Методика прогнозирования характеристик биометеорологических условий работы авиационного персонала на открытой местности при высоких температурах воздуха тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат наук Балакин Владимир Станиславович

• Балакин Владимир Станиславович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Балакин Владимир Станиславович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО БИОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПЕРСОНАЛА НА ОТКРЫТОЙ МЕСТНОСТИ В ЖАРКИХ ПОГОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

1.1 Климатические особенности юга Европейской части России

в летний период

1.2 Климатические особенности районов Ближнего Востока

в летний период

1.3 Оценка безопасности работ персонала в условиях повышенных температур окружающего воздуха в зависимости от факторов внешней среды, физической нагрузки и продолжительности работ

1.4 Анализ тепловых индексов (показателей), используемых

в метеорологическом обеспечении различных потребителей

1.5 Постановка задачи оценки биометеорологической безопасности работ персонала на открытой местности в жарких

погодно-климатических условиях

ГЛАВА 2 МОДЕЛЬ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО БИОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ ПЕРСОНАЛА НА ОТКРЫТОЙ МЕСТНОСТИ В ЖАРКИХ ПОГОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

2.1 Математический аппарат построения модели специализированного биометеорологического показателя

2.2 Модель специализированного биометеорологического показателя для различных технологических периодов

2.3 Программная реализация автоматизированного расчета специализированного биометеорологического показателя

2.4 Регрессионные модели прогноза специализированного биометеорологического показателя для районов с жарким климатом

2.5 Распределение специализированного биометеорологического показателя по северному полушарию

2.6 Распределение специализированного показателя

на юге Европейской территории России

ГЛАВА 3 МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БИОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРСОНАЛА В РАЙОНАХ С ЖАРКИМ КЛИМАТОМ

3.1 Модель атмосферной циркуляции в нижней тропосфере

над территорией Ближнего Востока в летний период

3.1.1 Климатические особенности региона в летний период

3.1.2 Математическая модель Южноазиатской депрессии

3.1.3 Факторная модель Южноазиатской депрессии

3.1.4 Оценка влияния приземной температуры воздуха региона Ближнего Востока на формирование факторов депрессии

3.2 Методика типологизации внутренней структуры

Южноазиатской депрессии

3.3 Научно-методический комплекс обеспечения специализированной метеорологической информацией по оценке безопасности работ персонала в районах с жарким климатом

ГЛАВА 4 ФОРМАЛИЗАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА, НАПРАВЛЕННОГО НА АНАЛИЗ И АПРОБИРОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Численный эксперимент по расчету специализированного показателя на станциях южной части Европейской

территории России

4.2 Модели специализированного показателя для районов с жарким климатом на базе дискриминантного анализа

4.3 Относительная эффективность методики оценки биометеорологической безопасности

4.4 Оценка адекватности результатов моделирования специализированного показателя выводам практического исследования влияния теплового стресса на функциональное

состояние организма в условиях повышенных температур

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Листинг программы автоматизированного расчета

специализированного показателя на языке Python

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Основные типы атмосферной циркуляции

летнего сезона в районе Нижней Волги

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика прогнозирования характеристик биометеорологических условий работы авиационного персонала на открытой местности при высоких температурах воздуха»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время исследования состояния атмосферы осуществляются в различных целях, в том числе, - изучения влияния ее параметров на деятельность метеозависимых организационно-технических систем. При этом зачастую возникает необходимость получения специализированных показателей состояния погодных условий. Наиболее актуальным вопросом является обеспечение метеорологической информацией подразделений государственной и гражданской авиации, где авиационный персонал (АП) выполняет подготовку (обслуживание) авиационной техники на открытой местности. Деятельность АП в условиях высоких температур окружающего воздуха сопровождается снижением работоспособности, точности выполнения технологических операций, риском для здоровья.

Актуальность обеспечения биометеорологической безопасности персонала находит отражение в Методических рекомендациях по обеспечению безопасности военной службы, согласно которым при организации управления должна быть дана оценка обстановки, направленная на выявление опасных и (или) вредных факторов, воздействующих на военнослужащих при выполнении задач [72]. Для органов управления при планировании и проведении мероприятий необходимо иметь научно-обоснованную методику, позволяющую определить возможность безопасной работы АП на открытой местности в условиях повышенных температур воздуха в течение технологических интервалов, необходимых для подготовки (обслуживания) авиационной техники.

В научных трудах Ажаева А.Н. [8-10], Айзенштата Б.А. [14], Русанова В.И. [40, 105, 106], Кобышевой Н.В. [65], Андреева С.С. [16, 17], Переведен-цева Ю.П. [85-89], Хайруллина К.Ш. [121], Федоровича Г.В. [114, 120], Павловой Т.В. [82-84], Стедмана Р. [166-168] и др. сформулированы основные принципы оценки физиологического состояния человека, находящегося в экстремально жарких условиях внешней среды, предложены многочисленные биометеорологические показатели для использования в практике различных потребителей, в том числе так называемые индексы «теплового стресса».

