Зелёный мегаполис: какие деревья и цветы сажают в Москве

2 Микроклимат города

В городе формируются особые микроклиматические условия, присущие отдельным участкам городской территории. На формирование микроклимата города, помимо природных условий, оказывают влияние условия, создаваемые городской застройкой, а также функционированием автотранспорта, теплоэлектростанций, промышленных и других предприятий.

Городская застройка изменяет природный рельеф: увеличивает шероховатость подстилающей поверхности (например, формирует котловинные условия на фоне равнинного рельефа), включает множество вертикальных поверхностей, создает пересеченную местность. Кроме того, теплофизические свойства (теплоемкость и отражательная способность) элементов городской застройки (стен зданий, крыш, дорог, мостовых) отличаются от теплофизических свойств элементов природного отражения.

Почва города скрыта под строениями и дорожными (асфальтовыми) покрытиями. В природных условиях часть влаги уходит в почву. В городе значительная часть осадков не попадает в нее. Стоки городских осадков отводятся в ливневую или городскую канализацию. При работе автотранспорта, отоплении зданий города, функционировании предприятий в атмосферный воздух поступают потоки тепла, выбрасываются газообразные загрязняющие вещества, жидкие и твердые взвешенные частицы.

Перечисленные особенности городской территории определяют факторы формирования микроклимата города:

– изменение рельефа, обусловленное городской застройкой;

– различие теплофизических свойств поверхностей элементов городской застройки и природного окружения;

– различие в альбедо подстилающих поверхностей территории города и окрестностей;

– искусственные потоки тепла;

– загрязнение воздуха;

– снижение испарения из-за асфальтовых покрытий и зарегулированности стока атмосферных осадков;

– резкое уменьшение площади поверхности с растительным покровом и естественной почвой.

Эти факторы влияют на микроклимат города одновременно, но их вклад в разное время и в различных климатических условиях весьма различен. Он вызывает изменения естественного радиационного баланса, условий тепло– и массообмена, нарушение естественного круговорота влаги. Все это определяет микроклиматическую изменчивость общеклиматических режимов в отдельных районах крупного города:

а) радиационный режим микроклимата города. Вследствие загрязнения атмосферного воздуха твердыми частицами и аэрозолями происходит уменьшение его прозрачности. Поэтому часть солнечной радиации не проникает на территорию города. В зависимости от степени загрязнения атмосферного воздуха, времени года и суток наблюдается снижение ее интенсивности до 20 %.

Инсоляционный режим – режим облучения городских территорий и помещений зданий прямыми солнечными лучами. Инсоляцию городской застройки уменьшают облачность и загрязнение атмосферного воздуха. солнечное облучение необходимо для жизни. Оно оказывает оздоровительное и положительное психологическое влияние на человека.

Нормы инсоляции зависят от климатической зоны размещения городской территории. В соответствии с СанПиНом на территориях игровых площадок, спортивных площадок жилых домов, групповых площадок дошкольных учреждений, спортивных зон, зон отдыха общеобразовательных школ и школ – интернатов, зоны отдыха лечебно-профилактических учреждений стационарного типа продолжительность инсоляции должна составлять не менее 3 часов на 50 % площади участка, независимо от географической широты;

б) температурный режим микроклимата городов. Температура воздуха в крупном городе по сравнению с его окрестностями выше на от 1 ºС до 4 ºС, иногда эта разница достигает 8 ºС. Повышение температуры обусловлено нагревом элементов застройки за счет поглощения ими солнечной радиации и отражением радиации городскими поверхностями, а также уменьшением эффективного излучения тепла над городом.

Величина отражательной радиации зависит от наклона и ориентации поверхностей, а также от альбедо строительных и дорожных материалов. При этом может происходить взаимооблучение элементов застройки, а вблизи инсолируемых поверхностей городского окружения может значительно возрасти температура воздуха.

Предлагаем ознакомиться  Выращиваем тюльпаны на даче

Из-за загрязнения атмосферного воздуха, а так же неоднородностей подстилающей поверхности, обусловленных застройкой, ослабляется эффективное излучение над городом и соответственно уменьшается его ночное охлаждение. Кроме того, на испарение влаги асфальтным покрытием и другими городскими поверхностями тратится значительно меньше энергии, по сравнению с энергией, необходимой для испарения влаги растительным покровом.

Дополнительное поступление тепла в атмосферный воздух происходит при сжигании топлива. Тепловые выбросы транспортных средств, промышленных и энергетических предприятий могут вызвать локальное повышение температуры воздуха над отдельными участками территории городской застройки – транспортной магистралью, промышленной зоны, ТЭЦ. Так, по данным космического мониторинга, тепловые аномалии занимают четвертую часть территории города Москвы.

