Пространственно-временная изменчивость условий термического комфорта на территории Казахстана

Исследование условий термического комфорта в Казахстане мотивировано отсутствием обобщенных исследований для территории республики, значительными социальными и экономическими последствиями экстремальных погодных условий для экономики и населения, и наблюдающимися значимыми трендами температуры воздуха и осадков в регионе. На основе данных станционных наблюдений по 13 городам Казахстана проанализированы сезонный цикл и пространственное распределение условий холодового и теплового стресса для территории Казахстана. Для оценки холодового стресса использован ветро-холодовой индекс (wind-chill index WCI), для теплого стресса физиологически эквивалентная температура (PET). Показано, что самым холодным регионом Казахстана является Север с максимальным количеством дней с холодовым стрессом в Астане и Петропавловске. Максимальное количество случаев холодового стресса всех градаций приходится на январь и февраль, минимум — на март, а в октябре холодовой стресс на территории республики не зафиксирован. Сильное термическое воздействие зафиксировано во всех регионах Казахстана в течение всех 6 месяцев теплого полугодия (с апреля по сентябрь включительно). Максимальная повторяемость превышения индекса РЕТ +35˚С установлена в таких городах как Алматы и Шымкент. Пространственное распределение термического комфорта определяется преимущественно циркуляционными условиями в зимний период и радиационными условиями — в летний, что в целом характерно для континентальных типов климата. Межгодовая изменчивость условий холодового стресса не имеет выраженного тренда и носит нерегулярный характер, обусловленный особенностями синоптических процессов в конкретный год. В теплый период в большинстве городов количество дней с сильным тепловым воздействием к концу периода возрастает в соответствии с положительным трендом температуры.
Выявлено, что самыми термически комфортными городами Казахстана являются Кокшетау и Костанай, к самым термически дискомфортным относятся Алматы и Шымкент. Показано, что, несмотря на то, что Казахстан традиционно считается страной с очень суровыми зимними условиями, определяющим условия термического дискомфорта в Республике является летний период.

1. Агеев Ф.Т., Смирнова М.Д., Родненков О.В. Жара и кардиоваскулярная система // М.: Практика, 184 стр.

2. Баранский Н.Н. География СССР: Учебник для средней школы. М.: Учпедгиз, 1933.

3. Бардин М.Ю., Ранькова Е.А., Платова Т.В., Самохина О.Ф., Антипина У.И. Обзор текущего состояния и климатических изменений на территории Российской федерации. Использование и защита природных ресурсов в России 2020. 3 (163):69–77.

4. Беку Б., Насынбаева А.С. Оценка биоклиматических условий юга и юго-востока Казахстана // Гидрометеорология и экология. 2013. № 1, С. 65–72.

5. Бугаев В.А., Джорджио В.А., Козик Е.М., Петросянц М.А. и др., Синоптические процессы Средней Азии. Ташкент: Изд.АН УССР, 1957. 535 с.

6. Вилесов Е.Н. Характеристики климата города Астана и их изменения за последние 90 лет. // Гидрометеорология и экология. 2017, № 3, С. 7–16.

7. Вильфанд Р.М., Шумерова В.А., Тищенко В.М., Хан В.М. Основные особенности крупномасштабной атмосферной циркуляции в контексте анализа консенсус-прогноза температуры воздуха и осадков на лето 2020 года в Северном полушарии // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2021. № 1 (379). С. 20–35.

8. Говоркова В.А., Катцов В.М. Изменения климата стран “ближнего зарубежья” России в 21-м веке // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова, 2008. № 558. С. 64–84.

9. Кожахметова Е.П., Кожахметов П.Ж. Об изменении температурного режима Астаны и ее окрестностей // Гидрометеорология и экология. 2014. № 1, С. 7–13.

10. Кошелева О.Ю., Шинкаренко С.С., Гордиенко О.А., Омаров Р.С., Дубачева А.А. Сезонные и многолетние особенности температуры поверхности в городах засушливой зоны (на примере городов юго-востока европейской части России и Западного Казахстана) // Известия НВ АУК. 2021. № 3(63), С. 426–439. https://doi.org/10.32786/2071-9485-2021-03-44

11. Кузнецова И.Н., Звягинцев А.М., Семутникова Е.Г. Экологические последствия погодных аномалий летом 2010 года // Анализ условий аномальной погоды на территории России летом 2010 года: сборник докладов совместного заседания Президиума Научно-технического совета Росгидромета и Научного совета РАН “Исследования по теории климата Земли” / Под ред. Н.П. Шакиной. — М.: Росгидромет, РАН, 2011. — С. 59–64.

12. Мягков М.С., Губернский Ю.Д., Конова Л.И., Литкевич В.К. Город, архитектура, человек и климат // М.: Архитектура, 2007, 344 с.

13. Погода в Казахстане в 5200 пунктах, ООО “Расписание погоды». URL: https://rp5.ru/ (Дата обращения: 21.10.2021–03.11.2021).