Проведенный анализ тепловых индексов показал, что они находят применение при оценке комфортности климатических условий для проживания населения, в отраслях экономики, в строительной климатологии, курортологии, при оценке безопасности рабочих мест на «горячем» производстве и т. д. Порядок организации работ в условиях повышенных температур определяется многочисленными ГОСТами Российской Федерации и международными стандартами ISO по эргономике термальной среды, руководящими и методическими документами Госсанэпиднадзора России по вопросам гигиенического нормирования условий труда в неблагоприятных климатических и микроклиматических условиях.

На основе стандартов определен к использованию в виде руководств и рекомендаций ряд отраслевых регламентирующих документов. Так, для Минобороны России основными руководящими документами в данной области являются Приказ МО РФ от 31.08.2012 г. № 2552 «Об обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия в ВС РФ» и Приказ заместителя МО РФ от 25.11.2016 г. № 999 «Об утверждении Руководства по медицинскому обеспечению ВС РФ на мирное время».

Однако известные индексы теплового стресса и методики нормирования условий работ на открытой местности не учитывают особенность деятельности АП, - когда на первом плане стоит цель выполнения оперативной задачи, связанной с технологическими процессами, имеющими определенные временные интервалы работ по подготовке (обслуживанию) техники.

Кроме того, при функционировании авиации вне территории страны применение существующих методик метеорологического обеспечения не всегда возможно ввиду отсутствия необходимой метеорологической информации. Это обусловлено рядом организационно-технических причин: редкая сеть метеостанций в некоторых регионах; отсутствие достоверной пространственно-временной информации о фактическом, прогностическом и климатическом состоянии атмосферы; ограничение доступа в виртуальное пространство интернета к ресурсам Мировых центров данных.

Таким образом, степень разработки исследований рассматриваемого предметного назначения недостаточно высока. Имеет место противоречие между необходимостью оценки биометеорологической безопасности персонала при работах на открытом воздухе в условиях повышенных температур, с одной стороны, и отсутствием научно-методического обеспечения ее разработки и применения - с другой.

Объект исследования - погодно-климатические условия летнего периода территорий с жарким климатом и их влияние на функционирование АП.

Предмет исследования - научно-методический аппарат получения и применения специализированной метеорологической информации по оценке биометеорологических условий работ АП на открытой местности в жарких погодно-климатических условиях.

Научная задача исследования - разработка совокупности взаимосвязанных моделей и методик получения и применения специализированной биометеорологической информации при метеорологическом обеспечении подразделений государственной и гражданской авиации в районах с жарким климатом летнего сезона.

Актуальность данной задачи с практической точки зрения обоснована возможностью повышения качества метеорологического обеспечения авиации по ряду критериев, используемых в моделях поддержки принятия метеозависимых решений, с научной - применением в исследовании современного аппарата многомерного статистического анализа и математического моделирования.

Цель исследования - повышение качества метеорологического обеспечения подразделений авиации при базировании на территории с жарким климатом летнего сезона путем разработки научно-методического обеспечения оценки биометеорологической безопасности АП, выполняющего подготовку (обслуживание) техники на открытой местности.

Поставленная цель достигается решением частных задач.

1. Анализ исследований в области биометеорологической безопасности деятельности персонала на открытой местности в жарких погодно-климатических условиях.

2. Разработка модели специализированного биометеорологического показателя оценки безопасности работ персонала на открытой местности в жарких погодно-климатических условиях.

3. Построение модели Южноазиатской депрессии (ЮАД) - преобладающего типа барического поля в нижней тропосфере над регионом Ближнего Востока в летний период, и на ее основе - выявление особенностей атмосферной циркуляции.

4. Разработка методики типологизации внутренней структуры нижней тропосферы в летний период на территории Ближнего Востока.

5. Разработка научно-методического комплекса получения и применения специализированной метеорологической информации авиационным потребителем в районах с жарким климатом, основанного на построенных моделях и разработанных методиках.

6. Проведение вычислительного эксперимента по апробированию и анализу полученных научных результатов.

Методология и методы исследования. При решении поставленных задач использовались классические методы статистической обработки многомерных массивов данных, математического моделирования и многокритериальных задач оптимизации. В качестве инструментария к исследованию применялись системы MS Excel, Statistica, Matlab и оригинальные программные продукты, написанные на языках Fortran, Python.

Фактический материал. Информационную базу исследования составили: данные наблюдений 1999-2018 гг. на метеорологических станциях южной части Европейской территории России (ЕТР) районов с жарким климатом (Верхний Баскунчак, Волгоград, Астрахань, Александров Гай, Сочи); материалы метеоподразделения аэродрома Ахтубинск; файлы реанализа параметров атмосферы NCEP/DOE AMIP-II (1989-2018 гг.); ресурсы Мировых центров данных (по метеостанциям Ближнего Востока).

