Анализ климата в г. Новосибирск

Заключение
В данной работе была достигнута цель данного исследования, которая заключалась в анализе климата г. Новосибирска.
Были решены следующие задачи данного исследования:
1)рассмотрен вопрос - климат г. Новосибирска: общая характеристика
Определили, что климат г. Новосибирска - континентальный.
2) изучены мезо- и микро климатические особенности г. Новосибирска.
3)изучен термический режим в г. Новосибирске
4)описан режим облачности, атмосферные явления, особенности атмосферной циркуляции в г. Новосибирске.
Конец осени и первая половина зимы (т. е такие месяцы, как октябрь, ноябрь, декабрь) характеризуются преобладанием циклонической деятельности и являются наиболее пасмурным временем год. В последние годы ученые отмечают, что практически наполовину сократилось число ясных солне ...

Содержание
Введение 3
Глава 1. Климат г. Новосибирска: общая характеристика 5
Глава 2. Мезо- и микро климатические особенности г. Новосибирска 8
Глава 3. Температурный режим г. Новосибирска 24
Глава 4. Режим облачности и атмосферные явления 26
4.1 Режим облачности 26
4.2 Атмосферные явления в г. Новосибирске 28
4.3 Ветровые характеристики климата 29
Глава 5. Режим увлажнения в г. Новосибирске 32
Глава 6. Радиационный режим 35
Глава 7. Оценка климатического фона местности 36
Заключение 38
Список литературы 39

Введение

Актуальность исследования. Архитектурная климатология является частью архитектурной физики – призванная раскрыть связи между климатическими условиями и архитектурой зданий и градостроительных образований. Архитектурная климатология опирается на типологию архитектурных сооружений, включая народное зодчество, на общую климатологию, экологию, гигиену, строительную физику, экономику.
Город Новосибирск с его окрестностями - это интересный по разнообразию, красоте и богатству природно-ландшафтных условий район Западной Сибири. г. Новосибирск расположен на юго-востоке Западно - Сибирской равнины, на обоих берегах р. Оби.
Климат - это режим атмосферных условий, характерный для данного места Земли в силу его географического положения.
Основные факторы, которые способствуют формирова нию климата:
1)солнечная радиация,
2)общая циркуляция атмосферы,
3) характер подстилающей поверхности и т.д.
Основное фоновое представление о климате дают средние характеристики, которые получены из многолетнего ряда наблюдений. В настоящее время контроль за изменением климата в г. Новосибирске осуществляет ФГБУ «СибНИГМИ». Климат г. Новосибирска- континентальный. Климат г. Новосибирска относится к климату низин, к типу - климат лиственных лесов умеренной зоны (подзона - лесостепь), для которого характерно преобладание летних осадков. Ученые отмечают, что в Новосибирске все меньше ясных дней, и скорость ветра снижается. В последние годы отмечается похолодание, которое проявилось в суровости зим [4]. По словам исследователя, климатолога заведующей лабораторией климатических исследований ФГБУ «СибНИГМИ» И. Лучицкой, климат г. Новосибирска очень точно отражает мировые тенденции [4].
Цель данного исследования – проанализировать изменения климата г. Новосибирска.
Задачи данного исследования:
1) рассмотреть вопрос - климат г. Новосибирска: общая характеристика
2)изучить мезо – микроклиматические особенности г. Новосибирска.
3) изучить термический режим в г. Новосибирске
4)описать режим облачности и атмосферные явления в г. Новосибирске
5)рассмотреть режим увлажнения в г. Новосибирске
6) описать радиационный режим Новосибирска.
7) произвести оценку климатического фона местности
Объектом данного исследования является климат г. Новосибирска.
Предметом данного исследования является анализ климата г. Новосибирска.
