Микроклимат современного города ( на примере г. Брянска)

 Муниципальное бюджетное учреждение «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов имени Ф.И. Тютчева»

Микроклимат современного города

( на примере г. Брянска)

              Предметная область : география

Выполнила:

ученица 11 «А»МБОУ СОШ №9 г. Брянска

Митрачкова Наталья Игоревна

Научный руководитель:

Антонова Ольга Николаевна,    учитель географии

                                     Брянск - 2014

                                   Содержание.

                                                                                                             Стр.

1. Введение                                                                                      2
2. Микроклимат города и его особенности  

       2.1.Факторы, оказывающие влияние

на формирование микроклимата                                                      4

2.2.  Анализ    метеорологических данных                                      5                

3. Выводы                                                                                           7
4. Список литературы.                                                                       9                                                  
5. Приложения.                                                                                  10.

1. Введение

     Под микроклиматом ( от «микро» и «климат») понимают климат приземного слоя воздуха, обусловленный микромасштабными  различиями внутри местного климата [2] .Это климат небольшой территории, возникающий под влиянием различия в рельефе, растительности, состояния почвы, наличия водоемов, застройки  и других особенностей подстилающей поверхности на суше[5]. Современный город оказывает сильное влияние на климатические составляющие. Он формирует свой местный климат, а на отдельных его улицах и площадях создаются своеобразные микроклиматические условия, определяемые городской застройкой, покрытием улиц, распределением древесно-кустарниковых насаждений и другими факторами[3].

Изучение микроклимата городской среды является, в настоящее время, наиболее актуальным, так как рост городов, размещение в них большого количества различных предприятий, коммуникаций, инфраструктурных объектов   оказывают непосредственное влияние на формирование микроклимата городов72].

    По мнению, некоторых ученых, сгладить различия в температуре воздуха, направлении и силе ветра внутри города и за его пределами могли бы  зеленые зоны, которые  должны располагаться внутри городов[6] . Брянск - уникальный в этом отношении город. Внутри  города  с численностью населения 410 тыс. человек расположен  памятник природы - лесной массив рощи «Соловьи».

      Целью данной работы является изучение микроклимата двора  внутри  городского района  и  поляны в  роще «Соловьи» как составляющих  микроклимата города, а также выявление и определение степени влияния на  микроклимат антропогенных факторов, на основе  режимных микроклиматических наблюдений.

    Задачи:

- регулярный сбор, анализ и систематическая обработка метеорологических данных: температуры, направления и скорости ветра (по шкале Бофорта), облачности в черте города;

- сравнить собранные данные с данными метеорологической станции  за аналогичный период времени;

- выявить наиболее значимые факторы  антропогенного влияния на  микроклимат города.

 Наблюдения за метеорологическими параметрами (температурой, влажностью воздуха, облачностью, направлением ветра) проводились ежедневно в 12-00 в январе и  июле 2013 года. В такие же сроки и в такой же период  наблюдений использовались обработанные метеорологические данные Брянской метеорологической станции.

                           2. Микроклимат городской среды

2.1. Факторы, оказывающие влияние на формирование  микроклимата.

    Город состоит из искусственной и твердой поверхности: асфальт, бетон, кирпич, камень, стекло, которые не могут впитывать атмосферную влагу, и все выпадающие осадки удаляются через стоки, что приводит к иссушению не только самой поверхности, но и воздуха города[6]. Сухость городской атмосферы подтверждается более низкой (абсолютной и относительной)  влажностью и очень редкими туманами в больших городах. В городе всегда теплее по сравнению с пригородом в любое время года. Причина тому — выброс в атмосферу большого количества тепла: отопительные системы, промышленные и бытовые предприятия, прогреваемые здания, асфальт улиц и, конечно, автотранспорт[1]. Любой достаточно большой город с  высотной жилой застройкой, высоким промышленным потенциалом и большим количеством жителей является «островом тепла». Разность температур воздуха в городе и пригороде может достигать десятков градусов и возрастать постепенно от пригорода к центру города. Чем менее озеленен город и чем меньше в нем водоемов, тем меньше испарение, поглощающее тепло из воздуха[8].

  На формирование городского климата оказывают влияние:

-   прямые выбросы тепла и изменения режима солнечной радиации;

 - пылегазовые выбросы промышленных предприятий и транспорта;

-    изменения теплового баланса за счет уменьшения испарения, малой проницаемости подстилающей поверхности, способствующей быстрому стоку воды и значительной теплопроводности покрытий (крыш, стен зданий, мостовых и т.д.);

- пересеченность местности, создаваемая городской застройкой, большая доля вертикальных поверхностей, что приводит к взаимному затенению домов и образованию котловинных условий на фоне равнинного рельефа.[10]

2.2. Анализ  метеорологических данных.