Научная новизна результатов исследования состоит в следующем:

1. Построена модель специализированного биометеорологического показателя оценки безопасности работ АП на открытой местности в жарких по-годно-климатических условиях. Отличительной особенностью модели является комплексирование существующих частных интегральных показателей теплового стресса в новый показатель со своей шкалой и пороговым значением, позволяющий оценивать возможность выполнения задач АП при заданном технологическом периоде без получения тепловых травм. Проведено районирование территории южной части ЕТР и Ближнего Востока по биометеорологической безопасности работ АП на открытой местности.

2. Построена модель Южноазиатской депрессии - центра действия атмосферы летнего периода, наиболее выраженного над территорией Ближнего Востока, основанная на подходе Багрова Н.А. [19, 20], Глызя Г.А. [38, 39], отличающаяся определением геометрических и физических характеристик барического поля, ограниченного краевой изогипсой, что позволяет учитывать активность термической депрессии в летний период на БВ и использовать в моделировании поля геопотенциальной высоты соответствующего изобарического уровня.

3. На основе модели ЮАД разработана методика типологизации внутренней структуры нижней тропосферы в летний период, отличающаяся учетом оптимального состава ортогональных предикторов (общих факторов), позволяющая при классификации условий циркуляции уточнять температурный режим в районах Ближнего Востока.

4. Разработан научно-методический комплекс обеспечения органов управления специализированной метеорологической информацией по оценке безопасности работ АП в районах с жарким климатом. Отличительная особенность комплекса состоит в подходе выделения типов атмосферной циркуляции и на их основе уточнения метеорологической информации, которая используется в специализированном биометеорологическом показателе, позволяющем оценить возможность обслуживания техники без получения персоналом тепловых травм.

Достоверность сформулированных результатов и выводов подтверждается использованием в работе репрезентативных метеорологических данных, применением апробированных математических методов, обстоятельной аргументацией принятых допущений и ограничений при построении моделей и разработке методических аспектов получения и применения метеорологической информации, а также сходимостью расчетных и экспериментальных данных влияния термальной среды на организм человека.

Теоретическая значимость работы заключается в следующем:

1. Модели специализированного биометеорологического показателя дополняют разделы биометеорологии в части оценки влияния факторов внешней среды на теплофизическое состояние человека.

2. Результаты моделирования и типологизации объектов ЮАД, которые описывают взаимообусловленность и взаимосвязанность атмосферных процессов и явлений, вносят вклад в теорию общей циркуляции атмосферы и теорию климата.

3. Предложенный научно-методический аппарат получения и применения специализированной биометеорологической информации в процессе функционирования авиационных формирований обеспечивает развитие методологии метеорологического обеспечения как системы поддержки принятия решений.

Практическая значимость исследования определяется возможностью приложения результатов:

- модель специализированного биометеорологического показателя -для оценки теплофизического состояния персонала в метеорологическом обеспечении различных потребителей, осуществляющих свою деятельность на открытой территории в жарких погодно-климатических условиях;

- программная реализация автоматизированного расчета специализированного биометеорологического показателя - в практике метеорологических подразделений: в оперативной работе и при разработке авиационно-климати-ческих описаний и справок аэродрома и районов различного масштаба;

- методика типологизации внутренней структуры нижней тропосферы -в прогностических схемах и моделировании климатической системы, для уточнения показателей параметров атмосферы и метеорологических величин;

- модели биометеорологического показателя, результаты моделирования объектов ЮАД и разработанные программные продукты - в учебном процессе по специальности «Метеорология специального назначения».

Результаты диссертационной работы используются в Главном гидрометеорологическом центре Минобороны России (г. Москва) при обеспечении органов военного управления и войск (сил) данными о состоянии гидрометеорологической обстановки в местах дислокации, при проведении штормового оповещения и предупреждения об опасных гидрометеорологических явлениях; в работе ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Воронежской области» в целях обеспечения безопасности работ персонала при высокой температуре атмосферного воздуха и повышения качества планирования мероприятий, связанных с технологическими процессами по обслуживанию техники на открытой местности; в АО НПФ «Сигма» (г. Калуга) для планирования работ на открытом воздухе по монтажу систем управления и связи в установленные сроки и соблюдения требований безопасности; в ООО «Биз-несСтрой» (г. Борисоглебск) для согласования производственных планов строительства зданий и благоустройства территорий с условиями выполнения требований безопасности при осуществлении мероприятий на открытом воздухе; в ООО «ЗМТ-Логистик» (г. Воронеж) при планировании и организации инженерно-технического обслуживания авиационной техники грузового воздушного транспорта; в ООО «Новолипецкое» (Липецкая обл., с. Тюшевка) при планировании и проведении сельскохозяйственных работ и соблюдения требований безопасности; в ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) в учебном процессе (дисциплины: «Прогнозы погоды специального назначения», «Метеорология специального назначения», «Климатология», «Теория климатических и климатологических прогнозов»).

На защиту выносятся.

1. Модель специализированного биометеорологического показателя оценки безопасности работ АП на открытой местности в жарких погодно -климатических условиях.

2. Методика типологизации внутренней структуры сезонного центра действия атмосферы над территорией Ближнего Востока в летний период на основе модели ЮАД.