Структура работы. Данная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы. Во введении поставлена цель и задачи данного исследования. Во введении определен объект и предмет исследования, а также актуальность работы. В первой главе, рассматривается вопрос - климат г. Новосибирска: общая характеристика. Во второй главе, изучается изучить мезо - микроклиматические особенности г. Новосибирска. В третьей главе изучается термический режим в г. Новосибирске. В четвертой главе, состоящей из двух параграфов, описывается режим облачности и атмосферные явления, особенности атмосферной циркуляции в г. Новосибирске. В пятой главе рассматривается режим увлажнения в г. Новосибирске. В шестой главе рассматривается радиационный режим Новосибирска. В седьмой главе оценивается климатический фон местности В заключении сделаны выводы в соответствии с поставленной целью и задачами.

Наибольшие различия имеют место между левобережной и правобережной частями города, между собственно городом и Академгородком, между центральными районами и жилыми массивами, расположенными на окраинах, на озелененных территориях и т. д. В городе теплее, чем в пригороде, и это особенно проявляется в ясную погоду. Различие в температуре воздуха между левобережной и правобережной частями города днем составляет 1-1,5°C. При этом более теплым является левобережье, что объясняется, во-первых, генетическими факторами (левобережье - южная лесостепь, правобережье - зона сосновых боров и смешанных лесов) и, во-вторых, сильным антропогенным влиянием (мощная промышленная зона, плотная застройка при малом озеленении и т. д.).В пределах города на плотно застроенных территориях имеется несколько очаговтепла на открытых площадках. Температурные различия с загородной станцией достигают 4°. Они имеют определенную зависимость от суточного и сезонного температурного хода. При температуре 10-15°С на метеостанции в ранние утренние часы эти различия составляют в среднем 0,3-0,50С, а днем не превышают 20С. При температуре 15-20°С они уменьшаются, составляя 0,2—0,3°С (максимум 1°). При возрастании фоновых температур от 20 до 25°С различия вновь увеличиваются и достигают 0,5-2,50С . Наконец, при температурах более 25°С на загородной метеостанции различие составляет 0,3-20С. Таким образом, наибольшие различия в температуре атмосферного воздуха между городом и пригородом наблюдались при температурах 10-15 и 20-25°С. Кстати, эти данные подтверждают сделанный ранее вывод о том, что максимальный микроклиматический эффект различных мелиоративных и градостроительных мероприятий достигается при температурах воздуха порядка 20-25°С, повторяемость которых в летний период днем является преобладающей.С высотой температура воздуха в отдельные дни имеет, как правило, инверсионное распределение (температура с высотой возрастает). Неоднороден в городе и ветровой режим: увеличивается порывистость ветра, в застроенных и хорошо озелененных местах понижается его скорость (в зависимости от типа застройки в 1,5-3 раза и более), а на открытых участках и в более высоких слоях атмосферы возрастает. При малых скоростях ветра на опорной метеостанции (менее 1 м/с) в городе отмечается увеличение скорости на 0,4—1,4 м/с, а в отдельных случаях - даже на 3 м/с. Это объясняется температурными различиями, которые предопределяют местные потоки воздуха («городские бризы»). При скоростях ветра за городом 1—3 м/с на относительно защищенных участках наблюдается уменьшение, а в открытых местах — возрастание скоростей в среднем на 0,5—2 м/с (максимально на 3 м/с). Это же отмечается при скоростях ветра более 3 м/с на опорной метеостанции с той лишь разницей, что снижение и повышение скоростей ветра было несколько большим (соответственно до 5 и 3 м/с).При возрастании скоростей ветра за городом их снижение на городской территории более значительно, чем повышение.До высоты 40 м наблюдается возрастание скорости ветра, хотя и незначительное, а к высоте 90 м она возрастала уже в 1,5—2 раза по отношению к ветру на высоте 40 м.Мезоклиматические особенности территории, расположенной в залесенной местности, определяются выравнивающим действием леса.Микроклиматические особенности различных типов застройки.