнормативной мощности солнечной радиации ущерб может проявляться не только в дополнительных затратах на кондиционирование, но и в виде ускоренного износа строительных конструкций, снижения эксплуатационных и технических характеристик здания. Поэтому удобнее применять меру, используемую в техническом анализе риска, которая, как правило, сводится к оценке вероятности реализации нежелательного или опасного события. При техническом подходе мерой риска Я является безразмерная количественная характеристика опасности (от 0 до 1), определяемая частотой реализации опасностей, т.е. это отношение фактического числа случаев реализации нежелательных событий п к максимально возможному числу таких событий N за учитываемый период времени:

Л = П. (1)

N

Используя определение меры согласно выражению (1), техническая оценка температурных рисков для зданий и сооружений может быть, например, произведена по формуле

Я^УУ) = ^, (2)

где Я(ёУУ), п(ёУУ) — соответственно, вероятность и фактическое число событий сверхнормированного отклонения ёУУ прозрачности атмосферы УУ от средних многолетних значений при максимально возможном за учитываемый период времени суммарном числе таких событий N.

В настоящей статье мы не будем оценивать непосредственно сами риски и оставим решение этой задачи специалистам в области рисков, а проведем статистический анализ эволюции прозрачности атмосферы на территории г. Москвы за период с 1973 по 2009 гг. В качестве базового массива данных используем данные метеонаблюдений ежесуточной средней видимости за период с 01.01.1973 по 31.08.1987 (5355 сут), а в качестве массива данных о текущем состоянии эволюции климатических процессов — данные аналогичных метеонаблюдений за период с 01.01.1995 по 31.08.2009 (5355 сут) после падения кометы Шумейкера — Леви на Юпитер. Таким образом, длительность анализируемого эволюционного периода в данном случае будет составлять 23 года.

На рис. 1 представлены результаты статистического анализа эволюции распределения и плотности вероятности реализации значений прозрачности атмосферы (ежесуточной средней видимости УУ, км) в Москве за период 01.01.1973 по 31.08.2009.

п(УУ) Ф(^)

2600 05 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200

0 — п-1-1-1 0.0

20 УУ 0

а б

Рис. 1. Кривая распределения (а) и плотности вероятности (б) реализации значений прозрачности атмосферы в г. Москве: синяя кривая — 1.01.1973 — 31.08.1987 (5355 сут); красная кривая — 1.01.1995 — 31.08.2009 (5355 сут)

Кривые распределения и плотности вероятности реализации значений прозрачности атмосферы в г. Москве за период 35 лет (рис. 1) позволяют сделать вывод о том, что прозрачность атмосферы выросла, превысила в 1,5 раза максимум при видимости 10 км в течение 2400 сут. Т.е. практически половину наблюдаемого периода составляют ясные дни с повышенной прозрачностью атмосферы. Также повысилась вероятность реализации повышенной прозрачности атмосферы в диапазоне выше 8,5 км и вплоть до 15 км, за счет уменьшения числа суток с пониженной прозрачностью атмосферы в диапазоне с 0 до 8,5 км.

Таким образом, можно уверенно сделать вывод о росте дозы солнечной радиации облучения внешней поверхности строительных конструкций. На рис. 1 область уменьшения числа реализаций суток с пониженной прозрачностью выделена голубой заливкой, а повышение числа дней с повышенной прозрачностью (более 8,5 км) — красной заливкой.

Данные выводы подтверждаются результатами анализа вариаций прозрачности атмосферы относительно ее многолетних значений, представленных на рис. 2. Как показано на рис. 2, выделенная красным цветом кривая распределения (а) и плотности вероятности (б) реализации значений вариации прозрачности атмосферы в г. Москве в период с 01.01.1995 по 31.08.2009 существенно сместилась вправо, в область повышенной прозрачности относительно синей кривой наблюдений за период с 01.01.1973 по 31.08.1987.