3. Научно-методический комплекс получения и применения специализированной метеорологической информацией по оценке безопасности работ персонала в районах с жарким климатом.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Исследования посвящены теоретическим и практическим аспектам оценки биометеорологической безопасности персонала на открытой местности в условиях жаркого климата юга ЕТР и Ближнего Востока в процессе метеорологического обеспечения авиационных формирований. Работа соответствует паспорту специальности 25.00.30 - «Метеорология, климатология, агрометеорология» по пунктам: 14. Микроклимат природных объектов, микроклимат мегаполисов; 16. Метеорология и экология; 17. Прикладная климатология - атмосфера и строительство, медицина, курортология, транспорт, лесоведение.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались и обсуждались на научных конференциях различного уровня: «Актуальные проблемы вооруженной борьбы в воздушно-космической сфере», V Всероссийская военно-научная конференция, ВУНЦ ВВС «ВВА», г. Воронеж, 10-11 апреля 2019 г.; «Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития», III Всероссийская конференция, Государственный гидрологический институт, г. Санкт-Петербург, 18-19 декабря 2019 г.; «Информатика: проблемы, методы, технологии», ХХ и ХХ1 Международные конференции, Воронежский государственный университет, 13-14 февраля 2020 г. и 11-12 февраля 2021 г.; «Методологические аспекты развития метеорологии специального назначения, экологии и систем аэрокосмического мониторинга», VI научно -

практическая конференция, ВУНЦ ВВС «ВВА», г. Воронеж, 17-18 марта 2020 г.; «Современные проблемы гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды на пространстве СНГ», Международная научно-практическая конференция, посвященная 90-летию Российского государственного гидрометеорологического университета, РГГМУ. г. Санкт-Петербург, 2020 г.; «Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды», VI Всероссийская научная конференция, Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, 16-18 сентября 2020 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ (в объеме 87 стр., авторские 61 стр.), получены 2 свидетельства государственной регистрации программ для ЭВМ [4, 5]. В рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, опубликованы 4 статьи [22, 25, 27, 127]. Личное участие автора в опубликованных в соавторстве работах заключается в формулировке целей и задач исследования, в разработке моделей и методик.

Структура и объем работы. Диссертация включает введение, 4 главы, заключение, библиографический список, включающий 172 наименования, в том числе 42 на иностранном языке, 2 приложения. Работа содержит 144 страницы текста, 67 рисунков, 24 таблицы.

Основное содержание работы. Анализ исследований по биометеорологической безопасности деятельности персонала на открытой местности в жарких погодно-климатических условиях представлен в первой главе. Во-первых, рассмотрены климатические особенности термического режима в регионах южной части Европейской территории России (ЕТР) и Ближнего Востока, где в летний сезон отмечаются продолжительные периоды экстремально высоких значений температуры воздуха. Тем самым обосновано приложение информационного ресурса к теме исследования и верификации моделей.

Во-вторых, представлена оценка безопасности работ персонала в условиях повышенных температур окружающего воздуха в зависимости от факторов внешней среды, физической нагрузки и продолжительности работ в терминах биометеорологии, физиологии терморегуляции организма.

В-третьих, проведен анализ тепловых индексов (показателей), используемых в метеорологическом обеспечении различных потребителей, который показал, что они не отвечают требованиям авиационного потребителя: или малоинформативны для принятия метеозависимых решений, или имеют в качестве входных параметров данные биометрических измерений в процессе работы, или не позволяют сделать прогноз для планирования мероприятий на открытом воздухе, или не отражают условий физической нагрузки персонала и технологический период работы. Обоснована актуальность исследований по повышению качества оценки биометеорологической безопасности.

С учетом поставленных требований и условий функционирования АП на открытой местности в условиях повышенных температур дана постановка задача оценки биометеорологической безопасности.

Во второй главе представлена модель специализированного биометеорологического показателя оценки безопасности работ персонала на открытой местности в жарких погодно-климатических условиях. Модель строится в виде обобщенного показателя на базе нескольких частных интегральных индексов теплового стресса с использованием подхода Харрингтона [7, 143], представляющего собой математический инструментарий перевода реальных значений частных признаков различной физической сущности в единую безразмерную вербально-числовую шкалу «желательности».

Для удобства использования специализированного показателя в практике метеорологических подразделений разработана программа его автоматизированного расчета [5].

Построены регрессионные модели прогноза специализированного биометеорологического показателя для различных районов с жарким климатом летнего сезона (на примере метеорологических условий по ст. Верхний Баскунчак, Волгоград, Астрахань, Александров Гай, Сочи).

Представлены распределения специализированного биометеорологического показателя по северному полушарию и на юге ЕТР. Дана климатическая характеристика в виде среднего числа дней в месяце с опасными биоме-

теорологическими условиями (при непрерывной работе на открытой местности с различными технологическими периодами) в районах рассматриваемых метеорологических станций.

