„Зиме без дрехи, а лете без хляб не тръгвай на път.“

В „Обзор на съвременните методи за оценка на ветровото охлаждане на човека” е направен съвременен анализ на методите за регламентиране на режима на труд и отдих на студ, а също така методите за разчет на индексите на стреса от студа и еквивалентната температура на ветрово охлаждане на човека (температура на топло усещане). Там също е приведена приетата в Русия схема за райониране на територията по климатични условия, използвана за избора на типа средства за индивидуална защита от студа. Критериите, използвани за това райониране на територията са неизвестни.

При избора на показатели за оценка на степента на въздействието на студа на човека следва да различаваме две задачи. Първата – адекватен избор на средства за индивидуална защита от студ за осигуряване на безопасността на живота и здравето на хората. Втората – оценка степента на снижаване на ефективността на едни или други технологични операции, свързани с полагането на труд на открито.

В първия случай показател за суровост на климатичните условия да бъде индексът за стреса от студ. Но тъй като тези индекси се измерват в относителни единици, често в балове, тяхната интерпретация е затруднена. В този смисъл еквивалентната температура за ветрово охлаждане се измерва с градуси Целзий и зависи от температурата на въздуха и скоростта на вятъра и се явява доста по-проста и нагледна за разбиране на показателите за суровост на условията на средата.

При климатичното райониране възниква въпросът: кой именно показател на температурата за ветровото охлаждане следва да бъде използван. Това може да бъде средна величина, средния минимум на температурата, абсолютния минимум на температурата на ветрово охлаждане за определен период или минимума на температурата с едни или други нива на осигуреност, съответстващи на допустимия риск за неизпълнение на определен вид работа. Доколкото при работа в реални условия могат да възникнат аварийни ситуации, изискващи екстрени работи независимо от условията на средата, при снабдяване на работещите на открито хора трябва да бъдат уточнени именно екстремалните атмосферни условия от гледна точка на зададени нива на осигуреност.

Във втория случай показатели за суровост на климатичните условия могат да бъдат продължителност или вероятност за неблагоприятни условия при изпълнение на работи на открито. В такъв случай може да се оцени принудителния престой за конкретен вид работа и/ или допълнителни загуби за използване на нови технологии без прилагане на труд на открито, оборудване на отопляеми помещения и т.п.

В настоящата работа е направен опит за райониране на севера на Евразия по предложените показатели за суровост на климата. Направена е оценка на абсолютните минимуми на температурата на въздуха и на еквивалентната температура на ветровото охлаждане, а също така на годишната продължителност на периодите с температури на въздуха и на температурата на ветровото охлаждане по-ниски от 30ºС студ за севера на Евразия.

Задачата за построяване на картосхемите за екстремалните значения на климатичните показатели се усложнява с високата пространствена и времева изменчивост на тези характеристики. Амплитудата на междугодишната изменчивост на минималните годишни температури на въздуха в Арктика достига 8-13 ºС. Това води до „петнистост” на картосхемите на абсолютните екстремални стойности, което е предизвикано не само от естествената годишна изменчивост, но и от локалните особености, различните периоди на обобщаване на данните, различната продължителност на тези периоди. Особено ниска е устойчивостта на такива екстремални показатели при кратки периоди на обобщаване на изходните данни. За крайбрежните и морските арктически райони построяването на такива картосхеми се усложнява от неразвитостта на мрежата на брегови наблюдения и невъзможността за използване на данни от корабни наблюдения.

Изходни данни и методи за разчет. В качеството на изходни данни се използват редица метеорологични наблюдения на територията на Евразия към север от 50º с. ш. (рис. 1).

Рис. 1. Схема на разположението на използваните станции.

Допълнително за контрол са използвани данни от наблюденията на отделни станции за периода 1981-2000 година, подготвени за публикуване от Всерусийския научно изследователски институт за метеорологична информация. По крайбрежните райони са избрани на практика всички достъпни данни, а на територията на сушата – една незначителна част. Доколкото мрежата от станции на сушата е разредена, резултатите от разчета в тези райони се нуждаят от уточняване. Данните са преминали приети от Института процедури за контрол на качеството. Привеждането на резултатите от измерванията към единна височина, а също и към единен период на наблюдение не е било изпълнено. Построяването на изолиниите на картосхеми е била изпълнена автоматично с използването на метода „кригинг” пакет от приложни програми.