Жилая застройка современного города — это прежде всего каменная застройка с большими участками асфальтобетонных и других покрытий высокой поглощательной способности. В застроенных частях крупного города отмечаются такие существенные микроклиматические изменения, аналог которым можно найти в других более южных климатических зонах.Степень микроклиматического влияния застройки зависит от ее типа, уровня благоустройства и озеленения, а также местоположения в плане города. Верхней границей зоны комфорта считается температура зачерненного шара, равная 39°С, и температура поверхности, равная 46°С. Значения суммарной солнечной радиации в застройке с малым озеленением и на загородной метеостанции равны, а в застройке с высоким уровнем озеленения - значительно ниже.В ясные дни суммарная солнечная радиация в центре дворов с малым озеленением достигала 0,6-1,5 кал/(см2-мин), а в застройке с высоким уровнем озеленения Академгородка была равна 0,3-0,4 кал/(см2-мин). Увеличивается она обычно у стен юго-восточной экспозиции в полуденные часы. Количество солнечной радиации, поступающей в застройки с одним и тем же уровнем озеленения, практически совпадает.Имеются различия и в распределении температуры воздуха между отдельными точками в пределах одного типа застройки. При низком уровне озеленения они проявляются более определенно, чем при высоком. В периметральной и полупериметральной застройках температурные различия между отдельными участками двора более существенны, чем в строчной. Летом эти различия между центром и другими участками в застройке с малым озеленением достигают 1,5-2,5°C, а при высоком уровне озеленения - только 0,7-1,5°C. Зимой, наоборот, в застройке с большим количеством зеленых насаждений из-за застоя холодного воздуха разница составляет 1,5-5°C, а при малом озеленении или без него - лишь 1-2°C.На хорошо озелененных и затененных участках в ясные дни температура воздуха обычно снижается (по сравнению с открытой площадкой) летом на 2,5-4°C, зимой на 3-7,5°C. При солнечной погоде над асфальтом она выше, чем над газоном, на 4-5°C.Температурные различия над газонами зависят от их состояния и могут различаться на 2,5-3°C.Наиболее низкая температура воздуха во всех типах застройки оказывается у стен северо-западной и северо-восточной экспозиций, а самая высокая - у стен, ориентированных на юг. Температурные разности между ними увеличиваются в ясные дни зимой при понижении температуры воздуха до —30°С, а летом по мере повышения температуры до +30°С и составляют 1,5—3,5°С, и только в строчной застройке с высокой степенью сомкнутости крон деревьев летом они не превышают 0,5°. Летом над асфальтовым покрытием температура воздуха у стен южной экспозиции на 1—4° выше, чем у северной. Такие же различия отмечаются и у стен западной и восточной экспозиций. Изменение температуры поверхностей аналогично изменению температуры воздуха. Температура 46°С и выше отмечается только в городской периметральной застройке с хорошим озеленением и составляет на стене юго-западной экспозиции 12 % на асфальте около нее - 25%, а на стене юго-восточной экспозиции и на асфальте около нее уменьшается в два раза; на оголенной почве в центре двора- 14%, а у частично затеняемой скамейки - 2%. Повторяемость дискомфортной температуры крыши беседки в полупериметральной застройке с малым озеленением Академгородка составляет 10%, а в застройке с высоким уровнем озеленения только 6%.Значительная разница в температуре поверхностей имеется на точках одной и той же подстилающей поверхности, но с различной степенью инсоляции. Максимальных значений она достигает в ясные дни летом при температуре воздуха 25-30°С, зимой - при усилении морозов до -25°С и ниже. В застройке с малым количеством зеленых насаждений температура асфальтовых покрытий и стен летом превышает температуру таких же затененных поверхностей на 4-18°C. В застройке с высоким уровнем озеленения эти различия меньше (не превышают 8°C).Температура асфальтовой дорожки выше, чем на соседнем газоне и затененном покрытии на 4-11; у стен северо-западной и северо-восточной экспозиции эти различия меньше, чем у южной.