Сотрудниками ФГБНУ «Полярный геофизический институт» на примере города Апатиты Мурманской области показано, что в условиях Арктики более высокие температуры воздуха внутри городской застройки не обязательно являются признаками антропогенного городского «острова тепла».

Фотография г. Апатиты и его окрестнос...

Фотография г. Апатиты и его окрестностей (фотография Б.Б. Вахмистрова; публикуется с разрешения автора)

При сравнении температуры воздуха в небольшом г. Апатиты (Мурманская область) и его пригородах для зимних сезонов 2014–2015 и 2015–2016 годов было обнаружено, что на территории города температура воздуха зимой выше, чем над окружающей местностью. Более теплый по сравнению с периферийными районами центр города обычно принято рассматривать как проявление городского «острова тепла». Его возникновение объясняют изменением подстилающей поверхности застройкой и выделением техногенного тепла, что считается одним из самых наглядных примеров мезомасштабного изменения климата в результате деятельности человека. Однако в случае г. Апатиты «остров тепла» оказался не антропогенным, а естественным. Из-за положения города в верхней части обширного холма, его центральная часть, расположенная на холме, вследствие стока холодного воздуха зимой теплее своих периферийных районов, находящихся на несколько десятков метров ниже, — такое распределение температуры является типичным для условий холмистого рельефа. При отсутствии стоковых течений разницы температур вдоль склонов остаются небольшими и редко превышают 0.5°С, при наличии склоновых ветров эти различия достигают уже 4-5°, а в отдельных случаях превышают 10°С.

Ранее отмеченный в ряде работ «остров тепла» в г. Апатиты, рассчитанный через температуру подстилающей поверхности, был обнаружен по довольно ограниченным материалам полевых измерений температуры воздуха и анализа спутниковых снимков теплового излучения подстилающей поверхности, а его зарегистрированная максимальная интенсивность (до 3.2°C) заметно превышает характерные данные для городов Европы в зимний период. Поэтому было необходимо выяснить, как «остров тепла» проявляется в регулярных метеорологических наблюдениях. Проведенный детальный анализ метеорологических наблюдений показал, что в зимний период территория г. Апатиты действительно теплее своих окрестностей. Однако это явление вызвано не антропогенным воздействием на приземный слой воздуха, а естественными причинами. Средняя разница температуры воздуха в центральной части г. Апатиты и на фоновых (вне города) метеорологических станциях не выходит из характерного климатического диапазона изменчивости температуры в слабовсхолмленном рельефе. Данный ввод подтверждает сравнение распределений разности температур в холодное время года на станции в центре города Апатиты и вне города, и пары станций, разнесенных по высоте и расположенных вне населенных пунктов в центре Кольского полуострова.

Ситуация с неоднозначной интерпретацией «острова тепла» в г. Апатиты, по всей видимости, не является уникальной. Даже в древности для городов выбирали места на возвышенности, чтобы избежать вероятности подтопления паводковыми водами и строительства на заболоченных участках. Эти рекомендации при планировке городских территорий, в целом, сохранились и в наше время. Благодаря инверсиям и стоку холодного воздуха ночью и в зимний период эти местоположения оказываются одновременно и теплее окрестностей. Как следствие — для таких городов традиционная оценка интенсивности антропогенного «острова тепла» по разности температур в центре города и за его пределами может оказаться явно завышенной. Полученный результат важен для правильной оценки теплового баланса населенных пунктов в условиях Арктики.

Исследования проведены сотрудниками ФГБНУ «Полярный геофизический институт», на основе своих измерений и данных, предоставленных АМСГ «Апатиты» Росавиаметтелекома Росгидромета и ТСЦ ФКУ Упрдор «Кола» .

Публикация: Демин В.И., Козелов Б.В., Елизарова Н.И., Волков А. В. Геоморфологические фактор формирования «острова тепла» в г. Апатиты. Вестник Кольского научного центра РАН. 2016 (в печати).