Assessment of Changes in Russia's Bioclimate from 1980 to 2024 Using the Universal Thermal Climate Index (UTCI)
DOI:
https://doi.org/10.17308/geo/1609-0683/2026/2/119-126Keywords:
bioclimate, cold stress, heat stress, universal thermal comfort index (UTCI), recreation, human health, correlation, air temperatureAbstract
The purpose is to assess the dynamics of bioclimatic conditions in Russia in the period 1980-2024 according to the ERA5 reanalysis using the universal thermal comfort index (UTCI), taking into account the infl uence of atmospheric circulation. Materials and methods. The information base was the daily values of the UTCI indices calculated according to ERA5 reanalysis data in nodes of a regular grid with a resolution of 0,5×0,5 for the entire territory of Russia in the period 1980-2024. The UTCI index series were subjected to statistical processing. The correlation between air temperature and atmospheric circulation indices with the UTCI index was assessed. Results and discussion. In January, extreme cold stress is observed in the coastal zone of the Arctic Ocean from the Yamal Peninsula to the mouth of the Kolyma River in Yakutia. In April, an extensive zone of moderate cold stress forms in most of Siberia. In July, the bioclimatic picture is quite homogeneous – there is no heat stress everywhere. In October, moderate cold stress is observed in the southern regions of Russia, and severe cold stress is observed in the north of the country. An analysis of the slope coeffi cients of the linear trend of the UTCI index indicates an improvement in bioclimatic conditions throughout Russia in all seasons of the year. Conclusion. An analysis of the correlations between the UTCI index and atmospheric circulation indices showed that in January the North Atlantic Oscillation (r = 0,6) has the greatest warming eff ect on the Russian bioclimate, while SCAND blocking leads to cooling (r = -0,6). The East Atlantic – West Russia oscillation (EA/WR) has the most eff ective eff ect on the bioclimate in summer (r = -0,7), contributing to a decrease in air temperature.
References
1. Адаменко В. Н., Хайруллин К.Ш. Проблемы биокли матической оценки суровости погоды и мелиорации микро климата застройки // Труды ГГО, 1973, вып. 306, с. 3-18.
2. Атлас. Климат и жизнедеятельность населения России / под ред. А. Н. Золотокрылина, В. В. Виноградовой, О. Б. Глезер. Москва: Институт географии РАН, 2020. 68 с.
3. Виноградова В. В. Универсальный индекс теплового комфорта на территории России // Известия РАН. Серия гео графическая, 2019, № 2, с. 2-19.
4. Виноградова В. В., Титкова Т. Б. Биоклиматическое рай онирование России и использованием Универсального терми ческого климатического индекса (UTCI) в условиях современ ного и будущего климата // Фундаментальная и прикладная климатология, 2025, т. 11, № 1, с. 55-74.
5. Влияние краткосрочных изменений погоды на людей с ишемической болезнью сердца в г. Набережные Челны / С. В. Емелина, К. Г. Рубинштейн, В. В. Гурьянов, Ю. П. Пере веденцев, А. В. Иванов // Метеорология и гидрология, 2015, № 12, с. 87-94.
6. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2023 год. Москва: Росгидромет, 2024. 104 с.
7. Золотокрылин А. Н., Кренке А. Н., Виноградова В. В. Районирование России по природным условиям жизни населе ния. Москва: ГЕОС, 2012. 156 с.
8. Исаев А. А. Экологическая климатология. Москва: На учный мир, 2001. 458 с. 124
9. Мохов И. И. Изменения климата: причины, риски, по следствия, проблемы адаптации и регулирования // Вестник Российской Академии наук, 2022, т. 92, № 1, с. 3-14.
10. Переведенцев Ю. П., Мирсаева Н. А. Метеорология и климатология в Казанском университете: к 190-летию гидро метеорологической службы России // Ученые записки Казан ского университета. Серия Естественные науки, 2024, т. 166, кн. 4, с. 724-747.
11. Природно-климатические условия и социально-гео графическое пространство России / под ред. А. Н. Золото крылина, В. В. Виноградовой, О. Б. Глезер. Москва: Инсти тут географии РАН, 2018. 156 с.
12. Ревич Б. А., Малеев В. В. Изменения климата и здо ровье населения России: анализ ситуаций и прогнозные оцен ки. Москва: ЛЕНАНД, 2011. 208 с.
13. Руководство по специализированному обслуживанию экономики климатической информацией, продукцией и услуга ми / под ред. Н. В. Кобышевой. Санкт-Петербург, 2008. 336 с.
14. Русанов В. И. Комплексные метеорологические по казатели и методы оценки климата для медицинских целей. Томск: Издательство ТГУ, 1973. 85 с.
15. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. Санкт-Петербург: Наукоемкие технологии, 2022. 124 с.
16. Хайруллин К. Ш., Карпенко В. Н. Климатические ре сурсы России // Сборник докладов конференции «Климати ческие ресурсы и методы их представления для прикладных целей», 2005, с. 25-46.
17. Blazejczyk K., Epstein Y., Jendritzky G., Staiger H. and Tinz B. Comparison of UTCI to Selected Thermal Indices // International Journal of Biometeorology, 2012, vol. 56, pp. 515-535.
18. Deriving the operational procedure for the universal ther mal climate index (UTCI) / Bröde P., Fiala D., Błażejczyk K., Holmér I., Jendritzky G., Kampmann B. et al. // Int. J Biometeo rol., 2012, vol. 56, no. 3, pp. 481-494.
19. Di Napoli C., Pappenberger F., Cloke H. L. Assessing heat related health risk in Europe via the Universal Thermal ClimateIn dex (UTCI) // Int. J. Biometeorol., 2018, vol. 62, pp. 1155-1165.
20. IPCC Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmen tal Panel on Climate Change / V. P. Masson-Delmotte, A. Zhai, S. L. Pirani, C. Connors, S. Péan, N. Berger, Y. Caud, L. Chen, M. I. Goldfarb, M. Gomis, K. Huang, E. Leitzell, J. B. R. Lon noy, T. K. Matthews, T. Maycock, O. Waterfi eld, R. Yu. Yelekçi, B. Zhou (eds.), Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2021, pp. 3-32.
21. Medical and demographic consequences of climate change and assessment of comfort level of weather-climatic conditions in the Volga Federal District / Perevedentsev Yu. P., Malkhazo va S. M., Auhadeev T. R., Shantalinsky K. M. // Journal Geogra phy, Environment and Sustainability, 2016, no 4, pp. 63-76.
22. Thermal comfort indices derived from ERA5 reanalysis (Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store / Di Napoli C., Barnard C., Prudhomme C., Cloke H. L. and Pap penberger F. // Geosci. Data J., 2020, 1-9.