Зимой при температуре воздуха -15°С и выше существенных различий между температурой различно экспонированных стен не отмечается. При прояснении и усилении морозов различия увеличиваются и в полупериметральной застройке достигают 6—110С , в строчной из-за большего воздухообмена эти различия в два раза меньше. Температура поверхности стен выше температуры воздуха на 3—5,50С . Особенно большие различия (до 12-180С) отмечаются в ясные солнечные дни.Повторяемость температур стен -25°С и ниже в Академгородке зимой составляет:1)в полупериметральной застройке с малым озеленением при юго-западной экспозиции 17%, а при северо-западной-24% 2)в полупериметральной застройке с зелеными насаждениями при юго-западной экспозиции 64%, при юго-восточной- 43%, а при северо-западной - 93%.Относительная влажность воздуха в застройке с малым количеством зеленых насаждений ниже, чем на метеостанции, на 10-15%, а в застройке с высоким уровнем озеленения она выше на такую же величину. В застройке собственно города эти различия выражены сильнее, чем в Академгородке. Во всех типах застройки изменчивость направлений ветра велика, но тем не менее в большинстве случаев в каждой точке можно выделить преобладающие направления, которые характерны для них. Скорость ветра в застройке почти всегда ниже, чем на метеостанции за пределами города. Для каждой точки характерно и определенное постоянство скорости ветра, сохраняющееся дольше при больших скоростях. Так, повышенная скорость ветра наблюдается в центре дворов, в узких разрывах между зданиями, а также у стен домов, расположенных по направлению господствующих ветров. У стен зданий и среди древесно-кустарниковых посадок скорость ветра по сравнению с открытым местом меньше в 1,5—2 раза.Различия в скорости ветра в застройке четко проявляются при низком уровне озеленения, а при высоком сглаживаются и составляют всего 0,2—0,4 м/с. В полупериметральной и периметральной застройках скорость ветра в 1,5-2 раза меньше, чем в строчной.Определены и некоторые особенности летнего микроклимата у зданий в зависимости от экспозиции их фасадов. Наибольшие значения показателей микроклимата отмечаются на восточной, юго-восточной, южной, юго-западной и западной экспозициях фасадов, при которых последние продолжительное время облучаются солнцем. Неблагоприятный микроклимат складывается у юго-восточного, южного, юго-западного и западного фасадов зданий. При этих экспозициях имеют место максимальные значения температуры воздуха и поверхностей. Существенные различия наблюдаются на точках, расположенных у различно экспонированных фасадов (север - юг, юго-восток -северо-запад и т. д.). Несколько меньше эти различия у фасадов с примерно равной продолжительностью инсоляции (юго-запад - юго-восток и восток -запад); тем не менее они достигают по температуре воздуха 2,5°, по температуре поверхностей 120С. Величина этих показателей у восточных и юго-восточныхфасадов выше, чем у стен западной и юго-западной экспозиций. По мере изменения условий инсоляции примерно в 14-15 ч наблюдается их равенство, а позднее показатели, наоборот, выше у юго-западных и западных фасадов. В дни, когда солнечная радиация до и после полудня была одинаковой, максимальные значения температуры воздуха и поверхностей отмечаются как раз у юго-западной и западной стен, где средняя температуравоздуха здесь также выше.В самом городе различия метеоэлементов более резко проявляются между строчной застройкой с зелеными насаждениями и без них, чем между периметральной застройкой с различным уровнем озеленения. Микроклиматическая оценка типов жилой застройки позволила установить, что в самом Новосибирске летом наилучшей является строчная застройка, а зимой - периметральная; в Академгородке - летом предпочтительнее полупериметральная с высоким уровнем озеленения и строчная с малым озеленением, а зимой - полупериметральная с малым озеленением.Наиболее приемлемым типом застройки будет полупериметральная с рациональным озеленением.При температуре воздуха менее 20°С на метеостанции в городе наблюдается в основном такая же температура. При температуре на метеостанции 20-25°С в периметральной и полупериметральной застройке с высоким уровнем озеленения повторяемость температур градации 25—30°С составила 87-100%.