В третьей главе приводятся методические аспекты обеспечения биометеорологической безопасности персонала в районах с жарким климатом. Учитывая важнейшую роль циркуляционного режима атмосферы в формировании полей метеорологических величин у поверхности земли, построена модель ЮАД - основного звена атмосферной циркуляции в нижней тропосфере в летнем сезоне Ближнего Востока [1, 2]. С целью сжатия информации о параметрах термической депрессии разработана факторная модель ЮАД (уровня 925 гПа), дана оценка информативности факторов по отношению к приземной температуре воздуха.

Отражена методика типологизации внутренней структуры нижней тропосферы в летний период на территории Ближнего Востока. Выявлены три типа ЮАД, позволяющие уточнять метеорологическую информацию в рассматриваемых районах и дифференцированно подходить к расчету биометеорологического показателя.

Представлена структурная схема разработанного научно-методического комплекса обеспечения органов управления специализированной метеорологической информацией по оценке безопасности работ персонала в районах Ближнего Востока в летнем периоде.

В четвертой главе представлена формализации вычислительного эксперимента, направленного на анализ и апробирование полученных научных результатов. Проведен расчет специализированного биометеорологического показателя на архивном материале сети наблюдений Росгидромета по южной части ЕТР. Полученные результаты позволили построить модели специализированного показателя в виде классификационных функций дифференциации метеорологических условий, соответствующих условиям безопасной и опасной работы персонала на открытой территории.

Проведен анализ относительной эффективности применения разработанной методики оценки биометеорологической безопасности работающего персонала. Сравнивались подходы использования ограничительного крите-

рия по температуре воздуха и индекса теплового стресса ЖБОТ (определенного стандартом [49]) на многолетних выборках метеорологических условий в различных районах южной части ЕТР.

Дана оценка адекватности результатов моделирования специализированного показателя выводам практического исследования влияния теплового стресса на функциональное состояние организма в условиях повышенных температур.

В заключении сделаны выводы по результатам исследования.

В приложении А дан листинг программных модулей автоматизированного расчета специализированного биометеорологического показателя.

В приложении Б приведены для справки основные типы атмосферной циркуляции летнего сезона в районе Нижней Волги.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО БИОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПЕРСОНАЛА НА ОТКРЫТОЙ МЕСТНОСТИ В ЖАРКИХ ПОГОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

1.1 Климатические особенности юга Европейской части России

в летний период

Исследования по биометеорологии показывают, что человеческий организм подвержен влиянию многих факторов атмосферной среды: температуры, влажности, состава воздуха, атмосферного давления, солнечной радиации, скорости ветра, атмосферного электричества и радиоактивности и др. [15, 32, 33, 35, , 42, 67-69, 78, 105-107]. Однако в работе рассматривается не весь спектр метеорологических характеристик, делается акцент на основных величинах (температуре воздуха, влажности, солнечной радиации) модели тепловой нагрузки [44, 46, 70, 118, 138, 140].

Как следует из материалов оценочных докладов Росгидромета [36, 56, 57,80, 81], южная часть ЕТР, остается наиболее жарким регионом страны в летнем сезоне. Число волн жары, их продолжительность и интенсивность на данной территории имеют положительную тенденцию. Например, для характеристики температурного режима на территории России приведены поле норм температуры летнего сезона для базового периода 1981-2010 гг. (рисунок 1.1) и распределение суммы активных температур воздуха (выше 10 °С) для периода 1998-2017 гг. (рисунок 1.2) [57].

Выполнена оценка степени аномальности возникших температурных условий с использованием показателя Н.А. Багрова [109]:

где N - число рассматриваемых точек (узлов) регулярной сетки; Ati - аномалия температуры в точке i; <зi - среднее квадратическое отклонение температуры в той же точке.

(1.1)

Рисунок 1.1 - Поле многолетних средних значений температуры приземного воздуха на территории России за летний сезон 1981-2010 гг. (июнь-август)

Рисунок 1.2 - Средние значения суммы активных температур (выше 10 °С) на территории России за период 1998-2017 гг.

В расчетах использовались сеточные значения температуры воздуха (по данным КСЕР/ЛОЕ на изобарическом уровне 1000 гПа [162]) в летнем сезоне периода 1980-2014 гг. Рассматривались поля температуры области 40-60° северной широты, 30-60° восточной долготы.

Проведена оценка динамики средней температуры воздуха и показателя аномальности (1.1) в виде расчета значений по «скользящим» 15-летним периодам: 1980-1994, 1981-1995,..., 2000-2014 гг. (рисунки 1.3-1.6, где показан линейный тренд и коэффициент детерминации).

I. °с

23.5

23.0

22.5

I 12= 0.81 • • • • •••

К* " «• ■

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Балакин Владимир Станиславович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авиационно-климатическая характеристика Ближнего Востока. М.: Воениздат, 1969. 112 с.

2. Авиационно-климатическая характеристика Среднего Востока. М.: Воениздат, 1977. 110 с.

3. Автоматизированная обработка файлов реанализа параметров атмосферы КСЕРЮОЕ АМ1Р II: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018618252/ Ю.В. Шипко, Л.А. Кукарских. Дата регистрации в Реестре программ для ЭВМ 10 июля 2018 г.

