Суточная и сезонная динамика температуры поверхности города Волгограда

Ольга Юрьевна Кошелева; Станислав Сергеевич Шинкаренко; Олег Андреевич Гордиенко; Анастасия Алексеевна Дубачева; Роман Сергеевич Омаров

doi:10.17308/geo.2021.1/3252

Ольга Юрьевна Кошелева ФНЦ агроэкологии РАН https://orcid.org/0000-0002-9616-2383
Станислав Сергеевич Шинкаренко ФНЦ агроэкологии РАН, Волгоградский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-9269-4489
Олег Андреевич Гордиенко ФНЦ агроэкологии РАН, Волгоградский государственный университет
Анастасия Алексеевна Дубачева Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр https://orcid.org/0000-0003-3279-1460
Роман Сергеевич Омаров ФНЦ агроэкологии РАН, Волгоградский государственный университет https://orcid.org/0000-0003-2762-3673

DOI: https://doi.org/10.17308/geo.2021.1/3252

Ключевые слова: поверхностный остров тепла, MODIS, Волгоград, среднесуточная температура, дневная температура городской поверхности, ночная температура городской поверхности, запечатанные поверхности

Аннотация

Цель – установить особенности суточной и сезонной динамики температуры поверхности в городе Волгограде (на примере 2018 года, «типового» по климатическим характеристикам) и выяснить, зависит ли её сезонный ход от особенностей подстилающей поверхности городской территории. Материалы и методы. Для выбора года исследования был проанализирован 20-летний ход температур воздуха в Волгограде, а также учитывалось наличие непрерывных данных о температурах подстилающей поверхности. Определение температуры городской поверхности проводилось путем обработки снимков теплого полугодия информационного продукта MOD11A2 (8-ми дневные растровые композиты дневной и ночной температур разрешением около 1 км). Геоинформационная обработка снимков осуществлялась в программе QGIS. По данным Global Land Cover (GLC) определены основные типы подстилающей поверхности на территории Волгограда. Результаты и обсуждение. Доля запечатанных поверхностей составляет 38,2 %. Составлена карта среднегодовых температур поверхности в Волгограде, отражающая основные особенности пространственного распределения положительных и отрицательных тепловых аномалий. Установлено, что сезонный ход среднесуточных, дневных и ночных температур подстилающей поверхности и приземного слоя воздуха в Волгограде представляет собой обращенную ветвями вниз параболу с максимумом, приходящимся на период 26 июня – 6 июля. Ход среднесуточных температур воздуха повторяет сезонный ход температуры поверхности города (r = 0,99). Выводы. Картографирование на основе данных MODIS с разрешением 1 км позволяет выявить пространственное распространение крупных положительных и отрицательных аномалий на территории города и его окрестностей. Выявлена значительная вариабельность значений среднесуточной температуры подстилающей поверхности в районах с высокой долей водных объектов, водно-болотных угодий и низкой степенью запечатанности почвенного покрова.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Ольга Юрьевна Кошелева, ФНЦ агроэкологии РАН

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории геоинформационного моделирования и картографирования агролесоландшафтов ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук», г. Волгоград, Российская Федерация

Станислав Сергеевич Шинкаренко, ФНЦ агроэкологии РАН, Волгоградский государственный университет

кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник лаборатории геоинформационного моделирования и картографирования агролесоландшафтов ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук»; доцент кафедры «География и картография» Волгоградского государственного университета, г. Волгоград, Российская Федерация

Олег Андреевич Гордиенко, ФНЦ агроэкологии РАН, Волгоградский государственный университет

младший научный сотрудник лаборатории защиты почв от эрозии ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук»; аспирант кафедры экологии и природопользования Волгоградского государственного университета, г. Волгоград, Российская Федерация

Анастасия Алексеевна Дубачева, Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр

ведущий инженер отдела обеспечения ведения государственного водного реестра (ГВР) и АИС ГВР ФГБУ «Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр», г. Волгоград, Российская Федерация

Роман Сергеевич Омаров, ФНЦ агроэкологии РАН, Волгоградский государственный университет

лаборант-исследователь лаборатории геоинформационного моделирования и картографирования агролесоландшафтов ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук», магистрант кафедры «География и картография» Волгоградского государственного университета, г. Волгоград, Российская Федерация