Сравнительный анализ эволюции прозрачности атмосферы в г. Москве за 37 лет подтверждает существенное влияние процесса глобального потепления на рост прозрачности атмосферы, а следовательно, на интенсивность облучения внешней поверхности зданий и сооружений.

Вероятность или технический риск положительного отклонения (среднестатистический рост) прозрачности от многолетнего базового за 23 года практически вырос на величину порядка 50 %.

ВЕСТНИК

МГСУ-

11/2013

л(сЛУ) 1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

)

0.4

10 <ш

0 2 б

8 10 dW

Рис. 2. Кривая распределения (а) и плотности вероятности (б) реализации значений вариации прозрачности атмосферы в г. Москве: синяя кривая — 1.01.1973 — 31.08.1987 (5355 сут); красная кривая — 1.01.1995 — 31.08.2009 (5355 сут)

Полученные результаты также позволяют утверждать о сопутствующем повышении риска роста частоты обледенений и циклических размораживаний как кровли и внешней поверхности стеновых ограждений, так и геоэкологических систем приповерхностного слоя оснований зданий, сооружений, транспортных коммуникаций, а также обледенения (ледяных дождей) электросетевых коммуникаций, садовых, парковых и лесных угодий.

Заключение. Проблема износа инженерных коммуникаций, строительных конструкций зданий и сооружений как в России, так и за рубежом, существенно обостряется не прогнозируемым ранее ростом интенсивности малоизученных климатических процессов и, как следствие, ненормированных сверхпроектных нагрузок и воздействий на здания, сооружения. Особое место среди таких нагрузок занимают рост амплитуды колебаний температуры и интенсивности солнечного облучения строительных конструкций и экологических систем урбанизированных территорий, вызванные, в т.ч. ростом прозрачности атмосферы.

Обобщенные результаты статистического анализа роста прозрачности атмосферы в результате глобального изменения климата показывают, что наибольшую угрозу для органических материалов строительных конструкций, экологических и геоэкологических систем представляют не только глобальное потепление и связанное с ним общее повышение температуры, но и рост дозы солнечного облучения. Например, наблюдаемое среднестатистическое увеличение числа реализаций высокой прозрачности атмосферы практически выросло в 1,5 раза за 35 лет. При сохранении такой тенденции на текущий период градостроительного планирования (например, 100 лет) вполне реален риск роста числа суток с повышенной прозрачностью в 3,37 раза, а следовательно, в связи с одновременным или сопутствующим ростом колебательности температуры, влажности и интенсивности осадков [5—9]. С ростом продолжительности «застойных» безветренных сезонов также следует ожидать сопутствующее нарастание рисков реализации как засушливых жарких и пожароопасных пе-

0.3

0.2

0.1

0.0

а

риодов, так и периодов аварийно опасного обледенения кровли зданий, сооружений электросетей и связи, объектов лесопаркового хозяйства, дорог, мостов и других транспортных сооружений.

Такое вполне вероятное развитие процесса глобального изменения климата не может оставаться без внимания инвесторов, саморегулируемых организаций, собственников строительных объектов, управляющих и энергетических компаний, страховщиков, а в первую очередь, муниципальных, региональных и федеральных служб регулирования и планирования градостроительной деятельности. Эта проблема, как в России, так и за рубежом, существенно обостряется не прогнозируемым ранее ростом интенсивности и иных аварийно опасных техногенных и природных климатических и геолого-геофизических процессов и факторов, которые являются причиной реализации новых и, как следствие, ненормированных сверхпроектных нагрузок и воздействий на здания, сооружения и геоэкологические системы урбанизированных территорий.

Помимо данных статистического анализа эволюции прозрачности атмосферы в г. Москве, авторами также были выполнены аналогичные исследования по эволюции рассматриваемого в статье параметра ежесуточной средней видимости в разных городах и на разных континентах, включая Нью-Йорк, Анкоридж, Буэнос-Айрес, Ниамей, Лондон, Токио, Канберру и другие города планеты. Результаты анализа рассматриваемых географических проявлений эволюции прозрачности атмосферы в результате глобального изменения климата на Земле показали, что наблюдаемая в Москве эволюция ежесуточной средней видимости имеет место на всех перечисленных территориях планеты и так же носит глобальный характер. Подробнее эти результаты будут опубликованы авторами в следующей серии статей по данной тематике исследований.