Когда же на метеостанции наблюдались температуры воздуха 25—30°С, в застройке с высоким уровнем озеленения Академгородка было холоднее на 1—2°, а в остальных типах застройки отмечались такие же температуры. Зимой при температуре воздуха на метеостанции выше -10°С и ниже -25°С в застройке фиксировались идентичные условия. При температуре воздуха от -15 до -25°С в застройке Академгородка было теплее, а в городе — холоднее. Более значимо различие между типами жилой застройки и метеостанцией по скорости ветра. Летом при скорости ветра на метеостанции менее 1 м/с в застройке Академгородка отмечались в основном такие же скорости, за исключением девятиэтажной строчной. При более высоких скоростях на метеостанции (1-4 м/с) существенное уменьшение этого показателя отмечалось в застройке с высоким уровнем озеленения.Скорость ветра выше в застройке собственно города.При ветре до 2 м/с на метеостанции в застройке центральной части города она выше, при 2-4 м/с-скорость ветра в застройке ниже, за исключением строчной без зеленых насаждений. При ветре более 4 м/с на метеостанции во всех типах застройки Академгородка и города наблюдалось ее резкое снижение.Зимой в распределении скоростей ветра в застройке Академгородку отмечаются в основном те же закономерности, что и летом. В городе при ветре более 1 м/с на метеостанции существенное уменьшение наблюдается в периметральной застройке. Зимой при температуре воздуха на метеостанции ниже —30°С и средней скорости ветра более 1,5 м/с в застройке различных типов отмечались значительно лучшие условия, за исключением строчной без озеленения. При температуре воздуха на метеостанции ниже -25°С и скорости ветра более 2 м/с повторяемость таких же условий в полупериметральной застройке с высоким уровнем озеленения составила 25%, в строчной застройке Академгородка - 50%, а в строчной города - около 100%; в остальных застройках было теплее, чем на метеостанции. Следует особо выделить «выравнивающую» роль леса, окружающего застройку. Наряду с микроклиматическими наблюдениями на высоте 150 см (уровень взрослого человека) проведены замеры температуры и влажности воздуха на высоте 50 см (уровень детей), что позволяет в какой-то мере характеризовать микроклимат приземного воздушного слоя. Ход метеоэлементов на этих двух уровнях подобен. Для высоты 50 см характерны повышенные средние экстремальные температуры. Средняя температура воздуха на 0,5-1,5° выше, чем на высоте 150 см, кроме строчной застройки с озеленением (температура воздуха на 6—7°ниже).Различия в температуре воздуха между отдельными точками с различной подстилающей поверхностью выражены резче, чем на высоте 150 см. Разность температур между опорной станцией и остальными точками достигает 2-5°. Температура воздуха на хорошо озелененных и затененных участках снижается максимально на 3,5-5°. Относительная влажность воздуха на 10-15% ниже, чем на высоте 150 см. Расчетные эффективные температуры превышают оптимальную на 1,5-9°. Большую роль в повышении дискомфортности играют подстилающая поверхность и степень открытости участка воздействию солнечной радиации. Тепловое излучение подстилающих поверхностей в период наблюдений достигает 0,35-0,40 кал/(см2 мин), что дает дополнительную тепловую нагрузку на организм ребенка, которая по эффективной температуре составляет 2-50С на газоне и 7-120С на асфальте. Во все сроки суток и в течение всего периода наблюдений преобладают температуры воздуха более 25°С, что является дискомфортным для детей. Во всех случаях опорные точки находились на детских площадках, которые подвергались инсоляции в течение всего дня.Средняя температура воздуха здесь равнялась 26-28 °С, а максимум зарегистрирован в 14 ч (36,3°С).Таким образом, повторяемость неблагоприятных условий на высоте 50 см значительно возрастает. Микроклиматическая оценка различных типов жилой застройки показала, что на уровне 50 см условия перегрева встречаются чаще, так как тепловое излучение резко возрастает при приближении к сильно нагретым поверхностям, а скорость движения воздуха заметно уменьшается, существенно ухудшая проветриваемость. Зимой микроклимат на уровне 50 см смягчается за счет значительного снижения скоростей ветра.