Методы расчета климатических параметров и составление схематических карт
Основой для разработки климатических параметров послужили Научно-прикладной справочник по климату СССР, вып. 1-34, части 1-7 (Гидрометиздат, 1987-1993гг.) и ряды данных наблюдений на метеорологических станциях.
Средние значения климатических параметров (средняя месячная температура и влажность воздуха, среднее за месяц количество осадков) представляют собой сумму среднемесячных значений членов ряда (лет наблюдений), деленную на их общее число. В основном использован ряд наблюдений в период 1925-80 гг.
Крайние значения климатических параметров (абсолютная минимальная и абсолютная максимальная температура воздуха, суточный максимум осадков) характеризует те пределы, в которых заключены значения климатических параметров. Эти характеристики выбирались из экстремальных за сутки наблюдений.
Температура воздуха наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки рассчитана как значение, соответствующее обеспеченности 0,98 и 0,92 из ранжированного ряда температуры воздуха наиболее холодных суток (пятидневок) и соответствующих им обеспеченностей за период с 1925 по 1980 гг. Хронологический ряд данных ранжировался в порядке убывания значений метеорологической величины. Каждому значению присваивался номер, а его обеспеченность определялась по формуле
(А.1)
где т - порядковый номер;
п - число членов ранжированного ряда
Значения температуры воздуха наиболее холодных суток (пятидневок) заданной обеспеченности определялись методом интерполяции по интегральной кривой распределения температуры наиболее холодных суток (пятидневок), построенной на вероятностной сетчатке. Использовалась сетчатка двойного экспоненциального распределения.
Температура воздуха различной обеспеченности рассчитана по данным наблюдений за восемь сроков в целом за год за период 1966-1980 г.г. Все значения температуры воздуха распределялись по градациям через 2°С и частота значений в каждой градации выражалась через повторяемость от общего числа случаев. Обеспеченность рассчитывалась путем суммирования повторяемости. Обеспеченность относится не к серединам, а к границам градаций, если они считаются по распределению.
Температура воздуха обеспеченностью 0,94 соответствует температуре воздуха наиболее холодного периода (параметр А). Необеспеченность температуры воздуха, превышающая расчетное значение, равна 528 ч/год.
Для теплого периода принята расчетная температура обеспеченностью 0,95 и 0,99. В этом случае необеспеченность температуры воздуха, превышающая расчетные значения, соответственно равна 440 и 88 ч/год. Эти температуры рекомендуется использовать вместо параметров А и Б теплого периода в строительных нормах по отоплению, вентиляции и кондиционированию.
Средняя максимальная температура воздуха рассчитана как средняя месячная величина из ежедневных максимальных значений температуры воздуха за весь период наблюдений до 1980 г.
Средняя суточная амплитуда температуры воздуха рассчитана независимо от состояния облачности за период наблюдений до 1980 г. Средняя суточная амплитуда рассчитана как разность между средней максимальной и средней минимальной температурой воздуха.
Продолжительность и средняя температура воздуха периодов со средней суточной температурой воздуха, равной и меньше 0°С, 8°С и 10°С, характеризуют период с устойчивыми значениями этих температур: отдельные дни со средней суточной температурой воздуха, равной и меньше 0°С, 8°С и 10°С, не учитываются.
Относительная влажность воздуха вычислена по рядам средних месячных значений в период до 1980 г. Средняя месячная относительная влажность днем рассчитана по наблюдениям в дневное время (в основном в 15 ч).
Количество осадков рассчитано за холодный (ноябрь - март) и теплый (апрель - октябрь) периоды как сумма среднемесячных значений, характеризует высоту слоя воды, образовавшегося на горизонтальной поверхности от выпавшего дождя, мороси, обильной росы и тумана, растаявшего снега, града и снежной крупы при отсутствии стока, просачивания и испарения.
Суточный максимум осадков выбирается из ежедневных наблюдений и характеризует наибольшую сумму осадков, выпавших в течение метеорологических суток.
Повторяемость направлений ветра рассчитана в процентах общего числа случаев наблюдений без учета штилей.
Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь и минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль рассчитаны как наибольшая из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более, и как наименьшая из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16% и более.
Прямая и рассеянная солнечная радиация на поверхности различной ориентации при безоблачном небе рассчитана по методике, разработанной в лаборатории строительной климатологии НИИСФ. При этом использованы фактические наблюдения прямой и рассеянной радиации на перпендикулярную поверхность и рассеянной – на горизонтальную поверхность при безоблачном небе с учетом суточного хода высоты солнца над горизонтом и действительного распределения прозрачности атмосферы.