4. Автоматизированное определение территориального распределения биоклиматического показателя безопасности работ персонала в жарком климате: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021660222/ В.С. Балакин, Ю.В. Шипко, О.В. Колычев, Зиброва Н.В.. Дата регистрации в Реестре программ для ЭВМ 23 июня 2021 г.

5. Автоматизированный расчет специализированного биометеорологического показателя оценки безопасности работ персонала в жарком климате: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020663116/ В.С. Балакин, Ю.В. Шипко, О.В. Колычев. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 22 октября 2020 г.

6. Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. Нижний Новгород: НГМА, 2001. 526 с.

7. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 280 с.

8. Ажаев А.Н. Гигиена микроклимата в авиации// Авиационная медицина: Руководство/ Под ред. Н.М. Рудного, П.В. Васильева, С.А. Гозулова. М.: Медицина, 1986. С. 163-178.

9. Ажаев А.Н., Зориле З.И., Кольцов А.Н. Влияние высокой температуры окружающей среды на работоспособность человека// Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1980. № 2. С. 35-39.

10. Ажаев А.Н. Физиолого-гигиенические аспекты в авиации// Проблемы космической биологии. Т. 38. М.: Наука, 1979. 264 с.

11. Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Классификация и снижение размерности: Справ. изд./ Под ред. проф. С.А. Айвазяна. М.: Финансы и статистика, 1989. 607 с.

12. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Исследование зависимостей. М.: Финансы и статистика, 1985. 488 с.

13. Айвазян С.А., Мхитарян В.С. Прикладная статистика. Основы эконометрики: Учебник для вузов: В 2 т. Т.1: Теория вероятностей и прикладная статистика. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 656 с.

14. Айзенштат Б.А. Методы расчета некоторых биоклиматических показателей// Метеорология и гидрология. 1964. № 12. С. 9-16.

15. Акимович Н.И., Балалла О.А. Душные погоды на юге Приморья и их влияние на организм человека// Известия АН СССР. Серия География. 1971. № 4. С. 94-99.

16. Андреев С.С., Сергеева Г.А. Особенности формирования климата Волгоградской области// Проблемы гидрометеорологии и геоэкологии: сборник научных статей. Ростов-на-Дону, 2004. С. 16-28.

17. Андреев С.С. Эколого-географическая оценка климатической комфортности территории Южного Федерального Округа России: автореф. дисс. на соискание уч. степени доктора геогр. наук. СПб.: РГГМУ, 2009. 40 с.

18. Апасова Е.Г. О характеристиках местоположения центров действия атмосферы// Труды ВНИИГМИ-МЦД: Статистические методы анализа и прогноза в метеорологии. Вып. 58. М.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 89-97.

19. Багров Н.А., Орлова И.И. К вопросу определения центра циркуляции атмосферы// Труды ГМЦ. Вып. 211: Статистические методы долгосрочного прогноза погоды. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 3-14.

20. Багров Н.А. О центре циркуляции// Метеорология и гидрология. 1975. № 2. С. 3-11.

21. Балакин В.С., Колычев О.В., Шипко Ю.В. Автоматизированный расчет специализированного биометеорологического показателя теплового стресса// Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды: материалы VI Всероссийской научной конференции, Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, 16-18 сентября 2020 г. СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2020. С. 180-184.

22. Балакин В.С. Требования к разработке и использованию специализированного биометеорологического показателя оценки безопасности работ персонала// Электронное периодическое издание «Воздушно-космические силы. Теория и практика». Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2020. № 16. С. 90-98.

23. Балакин В.С., Шипко Ю.В., Зиброва Н.В., Любимов Р.Г. Регрессионные модели прогноза специализированного биометеорологического показателя для районов с жарким климатом// Методологические аспекты развития метеорологии специального назначения, экологии и систем аэрокосмического мониторинга: сб. статей по материалам VI научно-практической конференции 17-18 марта 2020 г. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2020. С.14-19.

24. Балакин В.С., Шипко Ю.В., Колычев О.В. Модель принятия решений на работы персонала в жарких погодно-климатических условиях// Информатика: проблемы, методы, технологии: Материалы XXI Международной научно-методической конференции, Воронежский государственный университет, 11-12 февраля 2021 г. Воронеж: ООО «ВЭЛБОРН», 2021. С.1109-1117.

25. Балакин В.С., Шипко Ю.В., Колычев О.В. Специализированный биометеорологический показатель// Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2021. № 4. С. 60-68.

26. Балакин В.С., Шипко Ю.В., Маслобойщиков А.Н. Модель перед-неазиатской депрессии на уровне 925 гПа// Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития: труды III Всероссийской конференции, Государственный гидрологический институт, 18-19 декабря 2019 г. СПб: Химиздат, 2019. С. 90-94.

27. Балакин, В.С. Оценка внутренней структуры переднеазиатской депрессии/ В.С. Балакин, Ю.В. Шипко// Гидрометеорология и экология. Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2022. № 66.