В данной работе было организовано наблюдение и проанализированы три метеорологических  фактора, формирующие микроклимат городской среды: температура воздуха, направление и скорость ветра.  Для анализа наблюдений были выбраны две площадки:

1. Школьный двор( 54°14'с.ш.34°20'в.д.);
2.  Поляна в роще «Соловьи» (54°16'с. ш 34°21'в.д.)

 В качестве контрольного измерения были использованы метеонаблюдения  Брянской метеостанции, расположенной в п. Мичуринский за пределами г. Брянска (53° 16' с. 34°25'в.д.)

 Для проведения наблюдений были использованы  барометр - анероид, термометры, аспирационный  психометр  Ассмана,  чашешный (крыльчатый) анемометр, флюгер, школьная компьютерная  метеостанция « Метео - КЛ»

  Полученные данные всех измерений были обработаны, собраны в  таблицы, построены графики   хода температуры воздуха, «розы ветров», все показатели проанализированы, согласно им сделаны выводы.

    Анализ температуры воздуха в январе месяце 2013 года показал, что средняя температура воздуха на Брянской метеостанции составила – 5,2 °  (приложение 1), что соответствует среднему многолетнему значению.  В то же самое время температура воздуха  в центре города  в микрорайоне школы составила  - 4, 1 °(приложение 2). При этом можно сказать, что в отдельные дни разница температур  составила  до 4°  (приложение 3). Температура воздуха выше на 3°-4°  на школьном дворе. Это объясняется влиянием городской среды, уровнем застройки, потерями тепла. Особенно сильно это заметно в безоблачную антициклональную погоду, например, 9 января 2013 года температура воздуха на Брянской метеостанции была -12°, а на школьном  дворе -9°. Такие же различия в температурах наблюдались  при ясной погоде 22, 24, 26, 27 января.

 Анализ температуры воздуха в июле месяце 2023 года на Брянской метеостанции, в школьном дворе и в роще «Соловьи» показал, наличие микроклиматических изменений. Среднемесячная температура воздуха на Брянской метеостанции составила + 22, 5 °.  В роще « Соловьи»+ 22,1°, а на школьном дворе 25, 1°.  Эти данные позволяют сделать вывод  о роли местоположения и подстилающей поверхности   для формирования микроклимата территории.

     Значительные  по сравнению с Брянской метеостанцией  дает такой метеорологический показатель как направление ветра. При общей тенденции к западному переносу и преобладанию ветров западного, северо-западного и юго-западного направлений,  выделяются  и существенные различия. Так, при анализе,  направления ветров в январе можно сделать вывод, что всего 8 дней месяца направление ветров совпадали. Это ветры северо- восточного и восточного направлений.  Сила ветра  в  городских условиях школьного двора слабее, чем на Брянской метеостанции, что объясняется  застройкой микрорайона и расположением  основных улиц. Ветер, в основном, направлен вдоль улиц.

 Летом, в июле,  при общей тенденции преобладания ветров северо-западного, западного и северных направлений можно сказать о совпадении направления ветра на метеостанции,  в школьном дворе и роще «Соловьи» всего 1 день, совпадение  направления ветров на метеостанции и в  школьном  дворе 8 дней, метеостанция и роща «Соловьи» имела совпадение  направления ветра в течение 2 дней, 6 дней направление ветра совпадало  между школьным двором и рощей «Соловьи». При анализе силы ветра можно сказать, что наиболее слабым  ветер был  в зоне городской застройки, т. е на школьном дворе,   при усилении ветра здесь возникали  пыльные поземки. Средние  показатели  силы ветра  в роще « Соловьи», где деревья «гасили»  сильный ветер.

 Больших различий при анализе облачности  на метеостанции, в школьном дворе и в роще « Соловьи» не наблюдалось. Количество дней, когда выпадали осадки  совпадало.

3.Выводы.

 В результате исследований выяснилось, что  современный город оказывает влияние на  климатические составляющие. Температура воздуха, направление и сила ветра, облачность в различных частях одного и того же города в одно время могут отличаться друг от  друга. Быть более и менее комфортными  для человека.  Эти своеобразные микроклиматические условия определяются  городской застройкой, озеленением города, наличием водоемов и т.д.

 Метеорологические данные, полученные в наблюдаемый период, позволили сделать следующие выводы.