Климатические параметры – средняя месячная и годовая температуры воздуха, средняя суточная амплитуда температуры воздуха, средняя продолжительность и температура воздуха различных периодов, среднее атмосферное давление, относительная влажность воздуха, количество осадков, направление ветра для Республик Армения, Казахстан, Кыргызстан, Таджикистан, Узбекистан рассчитаны за период 1961-1990 г.г., а для Республики Беларусь использовался весь имеющийся ряд наблюдений.
Климатическое районирование разработано на основе комплексного сочетания средней месячной температуры воздуха в январе и июле, средней скорости ветра за три зимних месяца, средней месячной относительной влажности воздуха в июле (см. таблицу А.1).
Карта зон влажности составлена НИИСФ на основе значений комплексного показателя К, который рассчитывают по соотношению:
(А2)
где P – среднее за месяц для безморозного периода количество осадков на горизонтальную поверхность, мм;
– относительная влажность воздуха в 15 ч. самого теплого месяца, %;
Qs – среднегодовая суммарная солнечная радиация на горизонтальную поверхность, ккал/м2час;
Atнгод – годовая амплитуда среднемесячных (января и июля) температур воздуха, оС.
В соответствии с комплексным показателем К территория делится на зоны по степени влажности: сухая (К менее 5), нормальная (К=5-9) и влажная (К более 9).
Районирование северной строительно-климатической зоны основано на следующих показателях: абсолютная минимальная температура воздуха, температура воздуха наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,98 и 0,92, сумма средних суточных температур за отопительный период. По суровости климата на территории северной строительно-климатической зоны выделены районы наименее суровые и наиболее суровые (см. таблицу А.2).
Карта распределения среднего за год числа переходов температуры воздуха через 0оС разработана ГГО на основе числа переходов через 0оС средней суточной температуры воздуха, просуммированных за каждый год и осредненных за период 1961-1990 гг.
Таблица А.1
| Климатические районы | Климатические подрайоны | Среднемесячная температура воздуха в январе, °С | Средняя скорость ветра за три зимних месяца. м/с | Среднемесячная температура воздуха в июле, °С | Среднемесячная относительная влажность воздуха в июле, % |
| I | IА | От -32 и ниже | - | От +4 до +19 | - |
| IБ | От -28 и ниже | 5 и более | От 0 до +13 | Более 75 | |
| IВ | От -14 до -28 | - | От +2 до +21 | - | |
| IГ | От-14 до-28 | 5 и более | От 0 до +14 | Более 75 | |
| IД | От -14 до -32 | - | От +10 до +20 | - | |
| II | IIА | От -4 до -14 | 5 и более | От +8 до +12 | Более 75 |
| IIБ | От -3 до -5 | 5 и более | От +12 до +21 | Более 75 | |
| IIВ | От -4 до -14 | - | От +12 до +21 | - | |
| IIГ | От -5 до -14 | 5 и более | От +12 до +21 | Более 75 | |
| III | IIIА | От -14 до- 20 | - | От +21до +25 | - |
| IIIБ | От -5 до +2 | - | От +21 до +25 | - | |
| IIIВ | От -5 до -14 | - | От +21 до +25 | - | |
| IV | IVА | От -10 до +2 | - | От +28 и выше | - |
| IVБ | От +2 до +6 | От +22 до +28 | 50 и более в 15ч | ||
| IVВ | От 0 до +2 | - | От +25 до +28 | - | |
| IVГ | От -15 до 0 | От +25 до +28 | - | ||
| Примечание. Климатический подрайон IД характеризуется продолжительностью холодного периода года (со средней суточной температурой воздуха ниже 0°С) 190 дней в году и более |
Таблица А.2
| Район | Температура воздуха, °С | Сумма средних суточных температур за период со средней суточной температурой воздуха £ 8°С | ||||
| абсолютная минимальная | наиболее холодных суток обеспеченностью | наиболее холодной пятидневки обеспеченностью | ||||
| 0,98 | 0,92 | 0,98 | 0,92 | |||
| Наименее суровые условия | -35, -51 | -28, -43 | -25, -40 | -25, -38 | -23, -36 | -743, -2780 |
| Суровые условия | -45, -60 | -40, -53 | -39, -51 | -38, -51 | -36, -49 | -2138, -5678 |
| Наиболее суровые условия | -54, -71 | -50, -63 | -49, -62 | -47, -62 | -46, -61 | -3199, -7095 |
| Примечание. Первая строка - максимальные значения, вторая строка - минимальные значения |
Ключевые слова: климатические параметры, температура воздуха, солнечная радиация, влажность воздуха, направление и скорость ветра, осадки, барометрическое давление, климатическое районирование.