Повышение температуры воздуха внутри города по сравнению с температурой окружающей местности приводит к образованию так называемого «острова тепла» над городом – области повышенной температуры воздуха, которая имеет вид купола. Размер «острова тепла» и другие его показатели зависят от метеорологических условий и особенностей города.

«Остров тепла» разрушается ветром и атмосферными осадками, но устойчив в безветрие. На высоте до нескольких сот метров по границам «острова» происходит циркуляция масс теплого и холодного воздуха. Вертикальная скорость воздушных потоков сравнительно небольшая. В «острове тепла» давление атмосферного воздуха понижено.

Это способствует притягиванию облаков верхних слоев атмосферы. Поэтому облака над городом расположены значительно ниже, чем над открытой местностью. Восходящие потоки воздуха образуют кучевую облачность. Образование «острова тепла» вызывает уменьшение притока солнечной радиации на территорию крупного города, увеличение количества атмосферных осадков, увеличение повторяемости туманов;

в) ветровой режим микроклимата города. Элементы городской застройки и зеленые насаждения изменяют скорость ветра и его направление. Обычно скорость ветра в городе меньше, чем за его пределами. Усиление ветра возможно при расположении города на холмах или при совпадении направления ветра с направлением улиц.

Для городов, где скорости ветра незначительны, характерны местные циркуляции воздуха. Причиной их возникновения может быть разная инсоляция отдельных участков городской территории. Движение воздуха называемое термическим проветриванием, возникает между городом и его окрестностями, между зеленным массивом и территорией застройки, между нагретой солнцем и затененной частью улиц. Наличие водоемов способствует формированию местной циркуляции, подобной бризам.

Ветровой режим приземного слоя воздуха в условиях городской застройки принято называть аэрационным режимом. Аэрационный режим считается комфортным, если скорость ветра на территории застройки находится в пределах от 1 до 5 м/с. Участки городской территории, где скорость ветра меньше 1 м/с, относится к непроветриваемым, а более 5 м/с – к зонам продувания.

г) влажностный режим микроклимата города. Влажность города в крупных городах ниже по сравнению с окрестностями. Это связано с повышенными температурами атмосферного воздуха и меньшим содержанием в нем влаги за счет снижения количества испарений. Наибольшая разница по влажности воздуха между городом и его окрестностями в течение года наблюдается летом, а в течение суток – в вечерние часы. Зимой в городе выпадает меньше снега, а летом выпадает больше дождей.

Предлагаем ознакомиться  Утепление пола в квартире на первом этаже

Образованию облачности в городе при высокой влажности способствует повышенная конвективная неустойчивость и загрязнение воздушных масс. Образованию облачности при недостаточной влажности также способствуют конвективные потоки над городом. Они препятствуют горизонтальному перемещению воздушных масс, поступающих с наветренной стороны, вовлекают их в восходящий поток воздуха.

Погодные условия могут оказывать негативное влияние на самочувствие человека или вызывать чувства комфорта. Погодой называется состояние атмосферы в данном месте в определенный момент или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц). Погода обусловлена физическими процессами, происходящими при взаимодействии атмосферы с космосом и земной поверхностью. Погоду характеризуют метеорологические показатели: атмосферное давление, температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра.

Специалистами по медицинской климатологии разработан ряд биоклиматических показателей по восприятию человеком погодных условий. Эти показатели получены на основе параллельных физиологических и метеорологических наблюдений. Наибольшее применение получили показатели, отражающие тепловое состояние человека.

Тепловое состояние человека определяется его физиологическими показателями, физической нагрузкой, теплозащитными свойствами одежды, но в первую очередь комплексом метеорологических факторов: температурой и влажностью воздуха, солнечной радиацией и скоростью ветра. Установлено, что человек испытывает тепловой комфорт в том случае, когда его теплорегуляторная система находится в состоянии наименьшего напряжения.

Так, низкая температура воздуха вызывает ощущение холодного дискомфорта, который возрастает с увеличением скорости ветра и повышением влажности. В жарком климате при температуре воздуха, близкой к температуре тела или превышающей ее, даже ветер не всегда приносит ощущение свежести. Сочетание высокой температуры и высокой влажности воздуха вызывает состояние духоты.

К биоклиматическим показателям, отражающим тепловое состояние человека, относятся: эквивалентно-эффективная температура (ЭЭТ) и радиационноэквивалентно-эффективные температуры (РЭЭТ). ЭЭТ учитывает комплексное воздействие температуры, влажности воздуха и скорости ветра на теплоощущение человека. РЭЭТ дополнительно учитывает солнечную радиацию.

Комплексное воздействие на человека температуры воздуха, скорости ветра и относительной влажности вызывает такой эффект теплоощущения, который соответствует воздействию неподвижного, полностью насыщенного влагой воздуха при определенной температуре, называемой эквивалентно-эффективной температурой.