28. Балакин В.С., Шипко Ю.В. Распределение специализированного биометеорологического показателя теплового стресса на южной части Европейской территории России// Современные проблемы гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды на пространстве СНГ: сб. тезисов Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию Российского государственного гидрометеорологического университета. СПб: РГГМУ, 2020. С. 84-86.

29. Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещений: расчет комфортных параметров по теплоощущениям человека / Пер. с венг. В.М. Беляева; под ред. В.И. Прохорова и А.Л. Наумова. М.: Стройиздат, 1981. 248 с.

30. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1976. 608 с.

31. Богаткин О.Г. Метеорологический индекс здоровья и экономические возможности его применения// Погода и биосистемы: материалы международной конф. 11-14 октября 2006 г., Российский гос. гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург. СПб.: РГГМУ, 2006. С. 173-178.

32. Бокша В.Г., Богуцкий Б.В. Медицинская климатология и климатотерапия. Киев: Здоровье, 1980. 262 с.

33. Бокша В.Г. Справочник по климатотерапии. Киев: Здоровье, 1989.

208 с.

34. Бюттнер К. Стороны биоклиматологической классификации, относящиеся к людям// Биометеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. С. 91-102.

35. Виноградова В.В. Воздействие климатических условий на человека в засушливых землях Европейской России// Известия РАН. Серия: География. 2012. № 2. С. 68-81.

36. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. М.: Росгидромет, 2014. 58 с.

37. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. СанПиН 2.2.4.548-96/ Утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 1.10.1996 № 21.

38. Глызь Г.А. О некоторых характеристиках циркумполярного вихря// Труды ВНИИГМИ-МЦД. Вып. 58: Статистические методы анализа и прогноза в метеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 98-104.

39. Глызь Г.А. Анализ положения планетарной высотной фронтальной зоны// Труды ВНИИГМИ-МЦД. Вып. 58: Статистические методы анализа и прогноза в метеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 105-111.

40. Головина Е.Г., Русанов В.И. Некоторые вопросы биометеорологии. Учебное пособие. СПб.: Изд. РГГМИ, 1993. 90 с.

41. Головина Е. Г., Трубина М. А. Методика расчетов биометеорологических параметров (индексов). СПб.: Гидрометеоиздат, 1997. 110 с.

42. Горбунов А.Г., Дьяков В.И., Ларионов В.Н. и др. Безопасность жизнедеятельности: в вопросах и ответах, задачах и решениях: Учебное пособие. Иваново: ИГЭУ, 2000. 408 с.

43. ГОСТ Р 53453-2009 (ИСО 14415:2005) Эргономика термальной среды. Применение требований стандартов к людям с особыми требованиями. М.: Стандартинформ, 2010. - 12 с.

44. ГОСТ Р 57794-2017 (ИСО 7933:2004) Эргономика термальной среды. Аналитическое определение и интерпретация теплового стресса с использованием расчета прогнозируемой тепловой нагрузки. М.: Стандартинформ, 2017. 36 с.

45. ГОСТ Р ИСО 10551-2007 (ISO 10551:1995). Эргономика тепловой окружающей среды. Определение влияния тепловой окружающей среды с использованием шкал субъективной оценки. М.: Стандартинформ, 2009. 24 с.

46. ГОСТ Р ИСО 11399-2007(ISO 11399:1995). Эргономика тепловой окружающей среды. Принципы и применение признанных международных стандартов. М.: Стандартинформ, 2008. 24 с.

47. ГОСТ Р ИСО 13732-1-2015 (ISO 13732-1:2006). Эргономика термальной среды. Методы оценки реакции человека при контакте с поверхностями. Часть 1: Горячие поверхности. М.: Стандартинформ, 2009. 32 с.

48. ГОСТ Р ИСО 15265-2006 (ISO 15265:2004). Менеджмент риска. Основы стратегии оценки риска для предупреждения стресса и дискомфорта в термальных рабочих средах. М.: Стандартинформ, 2006. 12 с.

49. ГОСТ Р ИСО 7243-2007 (ИСО 7243:1989) Термальная среда. Расчет тепловой нагрузки на работающего человека, основанный на показателе WBGT (температура влажного шарика психрометра). М.: Стандартинформ, 2009. 12 с.

50. ГОСТ Р ИСО 7730-2009 (ИСО 7730:2005) Эргономика термальной среды. Аналитическое определение и интерпретация комфортности теплового режима с использованием PMV и PPD и критериев локального теплового комфорта. М.: Стандартинформ, 2011. 40 с.

51. ГОСТ 8.524-85 Таблицы психрометрические. Построение, содержание, расчетные соотношения. М.: Издательство стандартов, 1985. 34 с.

52. ГОСТ Р ИСО 8996-2008 (ISO 8996:2004). Эргономика термальной среды. Определение скорости обмена веществ. М.: Стандартинформ, 2009. 22 с.

53. ГОСТ Р ИСО 9886-2008 (ISO 9886:2004). Эргономика термальной среды. Оценка температурной нагрузки на основе физиологических измерений. М.: Стандартинформ, 2009. 16 с.

