Пространственно-временная динамика теплового загрязнения среды г. Ессентуки

Объектом исследования являются урболандшафты города Ессентуки. Целью работы является изучение пространствено-временной динамики теплового загрязнения среды г. Ессентуки и выявление факторов, влияющих на данный процесс.ИКлючевой задачей исследования является выявление зависимости изменения температуры поверхности земли от степени застроенности кварталов и озелененности. Применены методы дистанционного зондирования и географических информационных систем. Для анализа использованы космические снимки спутников Landsat 8 и Sentinel-2. В работе задействованы каналы – инфракрасный ближний и тепловой (спутник Landsat 8), а также видимый диапазон. Подсчитаны средние, максимальные и минимальные значения температуры поверхности по микрорайонам. Для сравнительного анализа были применены коэффициенты озеленённости, градостроительной нагрузки и свободной территории. Обработка данных проверена в среде QGIS. Подсчитаны средние, максимальные и минимальные значения температуры поверхности по микрорайонам. Рассчитаны коэффициенты озеленённости, градостроительной нагрузки и свободной территории. По итогам работы установлены пространственные особенности распределения тепловых аномалий, связанные с активной застройкой микрорайонов города. Создан картографический материал по температуре поверхности земли за 2014, 2018 и 2022 годы и рассчитаны площади застроенных территорий и зеленой инфраструктуры. Подобные исследования дают многостороннюю оценку такого явления, как «остров тепла» и вносят существенный вклад в исследования климата города и воздействия процессов урбанизации на среду, позволяя контролировать микроклимат городских районов, выявлять направление и динамику изменений, существующих в городской среде. При планировке города необходимо учитывать результаты исследования с целью компенсации воздействия городского острова тепла. Первостепенная задача заключается в передаче знаний о городском климате в повседневную практику городского планирования и проектирования.

1. Knight S., Smith C., Roberts M. Mapping Manchester’s urban heat island // WEATHER. 2010. No. 65 (7). P. 188–193.

2. Скрипчинская Е. А., Тсенко Д. С. Инновационные технологии в нефтегазовой отрасли // Проблемы устойчивого развития территорий: Сборник трудов II международной научно-практической конференции, посвященной 10-летию Северо-Кавказского федерального университета (Ставрополь, 09–10 декабря 2021 года). Ставрополь: Бюро новостей, 2021. с. 425–433.

3. Геопортал Earth Explorer геологической службы США [Электронный ресурс]. URL: https://earthexplorer.usgs.gov/ (дата обращения: 24.02.2022).

4. Волчек А. А., Мешик О. П., Мешик А. О. Тепловое загрязнение урбанизированных территорий (на примере города Бреста) // Природообустройство Полесья. Рязань: Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А. Р. Костякова, 2019. с. 93–98.

5. Ооленьков В. Д., Бирюков А. Д., Сухоруков В. А. Использование данных дистанционного зондирования земли для построения карты городского острова тепла // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования Российской академии архитектуры и строительных наук по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2019 году: Сборник научных трудов Российской академии архитектуры и строительных наук. Москва, 2020. с. 286–294.

6. Landsat 8 [Электронный ресурс]. URL: https://innoter.com/sputniki/landsat-8 (дата обращения: 20.02.2022).

7. Климанова О. А., Колбовский Е. Ю., Илларионова О. А. Экологический каркас крупнейших городов Российской Федерации: Современная структура, территориальное планирование и проблемы развития // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2018. Т. 63. Вып. 2. с. 127–146.

8. Пасхина М. В. Выявление, типология и оценка городских морфотипов (на примере г. Ярославля) // Ярославский педагогический вестник. Естественные науки. 2012. № 4. т. III. с. 245–250.

9. Варламова Е. В., Соловьев В. С. Влияние глобального потепления на пространственно-временные тренды индекса NDVI растительности восточной Сибири // Международная конференция по изменениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды. Якутск, 2018. с. 259–261.

10. Администрация города Ессентуки [Электронный ресурс]. URL: https://essentuki.gosuslugi.ru/ (дата обращения: 12.09.2023).

11. Ставропольский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды [Электронный ресурс]. URL: http://stavpogoda.ru/ (дата обращения: 12.09.2023).

12. Всемирная Организация Здравоохранения [Электронный ресурс]. URL: https://www.who.int/ru (дата обращения: 12.09.2023).

13. Тасенко Д. С., Скрипчинская Е. А., Водопьянова Д. С., Нефедова М. В. Озелененность, градостроительная нагрузка и свободная территория как ведущие показатели современного состояния городской среды в предгорном районе Ставропольского края (на примере г. Ессентуки) // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2022. т. 16. № 4. с. 100–106. http://doi.org/10.31161/1995-0675-2022-16-4-100-106

14. Тасенко Д. С. Интегральная оценка состояния городской среды в пределах микрорайонов г. Ессентуки // Сборник материалов участников XIX Большого географического фестиваля, посвящённого 220-летию со дня начала первой русской кругосветной экспедиции под руководством И. Ф. Крузенштерна и Ю. Ф. Лисянского (1803-1806 гг.). Санкт-Петербург: Свое издательство, 2023. с. 424–429.

15. Балдина Е. А., Константинов П. И., Грищенко М. Ю., Варенцов М. И. Исследование городских островов тепла с помощью данных дистанционного зондирования в инфракрасном диапазоне // Земля из космоса. 2015. № 5. с. 38–42.

16. Ван Дер Хувен Ф., Вандл А. Создание карты городского острова тепла // Проект Байкал. 2015. т. 12. № 45. с. 138–145.

17. Basara J., Basara H., Illston B., Crawford K. The impact of the Urban Heat Island during an Intense Heat Wave in Oklahoma City. Advances in Meteorology. 2010. P. 1–10.

18. Buyantuyev A., Wu J. Urban heat islands and landscape heterogeneity: linking spatiotemporal variations in surface temperatures to land-cover and socioeconomic patterns Landscape Ecology. 2010. No. 25. P. 17–33.

19. Алексашина В. В., Ле Минь Туан. Влияние эффекта острова тепла на экологию мегаполиса // Проблемы региональной экологии. 2018. № 5. C. 36–40.

20. Medvedkov A., Vysotskaya A., Olchev A. Detection of Geocryological Conditions in Boreal Landscapes of the Southern Cryolithozone Using Thermal Infrared Remote Sensing Data: A Case Study of the Northern Part of the Yenisei Ridge // Remote Sensing. 2023. No. 15 (2), 291. с. 1–16.

21. Спорышев П. В., Катцов В. М. Пространственно-временные особенности глобального потепления // Доклады Академии наук. 2006. т. 410. № 4. с. 532–537.

22. Gorshkov A. S., Vatin N. I., Rymkevich P. P. Climate changeand the thermal island effect in the million-plus city // Construction of Unique Buildings and Structures 2020 Vol 89. No. 8902. P. 1–41. http://doi.org/10.18720/CUBS.89.2

23. Parsaee M., Joybari M. M., Mirzaei P. A., Haghighat F. Urban heat island, urban climate maps and urban development policies and action plans // Environmental Technology & Innovation. 2019. Vol. 14. P. 1–16. http://doi.org/10.1016/j.eti.2019.100341