Еквивалентната температура на ветрово охлаждане се разчита по нова модифицирана формула:

T_wc = 13,12+0,6215.T_a-11,37.V^0,16+0,3965.T_a.V^0,16 (1)

Където T_wc – температура на ветровото охлаждане, еквивалентна температура на въздуха ºС;

T_a – температура на въздуха, ºС;

V – скорост на вятъра, км/час.

Резултати от разчета.

Абсолютен минимум на температурата на въздуха. За първи път картосхеми на абсолютните минимуми на температурата на въздуха над арктическите морета в Русия са били построени от Л. С. Петров. При построяването на картосхемите са били използвани данни от брегови наблюдения на хидрометеорологичните станции и дрейфуващите станции „Северен полюс”, които били приведени към единен период 1891-1960 г. с прилагане на метода за разлики. Данните от корабните наблюдения са били използвани само за построяване на картите в без ледови периоди. Картосхема за абсолютния минимум на температурата за периода от 1891 до 1960 г. е показана на рис. 2.

Рис. 2. Абсолютен минимум на температурата на въздуха в Арктика за период от 1891 до 1960 г.

Както се вижда, абсолютния минимум на температурата на въздуха в този период по цялото крайбрежие на сибирските морета е била примерно минус 52ºС.

Резултатите от построяването на картосхемата за абсолютния минимум на температурата на въздуха T_a за периода 2007 – 2014 г. са приведена на рис. 3.

Рис. 3. Абсолютен минимум на температурата на въздуха за период 2007 – 2014 г, ºС.

Да се сравняват картосхемите от рис. 2 и рис. 3 е некоректно, различията са предизвикани не само от различната продължителност на наблюдение, но и от различния брой използвани станции, различните методи на построяване на полетата и съвременните тенденции за изменение на климата. Независимо от това ще отбележим, че абсолютния минимум на температурата на въздуха по крайбрежието на сибирските морета за последните 6-10 години е била примерно равна на минус 48 ºС, тоест тя е нараснала на практика с 4 ºС в сравнение с периода 1891 1960 г. Основно това е предизвикано не само от глобалните изменения на климата, колкото от различната продължителност на редица изходни данни.

Абсолютен минимум на температурата от ветровото охлаждане. Карта на абсолютния минимум на еквивалентната температура на ветровото охлаждане T_wc за периода 2007 – 2014 г. е приведен на рис. 4.

Рис. 4. Абсолютен минимум на температурата на ветровото охлаждане за периода 2007 – 2014 г., ºС.

Площта, заета от райони с T_wc по-ниски от 40 градусов студ, съществено нараства в сравнение с районите, където температурата на въздуха е по-ниска от същата тази величина (рис. 3). Тя включва не само райони на Сибир и Далечния изток, но и севера на Европейската територия на Русия. Допълнително в тези зони попадат крайбрежните райони на Бяло море, източните части на Баренцово море, значителна част от крайбрежието на Берингово и Охотско морета. Значението на абсолютния минимум на температурата T_wc в сравнение с минимума на температурата на въздуха T_a в различните райони се снижава по различен начин.

В някои райони, например в Нова земя, минималната температура на топло усещане T_wc примерно е с 22 градуса по-ниска от минималната температура на въздуха T_a, което е предизвикано от силния ветрови режим в този архипелаг. В резултат на това минималната температура за топло усещане на Нова земя достига – 54 ºС, което съответства на минималната температура на въздуха в Якутия. В други райони, например, в Якутия минималната температура на топло усещане T_wc е всичко на всичко едва на 8 градуса по-ниска от минималната температура на въздуха. Зоните със най-сурови условия на времето по степен на влияние на студа на човека, преместват се от континенталната част на Сибир към крайбрежието на арктическата морета и островите за сметка на ефекта от вятъра на загубата на топлина от човека.

Задавайки в качеството на критерии едни или други значения на минимална температура на ветрово охлаждане, може адекватно да се установят изисквания към топло изолационните свойства на индивидуалните средства за защита. При наличие на много по-дълги редове от наблюдения може много по-точно да се изпълни районирането на територията на Русия по минималната температура на ветрово охлаждане T_wc или по разчетни величини на T_wc при рядка повторяемост. Това позволява адекватно да се осъществи проектирането, създаването и снабдяването на хората, работещи или носещи служба в Крайния север със средства за индивидуална защита от студ.