Дослідження динаміки зростання обсягів природно-заповідного фонду Київської області засобами геоінформаційних систем

Жовтень може бути сухим і сонячним, з нічними радіаційними приморозками і туманами. Такі періоди одержали назву «бабиного літа». При цьому в жовтні можливі температури + 25-26°.

Кінець осені відзначається різким посиленням циклонічної діяльності. В цей час часто спостерігаються тривалі облогові дощі і адвективні тумани.

Наприкінці листопада по всій області може утворитися сніговий покрив, хоча снігопади можливі протягом всієї осені. В середньому осінь характеризується поступовим зниженням температури. Від місяця до місяця температура знижується на 5-7°.

 

Місцеві особливості клімату

 

Наявність численних видів підстиляючої поверхні — лісові ділянки, водна поверхня річок і озер, болота і осушені їх ділянки, сільськогосподарські угіддя, зайняті різноманітними культурами, населені пункти різного розміру в поєднанні з такими елементами рельєфу, як височини і плато, схили різних експозицій і різної крутизни, долини і яри — створюють сприятливі умови для формування на території області місцевих особливостей клімату, різноманітних мікрокліматичних відмінностей.

Важливим фактором у формуванні місцевих особливостей клімату для значної частини області до недавнього часу була водна поверхня Дніпра. Розміри її мають значний річний хід, оскільки Дніпро навесні розливається. Високий рівень води часто тримається до кінця червня, а потім поступово знижується, що супроводжується зменшенням площі водного дзеркала.

Усі ці зміни водної поверхні Дніпра мають велике значення з точки зору інтенсивності впливу на навколишню територію. Вплив водної маси Дніпра на формування місцевих особливостей клімату простежується по всій долині Дніпра, причому не тільки над самою водою, але й на обох берегах. Для літнього періоду його можна охарактеризувати таким чином: над водною поверхнею вдень відбувається зниження температури повітря на 1-2°, а вночі підвищення на цю ж величину. Такий вплив водної поверхні на температуру повітря призводить до зменшення її добового ходу, внаслідок чого середні місячні температури за теплий період по всій долині Дніпра будуть практично однаковими, незважаючи на значні відмінності в розподілі температури по долині в окремі строки.

При безхмарній тихій погоді між водною поверхнею Дніпра і схилами правого берега в ряді випадків формується місцева циркуляція, яка вдень напрямлена від Дніпра на берег, а вночі — з берега на водну поверхню. Внаслідок поєднання схилів різної крутості і експозиції з деревною або чагарниковою чи трав'янистою рослинністю ці повітряні потоки розбиваються на ряд окремих кілець. Вдень посилення виносу повітря з Дніпра на сушу спостерігається в збезлісених ярах, по яких потоки повітря з Дніпра проникають аж до їх верхів'я. Вночі охолодження схилів викликає охолодження і поступове стікання повітря до утворення стічних потоків, які охоплюють трав'яні схили і збезлісені яри. Це чергування потоків повітря з води на сушу і з суші на воду можна розглядати як бризову циркуляцію. Потужність їх характеризується швидкістю руху і висотою. При вимірюваннях в районі Києва в гирлах збезлісених ярів вдень були зафіксовані швидкості 1,5-2 м/сек, а вночі — 1-1,5 м/сек. Вертикальна потужність потоків відповідно становила 10-15 і 3-5 м.

Протягом другої половини літа і першої половини осені вночі при безхмарній тихій погоді стікання охолодженого на схилах Дніпра повітря на водну поверхню викликає утворення туманів випаровування, які розсіюються через 1-2 год після сходу сонця. Тумани можуть мати потужність 1-3 м, а іноді заповнюють всю долину, тобто їх потужність перевищує 100 м.

Над гладкою водною поверхнею Дніпра створюються сприятливі умови для посилення швидкості вітру, внаслідок чого в районі долини Дніпра найчастіше спостерігаються вітри, напрямок яких збігається з напрямком долини.

Створення Київського водосховища площею понад 900 км2 і довжиною понад 100 км, витягнутого вздовж долини Дніпра від Вишгорода до гирла Прип'яті, підвищило вплив водної поверхні Дніпра на навколишню територію. Влітку при антициклональній погоді бризова циркуляція тут стала регулярною і потужною. Швидкості вітру на берегах водосховища підвищились на 50-70%. Над поверхнею водосховища влітку повітряні потоки охолоджуються, що викликає формування інверсійного профілю температури. Тому в цьому районі суми опадів зменшуються.

Внаслідок посилення швидкостей вітру і збільшення мас води на водосховищі порівняно з Дніпром зростає висота хвиль, досягаючи в окремих випадках висоти 2,5-3 м.

У долині Дніпра, на південь від Києва, розкидано багато піщаних островів і кіс, над якими протягом теплого періоду відбувається інтенсивне прогрівання повітря. Експериментальні вимірювання показують, що при переході повітря з водної поверхні на піщану вже на віддалі 25-50 м від води температура повітря на висоті 1,5-2,0 м зростає на 1 -1,5°, а ще через 50 м ця різниця може дорівнювати 2,5-3°. Що ж до різниці між температурою води і поверхні піску, то в ряді випадків вона перевищує 25-30° вже на віддалі 10-15 м від водної поверхні.