Библиографический список

1. Brohan P., Kennedy J.J., Harris I., Tett S.F.B., Jones P.D. Uncertainty estimâtes in régional and global observed temperature changes: A new data set from 1850. Journal of Geophysical Research : Atmospheres. 2006, vol. 111, no. D12.

2. Climate Change 2007: Synthesis Report, Fig. 3.2 Atmosphere-Ocean General Circulation Model projections of surface warming.

3. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения. Явление космогенной эволюции интенсивности глобальных вариаций максимальных и среднесуточных температур на урбанизированных территориях / В.И. Теличенко, М.С. Хлыстунов, В.И. Прокопьев, Ж.Г. Могилюк // Вестник МГСУ 2011. № 2. Т. 2. С. 68—73.

4. Спектральные закономерности космогенной эволюции интенсивности глобальных колебаний максимальных и среднесуточных температур / М.С. Хлыстунов, В.В. Подувальцев, В.И. Прокопьев, Ж.Г. Могилюк // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. 2011. № 12. С. 53—53. Режим доступа: http://technomag. edu.ru/doc/253299.html.

5. Спектральные закономерности космогенной эволюции интенсивности глобальных колебаний ежесуточного количества осадков / М.С. Хлыстунов, В.В. Подувальцев, В.И. Прокопьев, Ж.Г. Могилюк // Наука и образование : электронное научно-техническое издание. 2011. Вып. 12. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc//251776.html.

6. Спектральные закономерности глобальных аэродинамических проявлений космогенных процессов / М.С. Хлыстунов, В.В. Подувальцев, В.И. Прокопьев, Ж.Г. Могилюк // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. 2011. Вып. 12. Режим доступа: http://technomag.edu.rU/doc//253751.html.

7. Глобальные и локальные закономерности эволюции интенсивности климатических и геофизических нагрузок на урбанизированных территориях / М.С. Хлыстунов, В.В. Подувальцев, В.И. Прокопьев, Ж.Г. Могилюк // Экология урбанизированных территорий. 2011. № 2. С. 13—21.

8. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения. Явление космогенной эволюции интенсивности глобальных вариаций ежесуточного количества осадков на урбанизированных территориях / В.И. Теличенко, М.С. Хлыстунов, В.И. Прокопьев, Ж.Г. Могилюк // Вестник МГСУ. 2011. Т. 2. № 2. С. 47—53.

9. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения. Явление космогенной эволюции интенсивности глобальных колебаний среднесуточной скорости ветра на урбанизированных территориях / В.И. Теличенко, М.С. Хлыстунов, В.И. Прокопьев, Ж.Г. Могилюк // Вестник МГСУ. 2011. Т. 2. № 2. С. 60—67.

Поступила в редакцию в октябре 2013 г.

Об авторах: Прокопьев Валерий Иванович — кандидат технических наук, профессор кафедры информатики и прикладной математики, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8(499)183-59-94, viprokopiev@mail.ru;

Хлыстунов Михаил Сергеевич — кандидат технических наук, профессор кафедры прикладной механики и математики, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8(495)583-07-65, mcxmgsu@mail.ru;

Могилюк Жанна Геннадьевна — кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной механики и математики, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8(499)183-59-94, zhanna-2008@bk.ru.

Для цитирования: Прокопьев В.И., Хлыстунов М.С., Могилюк Ж.Г. Статистический анализ эволюции прозрачности атмосферы в г. Москве // Вестник МГСУ. 2013. № 11. С. 167—176.