1. Микроклиматические различия существуют внутри города как зимой. Так и летом.
2.  Средняя температура наружного воздуха в городе выше как зимой, так и летом от 0, 4° до 2, 6°, чем по данным метеорологической станции г. Брянска.
3.  Лучше всего контрасты между городом и окружающей местностью выражены  в спокойную  антициклональную погоду  и составляют до 3°.  Эти контрасты исчезают при сильном ветре и сплошной облачности.
4. Направление  ветра внутри города  не совпадает с тем направлением, которое казано на метеостанции, что связано с городской застройкой, расположением улиц.
5.  Из анализа годовой «розы ветров» видно, что преобладающим является  северо-западное, западное и юго-западное направление ветров. Этот показатель должен учитываться при строительстве. Спальных микрорайонов и расположении промышленных объектов.
6.  Скорость ветра внутри города на  0,3-1,6 м/с ниже, чем за городом.
7.  Уникальность города Брянска – наличие лесного массива, рощи «Соловьи», внутри города. Это создает своеобразные микроклиматические условия  г. Брянска. Зеленая зона «Соловьев» оказывает только положительный эффект на климат города и улучшает качество жизни населения.
8. Изучая  дополнительные источники информации по данной теме    мною выяснено,  что учеными разных стран, в том числе , Т.В. Покровской , С.И. Костиным , Н.И. Синициной,  С.А. Сапожниковой  при проведении исследований микроклимата города и за их пределами, выявлялась ситуация подобная рассматриваемой. За пределами города температура воздуха всегда ниже внутригородской.

 Причины кроются в  следующим:

- крыши и стены домов, мостовые и другие элементы города, поглощая радиацию, нагреваются в течение дня сильнее, чем почва и трава, и отдают тепло воздуху, особенно вечером;[5]

-  солнечная радиация в условиях  двора оказывается пониженной вследствие уменьшения прозрачности из-за большого количества пылевых частиц и аэрозолей; [8]

- поступление ультрафиолетовых лучей сильно ослабляется за счет мутности атмосферного воздуха и высоты застройки (с другой стороны, в городе к рассеянной радиации присоединяется радиация, отраженная стенами  и мостовыми);

- из-за загрязненности воздушного бассейна  снижается эффективное излучение и, соответственно, ночное охлаждение; [9]

-  изменение радиационного баланса, дополнительное поступление тепла в атмосферу при сжигании топлива и малый расход тепла на испарение приводит к повышению температуры внутри двора, по сравнению с температурой  на  метеостанции, расположенной за пределами города.  Указанные выше факторы являются причиной образования так называемого «острова тепла» над двором и его показатели изменяются во времени и пространстве под влиянием фоновых метеорологических условий и местных особенностей города. [5]

4.Список литературы.

1. Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды.- М.: Транспорт, 1986.- 176с.
2. Акимова Т.В. Экология. Человек. М., Биота 2006
3. Вайсберг, Дж. С. Погода на Земле. Метеорология А.Л., Гидрометеоиздат ,1980
4. География Брянской области - учебное пособие  под редакцией Ахромеева Л.М. Брянск- 1995

5. Костин С.И. Покровская Т. В. Климатология. Л., Гидрометиздат, 1961

6.Лосев, К.С. Климат вчера, сегодня….и завтра? Л., Гидрометеоиздат, 1985

7.Маховер,З.М. Методические указания по составлению климатической характеристики аэродрома Л., Гидрометеоиздат, 1989

8.Сапожникова С. А. Микроклимат и местный климат. Л, Гидрометиздат  1950

9. Синицина Н.И.,Гольцберг И.А., Струнников И.А. Агроклиматология. Л., Гидрометиздат 1973.

 10..Слабкович Г.И., Г.В. Ивкова. Наставление метеорологическим станциям и постам. Л., Гидрометеоиздат, 1985

10.Семенченко, Б.А. Физическая метеорология: Учебник /Б.А. Семенченко.-М.: Аспект Пресс, 2002

11.Хриган, А.Х. Очерки развития метеорологии - Л., Гидрометеоиздат, 1959.- 428с. - 5000 экз. - М-21908.

12. http://rp5.ru/  - [электронный ресурс]: сайт – электронные данные. Режим доступа. Заглавие с экрана. Дата обращения: о5.01.2014

13. официальный сайт. Российский государственный гидрометеорологический  университет [Электронный ресурс]: сайт - электронные данные - Режим доступа http://www.rshu.ru/- Заглавие с экрана. Дата обращения 23.12.2013.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. График хода температуры воздуха  на Брянской метеостанции в январе  месяце 2013г.

Приложение 2. График хода температуры воздуха  школьный двор, январь месяц 2013г.

Приложение3. График изменения хода температуры воздуха на школьном дворе и Брянской метеостанции в январе 2013г.

 Приложение 4. График изменения температуры воздуха в июле месяце 2013 г. на школьном дворе, в роще «Соловьи», Брянской метеостанции.

 Приложение 5. График изменения температуры воздуха  в июле месяце  2013 г. Роща «Соловьи».

Приложение 6. График изменения температуры воздуха в июле месяце 2013г.  Школьный двор.

 Таблица 1. Направление ветра на пунктах наблюдения школьный двор, Брянская метеостанция январь 2013г.

Таблица 2 .  Направление ветра на пунктах наблюдения школьный двор, Брянская метеостанция , роща «Соловьи»  июль2013г.