Теоретические исследования и натурные наблюдения (микроклиматические, снегомерные и др.) позволили установить микроклиматический эффект различных типов застройки, ветро- и снегозащитные, а также микроклиматические свойства различных градостроительно - мелиоративных мероприятий и устройств.Ветро- и снегозащита застроенных территорий может быть обеспечена комплексным путем — сочетанием соответствующих приемов застройки и зеленых насаждений, при этом ветро- и снегозащитную роль в основном должны играть специальные зеленые посадки. При архитектурно-планировочной организации территорий и определении нормы требуемых защитных лесных полос следует исходить из величин ветрозащитной зоны и длины разгона метели, которая для Западной Сибири равна 200-300 м. Наиболее эффективны для ветро- и снегозащиты лесные полосы шириной 12—15 м (просветность 40—50%) с интервалом между ними в 30-40 м.Ветрозащитное действие ажурных и продуваемых посадок проявляется на расстоянии 3-5 их высот до полосы и 10-15 высот за ней. При прохождении ветрового потока через 2-3 полосы первоначальная скорость снижается до минимальных пределов (на 50-80%). Наибольшее снижение скорости ветра за любой лесной полосой достигается при 10-12 рядах посадок в ней. Дальнейшее увеличение числа рядов не дает ощутимого эффекта.Установлена микроклиматическая эффективность мелиоративных мероприятий в холодное полугодие, выраженная в качественных и количественных показателях отдельно по ветро- и снегозащите.Ветрозащитное действие различных застроек зависит от их аэродинамических качеств. За зданием, поставленным поперек ветрового потока, на расстоянии, примерно равном четырем его высотам, образуется зона вихрей и обратных токов, скорость которых может достигать 40% первоначальной, а в центре замкнутых дворов образуются мощные вихревые течения со скоростями, равными 40—50% скорости для открытого места. Фактически при скоростях ветра более 8 м/с ветрозащитная роль этих приемов сводится к минимуму. Максимальный микроклиматический эффект от озеленения, фонтанов, искусственного полива и других мелиоративных средств наблюдается при температуре воздуха 25—30°С, относительной влажности 35—60%, скорости ветра 1—3 м/с и интенсивной солнечной радиации (порядка 1,2 кал/(см2-мин).В Новосибирске наибольшая повторяемость приходится на солнечные и ветреные дни.Микроклиматическая эффективность мелиоративных мероприятий в слое воздуха на высоте 50 см будет гораздо большей, чем на высоте 150 см; здесь увеличивается повторяемость условий, при которых отмечается максимальный микроклиматический эффект мероприятий и устройств, особенно затенения различных покрытий кронами деревьев и кустарников.Глава 3. Температурный режим г. НовосибирскаТемпература воздуха является одним из наиболее важных элементов климата. Температурный режим характеризуется данными годового и суточного хода температуры воздуха. Средняя температура воздуха в Новосибирске, в соответствии с данными многолетних наблюдений, составляет +1,7 °C. Один из последних рекордов был зарегистрирован в июле 2012 г. Тогда был зафиксирован самый жаркий летний месяц за последние 100 лет. В январе и феврале устанавливается зимний режим циркуляции. Сильные морозы в январе могут достигать - 40, -50°С. Понижение температуры происходит за счет ночного выхолаживания при ясной погоде в устойчивых антициклонах. По словам ученых, в последние несколько лет в Новосибирске зимы стали холоднее, чем раньше. В случае если тренд на зимнее похолодание продолжится и далее, то количество солнечных дней в регионе увеличится. В таблице 2 приведены данные о температуре воздуха в разные месяцы в г. Новосибирске, а также абсолютные максимумы и минимумы температур.Таблица 2 Температура воздуха в г. НовосибирскеМесяцАбсолют. минимумСредний минимумСредняяСредний максимумАбсолют. максимумянварь-46.2 (1969)-20.9-16,5-12.14.1 (2007)февраль-46.3 (1969)-19.5-14,8-9.75.1 (1962)март-36.4 (1999)-12.8-7,6-1.914.4 (2009)апрель-29.1 (1969)-2.42,38.130.7 (1972)май-8.6 (1960)5.611,818.836.1 (2004)июнь-2.2 (2013)11.217,123.436.6 (1967)июль1.5 (1970)13.819,425.435.9 (1965)август0.0 (1948)11.216,622.835.7 (1998)сентябрь-6.9 (1992)5.610,216.033.2 (2010)октябрь-26.