V.I. Prokop'ev, M.S. Khlystunov, Zh.G. Mogilyuk

STATISTICAL ANALYSIS OF THE ATMOSPHERE TRANSPARENCY EVOLUTION

IN MOSCOW

The co-authors discuss the statistical analysis results of the atmospheric transparency evolution in Moscow territory within the last 35 years. The analysis shows the statistical increase of the global warming impact on the growing daily average visibility or the atmospheric transparency. The article presents statistical regularities of the risk increase of the atmosphere transparency deviations from its multiyear averages. The article notes the impact of atmospheric transparency on the risk of the increase in the weather anomalies, roof icing, as well as icing of power supply systems and communication, roads, bridges and other transport construction objects. It is also noted that the increase in temperature fluctuations amplitude, humidity, rainfall and other climatic loads leads to accelerated deterioration of building structures. The average increase in the number of atmospheric high transparency realizations increased almost 1.5 times for the last 35 years.

If the trend persists for the current urban planning period (e.g., 100 years), the 3,37 times increase in the number of days with high transparency is very realistic. The

increase in atmosphere transparency will be accompanied by the concomitant rise of temperature, humidity, precipitation and wind speed oscillations.

With the increasing duration of windless seasons we should also expect the concomitant growing risks of dry, hot and fire seasons. Such a global climate change process is of great importance for investors, self-regulatory organizations, owners of construction objects, managing and energy companies and insurers. It is also essential for municipal, regional and Federal urban planning companies.

This problem in Russia and abroad is significantly intensified by previously unexpected growth of hazardous man-made and natural, climatic, geological and geophysical processes. These factors cause new and, as a result, non-normalized loads and impacts on buildings, structures and geoecological systems of the urbanized territories, which are beyond the project. In addition to the statistical data analysis of the Moscow atmospheric transparency evolution the authors also performed similar research on daily average visibility in different locations and on different continents.

Such studies have been conducted by the authors in such cities as New-York, Anchorage, Buenos Aires, Niamey, London, Tokyo, Canberra and other cities of the planet. The analysis of geographical manifestations of atmosphere transparency evolution as a result of global climate change showed that the daily average visibility evolution observed in Moscow is of global nature. These results will be published by the authors in the coming series of articles on the subject.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Global warming creates the problems of food security, urban population sustain-ment and construction adaptation to the new climatic realities in long perspective of urban planning. Solar radiation effect on the structures of buildings are among the most important climatic loads, which are taken into account in the regulations in the process of buildings and structures design.

However, the excising regulatory documents contain no data about the evolution of solar irradiation over the building constructions throughout the buildings life cycle as a result of the continuing global warming. This remark also refers to the radiation intensity change as a result of the transparency or daily average visibility evolution.

Key words: buildings, constructions, climatic loads, transparency.

References

1. Brohan P., Kennedy J.J., Harris I., Tett S.F.B., Jones P.D. Uncertainty Estimates in Regional and Global Observed Temperature Changes: A New Data Set from 1850. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2006, vol. 111, no. D12.

2. Climate Change 2007: Synthesis Report, Fig. 3.2 Atmosphere-Ocean General Circulation Model Projections of Surface Warming.

3. Telichenko V.I., Khlystunov M.S., Prokop'ev V.I., Mogilyuk Zh.G. Nagruzki i vozdeyst-viya na zdaniya i sooruzheniya. Yavlenie kosmogennoy evolyutsii intensivnosti global'nykh variatsiy maksimal'nykh i srednesutochnykh temperatur na urbanizirovannykh territoriyakh [Loadings and Impacts on Buildings and Structures. Cosmogenic Evolution of the Intensity of Global Variations of Maximal and Daily Average Temperatures on Urbanized Territories]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2011, no. 2, vol. 2, pp. 68—73.

4. Khlystunov M.S., Poduval'tsev V.V., Prokop'ev V.I., Mogilyuk Zh.G. Spektral'nye za-konomernosti kosmogennoy evolyutsii intensivnosti global'nykh kolebaniy maksimal'nykh i srednesutochnykh temperatur [Spectral Regularities of Cosmogenic Evolution of the Global Fluctuations Intensity of Maximal and Daily Average Temperatures]. Nauka i obrazovanie: elektronnoe nauchno-tekhnicheskoe izdanie [Science and Education: Internet Scientific and Technical Edition]. 2011, no. 12, p. 53.

