Переведенцев Ю.П., Исмагилов Н.В., Наумов Э.П., Гоголь Ф.В.

Казанский государственный университет

Особенности биоклимата Республики Татарстан

В докладе рассмотрены некоторые прикладные биоклиматические индексы, характеризующие особенности климатических и погодных условий Республики Татарстан (РТ) по данным за период 1966 – 2004 гг.

Оценка жесткости погоды в холодный период года производилась с использованием ежедневных значений индекса Бодмана (в баллах), который относится к категории индексов холодового стресса [1]. Эффект теплоощущения и дискомфорта в этом индексе уточняется за счет поправки на скорость ветра

, (1)

где t – температура воздуха (˚С), V – скорость ветра в холодный период (м/с).

Существуют следующие критерии оценки этого индекса: 1. S=1 – 2 балла – зима мало суровая, 2. S=2 – 3 балла – умеренно суровая, 3. S=3 – 4 балла –суровая, 4. S=4 – 5 баллов – очень суровая, 5. S=5 – 6 баллов – жестко суровая, 6. S>6 баллов – крайне суровая.

Анализ данных, представленных в табл. 1 позволяет сделать вывод, что зима в целом на всей территории республики является умеренно суровой. Разброс значений индекса Бодмана по станциям достаточно мал, величина среднего квадратического отклонения (σ) колеблется в пределах от 0,11 в апреле до 0,18 в декабре и феврале.

Таблица 1

Средние по РТ значения индекса Бодмана (баллы)

X	XI	XII	I	II	III	IV	Зима XI-III
1.7	1.9	2.2	2.3	2.2	1.8	1.8	2.1

При этом, как и следовало ожидать, наиболее суровым за холодный период года оказался январь, для которого среднее значение индекса на территории республики составляет 2.3, малосуровыми месяцами является октябрь и апрель (среднее значение индекса по территории республики составляет 1.7).

Представленные в табл. 2 данные о числе дней с суровой погодой за холодный период позволяют сделать вывод, что наибольшее их число практически на всех станциях республики приходится на январь, а наименьшее на ноябрь и март. При этом наименьшее число дней с суровой погодой в среднем за год наблюдается в Азнакаево (1 день), Муслюмово (2 дня), Казани, Лаишево, Елабуге, Акташе (4 дня). Наибольшее же число дней с суровой погодой наблюдается в Бугульме (17 дней), Тетюшах (16 дней) и Дрожжаное (15 дней).

Кроме того, проведенный анализ показал, что ни на одной из станций республики за рассматриваемый период по средним многолетним значениям не наблюдалось ни одного дня с очень суровой, жестко суровой или крайне суровой погодой.

Большой интерес представляет динамика суровости зим. На рис.1 представлена динамика индекса Бодмана на территории РТ, рассчитанного по средним месячным значения температуры и скорости ветра.

Установлено, что в среднем на всей территории РТ отчетливо прослеживается тенденция к ослаблению суровости как зимы в целом, так и отдельных ее месяцев. При этом наиболее быстрыми темпами уменьшается суровость января. Таким образом, если выявленная тенденция продолжится, то через несколько десятилетий зимы на территории РТ согласно классификации индекса Бодмана [1, 2] можно будет отнести к категории малосуровых.

Одной из наиболее распространенных характеристик, служащих для оценки комфортности – дискомфортности среды, как в теплый, так и холодный период года, является эффективная температура (ЭТ), характеризующая совместное влияние температуры и относительной влажности воздуха [1]:

, (2)

где t – температура воздуха (˚С), f – относительная влажность воздуха (%).

Таблица 2

Среднее многолетнее число дней с суровой погодой

станция	Месяцы
	XI	XII	I	II	III	зима
Азнакаево	0	0	1	0	0	1
Акташ	0	1	2	1	0	4
Арск	0	1	3	2	0	6
Бугульма	1	4	6	5	1	17
Вязовые	1	3	5	4	1	14
Дрожжаное	1	4	5	4	1	15
Елабуга	0	1	2	1	0	4
Казань, оп	0	1	2	1	0	4
Кайбицы	1	3	4	3	1	12
Лаишево	0	1	2	1	0	4
Мензелинск	1	3	5	4	1	14
Муслюмово	0	0	1	1	0	2
Тетюши	1	4	6	4	1	16
Чистополь	0	3	4	3	1	11
Чулпаново	0	2	4	3	1	10
Среднее по РТ	0	2	3	2	1	9

Анализ данных таблицы 3 позволяет сделать вывод, что на территории РТ не наблюдалось критических значений ЭТ (больше 30 или меньше -30ºC) как в теплый, так и в холодный период года. В целом годовой ход ЭТ на всех станциях республики можно считать однородным, максимальные значения во всех случаях наблюдаются в июле, а минимальные в январе. При этом разброс значений ЭТ для всех месяцев по территории несущественный. Максимальное значение σ наблюдается в январе и составляет 0,5ºC. В теплый период года эти различия еще больше сглаживаются, минимальный разброс наблюдается в июне (σ =0,24ºC).