Лісові ділянки також характеризуються рядом особливостей теплового і вітрового режиму. Тепловий режим лісових масивів на Київщині залежить від породного складу дерев, що обумовлює їх радіаційний режим. Влітку крізь крону дерев листяного лісу в ряді випадків проникає тільки 7-9% сумарної радіації, що викликає незначне прогрівання поверхні ґрунту. Внаслідок цього температура повітря серед лісових масивів вдень на 1-2° нижче, ніж на відкритих ділянках, зайнятих сільськогосподарськими угіддями або трав'яними луками. Вночі повітря на відкритих ділянках охолоджується інтенсивніше, ніж в лісових масивах, а тому температура повітря в лісі буде на 1-2° вища, ніж на відкритій території. Таким чином, внаслідок переваги денного прогрівання над нічним охолодженням лісові ділянки влітку будуть в середньому холодніші відкритих на 0,7-1°.

Взимку переважає нічне охолодження над денним прогріванням, а тому тепловий режим лісових ділянок буде відзначатись вищими температурами, ніж відкрита територія.

Все сказане справедливо для лісових масивів з суцільною кроною дерев. Якщо деревний покрив має розриви, то прогрівання поверхні ґрунту внаслідок високого проникнення сонячної радіації може бути значним, а від ґрунту сильно прогрівається повітря, оскільки передача тепла у вищі шари повітря недостатня. Тому серед зріджених лісових масивів можливі випадки, коли температура повітря тут досягає вищих значень, ніж на відкритих територіях.

Для Київської області, крім листяних лісів з суцільною або зрідженою кроною, характерні ліси соснові, які досить світлі, з високим прониканням радіації до земної поверхні. Це обумовлює значне прогрівання поверхні ґрунту і повітря.

Серед лісових масивів є окремі ділянки, які розміщені на схилах ярів. Такі залісені яри мають найменшу температуру повітря і ґрунту, порівняно з відкритими ділянками та іншими ділянками лісу. Характерно, що тут температура повітря нижча від температури відкритих територій не тільки вдень, але й вночі, що викликано стіканням по дну яру охолодженого повітря. У середньому різниця температури повітря на відкритих ділянках і в залісеному яру для теплого періоду становить 1,5-2,3°, а в окремі строки може перевищувати 5°. При порівнянні температури поверхні ґрунту на цих же ділянках одержимо різницю у 4,0-4,5°. Слід також мати на увазі той факт, що в цих ярах добовий хід температури незначний.

На всіх лісових масивах серед деревного покриву спостерігається різке зниження швидкості вітру. Так, якщо на відкритих ділянках і на вершинах височин швидкість його дорівнює 4-5 м/сек, то серед лісових масивів зменшується до 1,5-4 м/сек вже на віддалі 35-50 м від краю масиву, а ще через 50 м досягає 1,0 м/сек [3].

Своєрідний тепловий режим формується над містами Київщини. Багатоповерхові будинки з залізними або черепичними дахами, площі і вулиці з тротуарами, вкритими асфальтом або камінням, створюють підстиляючу поверхню, яка відзначається високою теплопровідністю і теплоємністю, але не вбирає і не пропускає води. Внаслідок цього в сучасних містах створюються сприятливі умови для інтенсивного прогрівання як підстиляючої поверхні, так і повітря. Температура повітря вдень у містах на 2-3° вища, ніж на околицях, а ввечері ця різниця може досягати 6-8°. Такі великі контрасти в температурі повітря міста і околиць цілком закономірний результат відмінностей у витратах тепла на різні метеорологічні процеси в цих районах. Так, на околицях міст вдень головними є витрати тепла на випаровування, в містах більша частина тепла йде на нагрівання повітря. Зростання різниці температур ввечері є наслідком відмінностей у ході охолодження діяльної поверхні. Каміння, асфальт і метал міських будинків, вулиць і площ за день нагромаджують значну кількість тепла, яке ввечері витрачається шляхом випромінювання, гальмуючи процес охолодження повітря. А тому в центральних районах міст навіть після заходу сонця не наступає прохолода. В цей час на околицях міст температура повітря знижується під впливом охолодження трави, кущів і дерев, площа випромінювання яких у багато разів перевищує поверхню ґрунту, на якому ця рослинність росте. Зростання висоти будинків у містах, створення нових мікрорайонів на околицях міст викликають збільшення можливостей прогрівання повітря і формування потужних висхідних потоків, які є своєрідним додатковим «рельєфом». Все це сприяє посиленню динамічного впливу міста на повітряні потоки, що переносяться циклонами і антициклонами. Наслідком цього впливу є зростання конвективної хмарності, грозової діяльності і сум атмосферних опадів на околицях міст порівняно з центральними їх частинами [2].