14. Ревич Б.А., Шапошников Д.А. Особенности воздействия волн холода и жары на смертность в городах с резко-континентальным климатом // Сибирское медицинское обозрение.— 2017. — № 2 (104). — С. 84–90.

15. Сенкова А.Д. Микроклимат помещений и здоровье человека.—Т.: ТГНУ, 2011. С. 320–323.

16. Ткачук С.В. Обзор индексов степени комфортности погодных условий и их связь с показателями смертности // Труды Гидрометцентра России. — 2012. — Вып. 347. С. 223–245.

17. Шапошников Д.А. О некоторых подходах к вычислению рисков температурных волн для здоровья / Д.А. Шапошников, Б.А. Ревич// Анализ риска здоровью. 2018, № 1, С. 22–31. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.1.03

18. Шкуринский Б.В. Изучение комфортности погодно-климатических условий территории Актюбинской области // Гидрометеорология и экология. 2015, № 4, С. 17–25.

19. Berlessova A.A., Konstantinov P. I. Local climate zones in the city of Nur-Sultan (Kazakhstan) and their connections with urban heat island and thermal comfort // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 611.

20. Błażejczyk K., Jendritzky G., Bröde P., Fiala D., Havenith G., Epstein Y., Psikuta A., Kampmann B. An introduction to the Universal Thermal Climate Index (UTCI) //Geogr Pol 862013.2013. Vol. 1, pp. 5–10.

21. Cianconi P., Betrò S., Janiri L. The Impact of Climate Change on Mental Health: A Systematic Descriptive Review. // Frontiers in psychiatry. 2020, Vol. 11, p. 11–74. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2020.00074

22. Copernicus Climate Change Service. ECMWF. Climate Data Store: https://cds.climate.copernicus.eu/datasets/ecv-for-climate-change?tab=overview (дата обращения: 07.10.2022–01.02.2023).

23. Haines A., Kovats R.S., Corvalan C. Climate change and human health: impacts, vulnerability, and public health // Public Health. 2006. Vol. 120 (7), p. 585–596. https://doi.org/10.1016/j.puhe.2006.01.002

24. Huang B., Peter W. Thorne, Viva F. Banzon, Tim Boyer, Gennady Chepurin, Jay H. Lawrimore, Matthew J. Menne, Thomas M. Smith, Russell S. Vose, and Huai-Min Zhang (2017): NOAA Extended Reconstructed Sea Surface Temperature (ERSST), Version 5. [indicate subset used]. NOAA National Centers for Environmental Information. https://doi.org/10.7289/V5T72FNM

25. Konstantinov P. I., Varentsov M. I, Shartova N.V. (2022): North Eurasian thermal comfort indices dataset (NETCID): new gridded database for the biometeorological studies // Environ. Res. Lett. 17085006, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac7fa9

26. Matzarakis A, Wetterdienst D, Rutz F, Matzarakis A., Rutz F. 2007 Rayman: a tool for tourism and applied climatology microclimate and quality of living environment: a precedent of overcrowded settlements in bandung view project online (available at: www.researchgate.net/publication/228503669)

27. Menne M. J., Williams C. N., Gleason B. E., Rennie J. J., Lawrimore J.H. The Global Historical Climatology Network Monthly Temperature Dataset, Version 4, Journal of Climate, 31(24), 9835–9854. Retrieved Feb 16, 2022. https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/31/24/jcli-d-18-0094.1.xml

28. National Center for Environmental Information. Climate at a glance. https://www.ncdc.noaa.gov/cag/ (дата обращения 07.10.2022–01.02.2023).

29. Pilifosova, O.V., Eserkepova, I.B., Dolgih S.A. REGIONAL CLIMATE CHANGE SCENARIOS UNDER GLOBAL WARMING IN KAZAKHSTAN. // Climatic Change. 1997. Vol. 36, pp. 23–40. https://doi.org/10.1023/A:1005368404482

30. Salnikov V., Turulina G., Polyakova S., Petrova Y., Skakova A. Climate Change in Kazakhstan during the Past 70 Years // Quat. Int. 2015, Vol. 358, p. 77–82. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2014.09.008

31. Sörlin S. Cryo-History: Narratives of Ice and the Emerging Arctic Humanities. In The new Arctic, Stokholm: 2015, p. 327–339

32. Stedman R.G. Norms of apparent temperature in Australia // Australian Meteorogical Magazine. 1994, Vol. 43, pp. 1–16.

33. Toronto Public Health. Health Impact of Cold Weather. Technical Report. 2014. pp. 2–6.

34. Wind Chill information: www.ec.gc.ca/meteo-weather

35. Zheleznova I.V., Gushchina D. Yu., Meiramov Z., Olchev A.V. Temporal and spatial variability of dryness conditions in Kazakhstan during 1979–2021 based on reanalysis data // CLIMATE. 2022. Vol. 10, no. 10. p. 144.