Рис. 1. Динамика индекса Бодмана на территории Республики Татарстан за период 1966-2004 гг. в январе (сверху) и в среднем за зиму

В среднем по территории РТ наиболее благоприятным месяцем является июль, для которого ЭТ=18,2ºC, что соответствует комфортной нагрузке (оптимальные условия), а наименее комфортным (как и по индексу Бодмана) - январь при ЭТ=-10,7ºC.

Таблица 3

Среднее по РТ значение эффективной температуры

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
-10.7	-9.7	-3.7	5.4	12.2	16.3	18.2	15.9	10.9	4.1	-3.0	-8.4

В табл. 4 представлены данные о числе дней, когда значение ЭТ находилось в пределах зоны комфорта по стандартам СССР (13,5-18^оС). Наибольшее число дней с комфортной погодой как это видно наблюдается в Чулпаново, Бугульме, Дрожжаное и Тетюшах, наименьшее же в Чистополе и Елабуге.

Таблица 4

Число дней с комфортной погодой по ЭТ за год

Станция	Азнакаево	Акташ	Арск	Бугульма	Вязовые	Дрожжаное	Елабуга	Казань, оп	Кайбицы	Лаишево	Мензелинск	Муслюмово	Тетюши	Чистополь	Чулпаново	Сред. по РТ
Число дней	57	52	55	59	57	59	47	54	59	56	58	57	59	41	60	55

Многочисленные медико-биологические данные свидетельствуют о прямой зависимости кислородной обеспеченности организма от синоптико-метеорологических условий [2]. При колебаниях основных метеорологических величин (температуры и абсолютной влажности воздуха, атмосферного давления), обусловленных динамикой атмосферных процессов и изменениями климата, происходит перераспределение во времени и пространстве парциальной плотности кислорода в воздухе и погодно-климатической аномалии (гипоксии и гипероксии).

Для оценки влияния содержания кислорода вблизи земной поверхности на жизнеобеспечивающие функции организма рассчитывалась парциальная плотность кислорода, которая характеризует весовое содержание кислорода в воздухе [1, 2]:

, (3)

где P – атмосферное давление (гПа), e – давление водяного пара в воздухе(гПа), R – удельная газовая постоянная сухого воздуха, T – абсолютная температура воздуха по Кельвину, 0.2315 г/м³ – доля кислорода по массе в сухом воздухе. Таким образом, из формулы (3) следует – чем выше атмосферное давление и ниже температура воздуха и упругость водяного пара, тем парциальная плотность кислорода будет большей. В табл.5 представлены значения парциальной плотности содержания кислорода в воздухе (г/м³), осредненные за период 1966-2004 гг..

Таблица 5

Средняя по РТ парциальная плотность кислорода в воздухе

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
309	309	301	289	279	273	270	274	281	290	299	306

Рассмотрение данных этой таблицы позволяет заключить, что наибольшая парциальная плотность кислорода наблюдается в зимние месяцы, что объясняется, в первую очередь, достаточно низкими отрицательными значениями температуры воздуха и абсолютной влажностью воздуха. В летний период наблюдается противоположная ситуация, в связи с ростом температуры и абсолютной влажности воздуха парциальная плотность кислорода уменьшается. При этом изменчивость парциальной плотности кислорода по территории невелика. Величина σ уменьшается от 2,7 г/м³ в январе и феврале до 1,6 в июле и августе.

Резюмируя вышеизложенное, следует подчеркнуть, что практически для всей территории Татарстана поля значений биоклиматических показателей являются однородными.

Литература

1. Исаев. А.А. Экологическая климатология / А.А.Исаев. – М.: Научный мир, 2003. – 472с.

2. Овчарова В.Ф. Гомеокинез в погодную гипоксию и гипероксию. «Климат и здоровье человека» / В.Ф.Овчарова // Труды международного симпозиума ВМО/ВОЗ/ЮНЕП СССР. Ленинград, 22–26 сентября 1986 г. – Л.: Гидрометеоиздат, 1988. – Т. 2.