На пересіченому рельєфі простежуються мікрокліматичні відмінності вершин і схилів різної крутості і експозиції, долин і плато. Дослідження мікроклімату такого рельєфу свідчать, що добовий хід температури і вологості повітря найвищий в долинах, де вдень створюються сприятливі умови для перегрівання, а вночі для охолодження повітря. В останньому випадку в долині скупчується повітря, яке вже попередньо охолоджувалось на схилах височин або ярів. Значні відмінності в термічному режимі ґрунту і повітря зустрічаються на схилах різної експозиції і крутості. Тільки за рахунок експозиції на незначній віддалі різниці температури на поверхні ґрунту можуть перевищувати 10-15°, а в повітрі 2-4°. При оцінці мікрокліматичних відмінностей пересіченого рельєфу слід також мати на увазі, що контрасти в розподілі окремих елементів на такій території значно залежать від вітрового режиму, режиму опадів як рідких, так і твердих. В останньому випадку велику роль відіграє перерозподіл снігу по території. Чимале значення у формуванні мікроклімату пересіченого рельєфу має зміна ґрунтового покриву внаслідок змиву з вершин і схилів і намиву в долинах.

Над заболоченими ділянками формуються мікрокліматичні умови, близькі до тих, які мають місце над водоймами. Вплив цих ділянок на навколишню сушу залежить від співвідношення їх розмірів. З осушенням боліт виникає потреба в подальшій меліорації цієї території за рахунок підвищення теплопровідності ґрунту. Тільки при такій умові можливе успішне господарське використання осушених боліт.

Як видно з викладеного, мікрокліматичні відмінності в межах Київської області залежать не тільки від природних умов, але й від господарської діяльності людини. Завдання полягає в тому, щоб вміло використовувати існуючі ресурси мікроклімату, активно змінюючи його в бажаному напрямі [3].

 

 

№	Кліматичний показник,що аналізується	Район та підрайон	Значення кліматичного параметра у підрайоні	Джерело інформації
1	Фізико-географічний підрайон	ІІВ1	Полісся	[6]
2	Температурна зона	І	3501 градусодіб та більше	[9]
3	Район світлового клімату	I	m = 0,75-0,85	[8]
4	Район за вагою снігового покриву	ІІ	So = 1600 Па	[7]
5	Район за товщиною стінки ожеледі	ІІ	b = 19 мм	[7]
6	Район за тиском вітру	ІІ	W0 =400 Па	[7]
7	Район за середньою швидкістю вітру у зимовий період	І	v = 4м/с	[10]
8	Зона за типом сонцезахисних пристроїв	І	Перегрів від 20 до 40 днів	[5]
9	Середньомісячна температура повітря в січні (самий холодний місяць)	ІІВ	від -4 до -14°С	[10]
10	Середньомісячна температура повітря в липні (самий жаркий місяць)	ІІВ	від +12 до +21°С	[10]
11	Середньомісячна  відносна вологість повітря	ІІВ	Немає типологічного значення	[10]
12	Середня швидкість вітру за три зимових місяця	ІІВ	Немає типологічного значення	[10]
13	Особливі фізико-геологічні умови кліматичних районів	ІІВ	На окремих ділянках території сейсмічність 7-9 балів. Є території з посадочними ґрунтами, пошкодженими ерозійними процесами. Глибина промерзання ґрунту до 1,2 м.	[10]

Таблиця 2.8.2

Фонові показники Київської області

 

 

Аналіз головних кліматичних факторів Київської області

Аналіз річного ходу температури та відносної вологості повітря

 

За даними [10] будуємо графіки річного ходу температури та відносної вологості повітря. На графіку річного ходу температури визначаємо періоди вологонакопичення (t < 0о С), вологовіддачі (t > 0о С), опалення (t < 8о С), літній    (t > 8о С). На графіку річного ходу відносної вологості для літнього періоду визначаємо періоди комфортної, підвищеної, зниженої та оптимальної відносної вологості, для чого на координатній сітці графіка будуємо зони комфортної та оптимальної відносної вологості, яка визначається залежно від ходу температури (рис. 2.8.1.).

Отже, за даними графіку річного ходу температури період вологонакопичення (t<0оС) триває 107 діб ( з 28.11 до 15.03), а період вологовіддачі (t > 0о С) – 258 діб (з 16.03 до 27.11). Літній період (t > 8о С) в Київській області триває 182 доби (з 16.04 до 14.10), а період опалення (t < 8о С) – 183 доби ( з 15.10 до 15.04). Амплітуда температур за рік становить 26,3о С. Середня річна температура – 7,2о С. Період з температурою понад 10о С становить близько 160 днів.

За графіком річного ходу відносної вологості період комфортної вологості становить 129 діб (з 17.04 до 20.08), а період підвищеної вологості – 55 днів ( з 21.08 до 13.09) [4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кліматичний параметр	Значення параметру по місяцях												Джерело інформації
	І	ІІ	ІІІ	ІV	V	VІ	VІІ	VІІІ	ІХ	Х	ХІ	ХІІ
Температура t, оС	-5,9	-5,2	-0,4	7,5	14,7	17,8	19,8	18,7	13,9	7,5	1,2	-3,5	[3]
Відносна вологість φ, %	86	84	80	68	63	64	66	69	73	80	86	88	[3]