Литература

1. Baldina E.A., Grishchenko M. Yu., Konstantinov P. I., Varentsov M. I. Issledovanie gorodskikh ostrovov tepla s pomoshch’yu dannykh distantsion-nogo zondirovaniya v infrakrasnom teplovom diapazone [Study of urban heat Islands using remote sensing data in the infrared thermal range]. Zemlya iz kosmosa – naibolee effektivnye resheniya, 2015, spetsial’nyy vypusk, pp. 38-42. (In Russ.)
2. Brusova N. E., Kuznetsova I. N., Nakhaev M. I. Teplovoe vozmushchenie megapolisa na fone regional’noy neodnorodnosti polya prizemnoy temperatury [Thermal disturbance in the megapolis on the background of the regional surface air temperature variability]. Trudy Gidromettsentra Rossii, 2017, v. 365, pp. 22-34. (In Russ.)
3. Gordienko O. A., Manaenkov I. V., Kholodenko A. V., Ivantsova E. A. Kartografirovanie i otsenka stepeni zapechatannosti pochv goroda Volgograda [Mappingof soils and assessment of sealed areas in the city of Volgograd]. Pochvovedenie, 2019, no 11, pp. 1383-1392. (In Russ.) DOI: DOI
4. Grishchenko M. Yu., Kalitka L. S. Izuchenie sezonnoy izmenchivosti teplovogo polya Krasnodara po kosmicheskim snimkam so sputnika Landsat 8 [Studying the seasonal variability of thermal field of Krasnodar using Landsat 8 satellite imagery]. Materialy Mezhdunarodnaya konferentsiya «InterKarto. InterGIS. Geo-informatsionnoe obespechenie ustoychivogo razvitiya territoriy». Moscow, 2019, vol. 25, part 2, pp. 101-111. (In Russ.) DOI
5. Ermakova E. V., Martynenko I.A. Otsenka vliyaniya zapechatannosti poverkhnosti pochvennogo pokrova na raspredelenie temperatury poverkhnosti v usloviyakh goroda na primere yugo-vostochnogo okruga g. Moskvy [Eestimation of influence of sealing of the soil surface on the surface temperature distribution in the city as an example South-Eastdistrict of Moscow]. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta, 2011, no 12 (131), pp. 68-70. (In Russ.)
6. Kosheleva O. Yu. Otsenka zapechatannosti pochvennogo pokrova goro-da Volgograda [Assessment of the sealing of the soil cover of the city of Volgograd]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seria: Geografia. Geoekologia, 2019, no 1, pp. 12-18. (In Russ.) DOI
7. Kritsuk S. G., Gornyy V. I., Latypov I. Sh., Pavlovskiy A. A., Tronin A. A. Sputnikovoe kartirovanie riska peregreva poverkhnosti gorodskoy sredy (na primere Sankt-Peterburga) [Satellite risk mapping of urban surface overheating (by the example of Saint Petersburg)]. Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa, 2019, vol. 16, no 5, pp. 34-44. (In Russ.) DOI
8. Litvinov D. V. Printsipy zonirovaniya pribrezhnykh territoriy v zavisimosti ot planirovochnoy struktury goroda (na primere gorodov Povolzh’ya) [Principles of zoning of coastal territories depending on planning structure of city (on the example of cities of the Volga region)]. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Gradostroitel’stvo i arkhitektura, 2011, no 3, pp. 32-34. (In Russ.) DOI
9. Mirovaya referativnaya baza pochvennykh resursov 2014. Mezhduna-rodnaya sistema pochvennoy klassifikatsii dlya diagnostiki pochv i sozdaniya legend pochvennykh kart [World Reference Base for Soil Resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps]. FAO i MGU, 2018, 216 p. (In Russ.)
10. Myagkov M. S., Gubernskiy Yu. D., Konova L. I., Litsievich V. K. Gorod, arkhitektura, chelovek i klimat [City, architecture, people and climate]. Moscow: «Arkhitektura-S», 2007. 344 p. (In Russ.)
11. Popova I. V., Kurolap S. A., Vinogradov P. M. Modelirovanie «gorodskogo ostrova tepla» sredstvami geoinformatsionnogo analiza [Modeling «urban heat islands» by tools of GIS-analysis]. Zhilishchnoe khozyaystvo i kommunal’naya infrastruktura, 2018, no 2 (5), pp. 87-95. (In Russ.)
12. Rulev A. S., Shinkarenko S. S., Kosheleva O. Yu. Otsenka vliyaniya gidrologicheskogo rezhima Volgi na dinamiku zatopleniya ostrova Sarpinskiy [Assessment of influence of hydrological regime of the Volga on dynamics of flooding on Sarpinsky island]. Uchenye zapiski Kazanskogo universiteta. Seria: Estestvennye nauki, 2017, vol. 159, b. 1, pp. 139-151. (In Russ.)
13. Spetsializirovannye massivy dlya klimaticheskikh issledovaniy [Specialized arrays for climate research]. Available at: URL
14. Khromov C. P., Petrosyants M. A. Meteorologiya i klimatologiya [Meteorology and climatology]. Moscow: Izd-vo MGU, 2001. 528 p. (In Russ.)
15. Chen J., Ban Y., Li S. China: Open access to Earth land-cover map. Nature, 2014, v. 514 (7523), pp. 434. DOI
16. Earthdata Search. Available at: URL
17. Hu Y., Jia G., Pohl Ch., Feng Q., He Y., Gao H., Xu R., van Genderen J., Feng J. Improved monitoring of urbanization processes in China for regional climate impact assessment. Environmental Earth Sciences, 2015, v. 73, no 12, pp. 8387-8404. DOI