Глава 2. Методика расчета биоклиматических показателей

Биоклиматические показатели и ресурсы представлены применительно к человеку и характеризуют связь климата с его тепловым состоянием, здоровьем, особенностями рекреации и санитарно-гигиенической оценкой в естественных условиях. Выделены следующие составляющие биоклиматических ресурсов:

- рекреационно-климатические ресурсы;

- санитарно-гигиенические климатические ресурсы для градостроительства;

- физиолого-климатические ресурсы теплового состояния человека;

- лечебно-профилактические климатические ресурсы для основных видов заболеваний (сердечно-сосудистых, заболеваний органов дыхания, ревматических и простудных, туберкулеза и глазных).

Для оценки теплового состояния человека разработан ряд биоклиматических показателей, которые позволяют определить уровень его тепловой или холодовой нагрузки в летнее и зимнее время года. В результате анализа публикаций и работ, посвященных разработке и описанию многочисленных биоклиматических индексов, показателей и критериев оценки уровня комфорта, тщательного изучения и сопоставления, были отобраны следующие биоклиматические показатели:

· эффективная температура неподвижного воздуха (ЭТ)

ЭТ=t -0,4(t -10)(1- f /100), (1)

где f – относительная влажность воздуха; t – температура воздуха в градусах Цельсия;

· эквивалентно-эффективная температура (ЭЭТ) - показатель тепловой чувствительности с учетом влияния ветра

(2)

где ЕТ - ЭЭТ, t - температура воздуха, ^оС; f – относительная влажность, %; v - скорость ветра, м/с;

· индекс суровости по Бодману (S)

S =(1-0,04 t)(1+0,27 v), (3)

где S – индекс суровости (баллы), t - температура воздуха (^оС), v – скорость ветра (м/с);

· приведенная температура по Адаменко и Хайруллину (t_прив)

t_прив = t_в -8,2√ V, (4)

где t_прив – приведенная температура, ⁰С; t_в – фактическая температура воздуха, °С ; V – скорость ветра, м/с;

· индекс ветрового охлаждения по Хиллу (H_w)

H_w = H_d +(0,085+0,102 v^0,3)(61,1- e)^0,75, (5)

где H_d=(0,13+0,47v^0,5)(36,6-t); v – скорость ветра, м/с; t - температура воздуха, ^оС; e – упругость водяного пара, гПа;

· радиационно-эквивалентно-эффективные температуры (РЭЭТ)

РЭЭТ=125lg[1+0,02T+0,001(T-8)(f-60)-0,45(33-T)√V+185B], (6)

где Т - температура воздуха, ^оС; f - относительная влажность воздуха, %; V - скорость ветра, м/с; В - поглощенная поверхностью тела солнечная радиация, кВт/м²;

В соответствии с рекомендациями Е.Г.Головиной и В.И.Русанова (1993), РЭЭТ может быть рассчитана по формулам:

РЭЭТ=НЭЭТ+6,2^оС (7)

или РЭЭТ=0,83ЭЭТ+12^оС, (8)

где НЭЭТ – нормальная эквивалентно-эффективная температура, ЭЭТ – эквивалентно-эффективная температура по Миссенарду;

· нормальная эквивалентно-эффективная температура (НЭЭТ) - показатель тепловой чувствительности с учетом влияния ветра для одетого человека

НЭЭТ=0,8ЭЭТ+7⁰С, (9)

где ЭЭТ – эквиваленто-эффективная температура ЕТ по Миссенарду;

· биологически активная температура (БАТ)

БАТ=0,8 НЭЭТ+9⁰С, (10)

где НЭЭТ – нормальная эквивалентно-эффективная температура;

· индекс патогенности метеорологической ситуации по Бокше (I)

I = I_t + I_h + I_v + I_n + I_Δp + I_Δt, (11)

где I_t – индекс патогенности температуры воздуха; I_t =0,02(18- t)² при t 18^оС и I_t =0,02(t –18)² при t >18^oС; t – среднесуточная температура, ^оС; I_Δt – патогенность межсуточного изменения температуры Δt; I_h – индекс патогенности влажности воздуха, h – среднесуточная относительная влажность (%); I_v – индекс патогенности ветра; v – среднесуточная скорость ветра (м/с); I_n – индекс патогенности продолжительности солнечного сияния; n =10–10 S_ф / S_max; S_ф и S_max – соответственно максимально возможная и фактическая продолжительность солнечного сияния по гелиографу; I_Δp – индекс патогенности межсуточного изменения атмосферного давления Δр. В.Г. Бокша предложил следующую рабочую формулу для расчета индекса патогенности метеорологической ситуации (баллы):

. (12)

С целью оценки тенденций изменения значений биоклиматических показателей во времени рассчитывались коэффициенты наклона линейного тренда (КНЛТ) и коэффициенты его детерминации R² для каждой станции ПФО. Величина R² показывает, каков вклад линейного тренда в общую изменчивость индекса. Тенденция изменения рассматриваемого биоклиматического показателя считалась статистически значимой, если ее уровень достоверности был равен 95% (Р=0,95). При объеме выборки 39 лет это соответствует величине R²=10%.