В качестве зоны комфорта принимается интервал ЭЭТ:

– для южных городов – от 17 ºС до 21 ºС;

– для городов средней полосы, Сибири и Приморья – от 13,5 ºС до 18 ºС.

ЭЭТ ниже указанных пределов характеризуют состояние охлаждения, а выше – перегрева. При расчетах ЭЭТ, помимо средних многолетних показателей, следует использовать и ежедневные метеорологические данные. Человек адаптируется к средним климатическим условиям. Экстремальные условия (их повторяемость, интенсивность, продолжительность) могут вызвать негативную реакцию организма, и прежде всего у людей с ослабленным здоровьем.

Данные по ЭЭТ и РЭЭТ позволяют оценить биоклиматические ресурсы конкретного города: определить среднюю продолжительность комфортного и дискомфортного периодов в течение года, рассчитать повторяемости погодных условий, обеспечивающих состояние перегрева, комфорта и охлаждения, и рассмотреть распределение их степени дискомфортности в аномально жаркие и холодные годы.

С помощью ЭЭТ и РЭЭТ можно определить особенности формирования биоклимата в зависимости от особенностей застройки, неоднородности рельефа, наличия лесных массивов, близости водных объектов и в итоге выделить зоны с различной степенью комфортности для проживания и отдыха горожан. Методы ЭЭТ и РЭЭТ могут быть использованы в любых климатических районах и обеспечивают сравнимость результатов.

Предлагаем ознакомиться  Калина Бульденеж — посадка и уход в открытом грунте

К атмосферным явлениям, опасным для жизнедеятельности человека в городе, относятся инверсии температуры и смог. Инверсии температуры создают задерживающие слои воздуха. Приземные инверсии обуславливают отсутствие аэрации жилых кварталов и тем самым способствуют скоплению загрязняющих веществ в приземном слое.

При проявлениях инверсии температуры участки застройки на холмистом рельефе располагают выше верхней границы инверсионного слоя, на средних и верхних частях склона или плато. При этом непригодными для жилой застройки являются территории, расположенные в котловине или долине.

Смог – токсический туман. Он возникает при неблагоприятных метеорологических условиях и высоких концентрациях вредных веществ в приземном слое воздуха. Выделяют три типа смога – восстановительный (смог лондонского типа), окислительный или фотохимический, и смог ледяного типа:

– восстановительный смог характерен для крупных промышленных центров. Он представляет собой воздушную смесь частиц сажи и оксидов серы и азота. Оксиды при взаимодействии с водой атмосферы образуют аэрозоли серной и азотной кислот. За счет раздражающего действия кислот на бронхи и дыхательные пути смог оказывает отрицательное влияние на здоровье людей;

– фотохимический смог наблюдается в городах с высокой интенсивностью радиации солнца. Он образуется при взаимодействии солнечного света с оксидами азота и углеводородами, содержащимися в выхлопных газах автотранспорта и промышленных выбросах. Фотохимический смог – это комплексная воздушная смесь, состоящая из оксидантов, в основном озона, смешанного с другими окислителями, включая слезоточивый газ – пероксиацетилнитрат (ПАН).

Фотохимический смог – это сильное загрязнение воздуха. При воздействии смога на дыхательную и кровеносную системы человека возникает стойкая неспособность крови к усвоению и переносу кислорода. Образованию смога способствует интенсивная солнечная радиация и безветрие. Предвестником образования фотохимического смога является озон. Поэтому особое внимание при контроле атмосферного воздуха города необходимо уделять мониторингу озона;

– ледяной смог возникает в городах северных широт при неблагоприятных климатических условиях под воздействием пыли, оксидов серы и азота, высокой влажности и низкой температуры. Воздействие аэрозолей кислот на органы дыхания человека усиливается механическим действием мелких кристалликов льда. На твердых взвешенных частицах загрязненного воздуха могут скапливаться электрические заряды.

Для оценки территории города также используется экологомикроклиматическая оценка. Выделяют три основных экологических критерия для оценки микроклимата различных частей территории города. Микроклимат должен способствовать:

– уменьшению техногенного загрязнения атмосферы;

– повышению комфортности биоклиматических условий для человека;

– улучшению условий роста и развития растительности.

Экологическое состояние земной атмосферы определяется как прямодействующими метеорологическими факторами (температура и влажность воздуха, скорость ветра и др.), так и опосредованными эколого-географическими факторами (местоположение территории, характер ее рельефа, наличие водоемов и растительности и др.).

Установлено влияние на эколого-микроклиматические условия города геоморфологического состояния подстилающей поверхности. Типы местоположений подстилающей поверхности ранжированы по комфортности микро– и биоклимата, а также по потенциальным условиям рассеяния атмосферных загрязнителей (таблица 1). Комфортность климатических условий ухудшается с I по V ранг, то есть самым комфортным является I ранг.

Оцените статью
Поселок Петровский
Adblock detector