5. Khlystunov M.S., Poduval'tsev V.V., Prokop'ev V.I., Mogilyuk Zh.G. Spektral'nye za-konomernosti kosmogennoy evolyutsii intensivnosti global'nykh kolebaniy ezhesutochnogo kolichestva osadkov [Spectral Regularities of Cosmogenic Evolution of the Global Fluctuations Intensity of Everyday Precipitation Amount]. Nauka i obrazovanie: elektronnoe nauch-no-tekhnicheskoe izdanie [Science and Education: Internet Scientific and Technical Edition]. 2011, no. 12. Available at: http://technomag.edu.ru/doc//251776.html.

6. Khlystunov M.S., Poduval'tsev V.V., Prokop'ev V.I., Mogilyuk Zh.G. Spektral'nye zako-nomernosti global'nykh aerodinamicheskikh proyavleniy kosmogennykh protsessov [Spectral Regularities of Global Aerodynamic Manifestations of Cosmogenic Processes]. Nauka i obra-zovanie: elektronnoe nauchno-tekhnicheskoe izdanie [Science and Education: Internet Scientific and Technical Edition]. 2011, no. 12. Available at: http://technomag.edu.ru/doc//253751.html.

BECTHMK 11/20l3

MfCY_11/2013

7. Khlystunov M.S., Poduval'tsev V.V., Prokop'ev V.I., Mogilyuk Zh.G. Global'nye i lokal'nye zakonomernosti evolyutsii intensivnosti klimaticheskikh i geofizicheskikh nagruzok na urbanizirovannykh territoriyakh [Global and Local Regularities of the Climatic and Geo-physic Loadings Intensity Evolution on Urbanized Territories]. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Ecology of Urbanized Territories]. 2011, no. 2, pp. 13—21.

8. Telichenko V.I., Khlystunov M.S., Prokop'ev V.I., Mogilyuk Zh.G. Nagruzki i vozdeyst-viya na zdaniya i sooruzheniya. Yavlenie kosmogennoy evolyutsii intensivnosti global'nykh variatsiy ezhesutochnogo kolichestva osadkov na urbanizirovannykh territoriyakh [Loadings and Impacts on Buildings and Structures. Cosmogenic Evolution of the Intensity of Global Variations of Daily Average Precipitation Amount on Urbanized Territories ]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2011, vol. 2, no. 2, pp. 47—53.

9. Telichenko V.I., Khlystunov M.S., Prokop'ev V.I., Mogilyuk Zh.G. Nagruzki i vozdeyst-viya na zdaniya i sooruzheniya. Yavlenie kosmogennoy evolyutsii intensivnosti global'nykh kolebaniy srednesutochnoy skorosti vetra na urbanizirovannykh territoriyakh [Loadings and Impacts on Buildings and Structures. Cosmogenic Evolution of the Intensity of Global Variations of Daily Average Wind Speed on Urbanized Territories]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2011, vol. 2, no. 2, pp. 60—67.

About the authors: Prokop'ev Valeriy Ivanovich — Candidate of Technical Sciences, Professor, Department of Informatics and Applied Mathematics, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; viprokopiev@mail.ru; +7 (499) 183-59-94;

Khlystunov Mikhail Sergeevich — Candidate of Technical Sciences, Professor, Department of Applied Mechanics and Mathematics, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; mcx-mgsu@mail.ru; +7 (495) 583-07-65;

Mogilyuk Zhanna Gennad'evna — Candidate of Technical Sciences, Associate professor, Department of Applied Mechanics and Mathematics, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; mcx-mgsu@mail.ru; +7 (495) 583-07-65.

For citation: Prokop'ev V.I., Khlystunov M.S., Mogilyuk Zh.G. Statisticheskiy analiz evolyutsii prozrachnosti atmosfery v g. Moskve [Statistical Analysis of the Atmosphere Transparency Evolution in Moscow]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 11, pp. 167—176.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.