54. Григорьева Е.А. Комплексные методы биоклиматической оценки территории в зимний период// Экологическое образование на современном этапе для устойчивого развития: материалы межрегиональной научно-практической конференции с международным участием (Благовещенск, 1517 мая 2013 г.): в 2-х томах / Под общ. ред. проф. Л.Г. Колесниковой. Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2013. Т. 2. С. 21-26.

55. Дзердзеевский Б.Л. Общая циркуляция атмосферы и климат: Избранные труды. М.: Изд-во «Наука», 1975. 288 с.

56. Доклад о климатических рисках на территории Российской Федерации/ Под ред. В.М. Катцова. СПб: Климат. центр Росгидромета, 2017. 106 с.

57. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2017 год. М.: Росгидромет, 2018. 69 с.

58. Емелина С.В., Константинов П.Н., Малинина Е.П., Рубинштейн К.Г. Оценка информативности некоторых биометеорологических индексов для разных районов России// Метеорология и гидрология. 2014. № 7. С. 25-37.

59. Ефимов Е.Е., Халид И.А. Анализ активности солнечной радиации в условиях Ирака // Известия вузов. Северо-Кавказский регион: Технические науки. 2014. № 6. С. 39-43.

60. Зверев А.С. Синоптическая метеорология и основы предвычисления погоды. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1968. 776 с.

61. Золотокрылин А.Н., Канцебовская И.В., Кренке А.Н. Районирование территории России по степени экстремальности природных условий для жизни// Известия АН СССР. Серия: География. 1992. № 2. С.16-30.

62. Исаев А.А. Экологическая климатология. М.: Научный мир, 2001. 456 с.

63. Климат и здоровье человека. Труды международного симпозиума Всемирной метеорологической организации /ВОЗ/ ЮНЕП. Т. 1. Л.: Гидро-метеоиздат, 1988. 304 с.

64. Климатическая доктрина Российской Федерации / Утв. распоряжением Президента РФ от 17 декабря 2009 г. № 861-рп. М.:2009. 20 с.

65. Кобышева Н.В., Стадник В.В., Клюева М.В. и др. Руководство по специализированному климатологическому обслуживанию экономики/ Под ред. проф. Н.В. Кобышевой. СПб.: ЦНИТ «АСТЕРИОН», 2008. 336 с.

66. Кричагин В.И. Принципы объективной оценки теплового состояния организма // Авиационная и космическая медицина / Под ред. В.В. Парина. 1963. С. 310-314.

67. Куролап С.А., Клепиков О.В., Епринцев С.А. Экологическая экспертиза и оценка риска здоровью: учебно-методическое пособие для вузов. Воронеж, Издательство «Научная книга», 2012. 108 с.

68. Куролап С.А., Епринцев С.А., Клепиков О.В. Воронеж: среда обитания и зоны экологического риска. Воронеж: Изд-во «Истоки», 2010. 207 с.

69. Кучер Т.В., Колпащикова И.Ф. Медицинская география. М.: Просвещение, 1996. 160 с.

70. Линденбратен В.Д., Иванов А.М., Савин С.З. Модели температурного гетеростазиса. Владивосток: Дальнаука, 2001. 231 с.

71. Матвеев М.Г., Михайлов В.В. Управление организационно-технической системой в условиях метеорологической неопределенности: Монография. Воронеж: ВВВАИУ (ВИ), 2006. 128 с.

72. Методические рекомендации по организации и выполнению мероприятий повседневной деятельности в соединениях и воинских частях Вооруженных Сил Российской Федерации. Служба войск и обеспечение безопасности военной службы. М.: АО «Красная звезда», 2019. 556 с.

73. Михайлов В.В. Оптимизация использования метеоинформации при решении практических задач// Метеорология и гидрология. 2006. № 2. С. 17-25.

74. Михайлов В.В., Семенов М.Е., Зибров Г.В. Системная модель поддержки принятия метеозависимых решений на применение авиации// Вестник ВАИУ. 2010. № 3 (10). С. 30-37.

75. Наставление по физической подготовке в Вооруженных Силах Российской Федерации (НФП-2009): Приказ Минобороны РФ от 21 апреля 2009 г. № 200. М.: 2009. 140 с.

76. Специальная тема: отчет о НИР «Жара», регистр. № НИОКТР 1611745 (промежуточный, этап 1); науч. рук. Ю.В. Шипко. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2019. 152 л.

77. Специальная тема: отчет о СЧ НИР «Жара», регистр. № НИОКТР 1611745 (заключительный); науч. рук. Ю.В. Шипко. Москва: ЦНИИ ВВС «Минобороны России», 2020. 168 л.

78. Овчарова Е.Ф. Медицинская интерпретация синоптических и метеорологических прогнозов // Влияние геофизических и метеорологических факторов на деятельность организма. Новосибирск: Сибирский филиал АМН, 1978. С. 38-44.

79. Оценка риска и ущерба от климатических изменений, влияющих на повышение уровня заболеваемости и смертности в группах населения повышенного риска: Методические рекомендации. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2012. 48 с.

80. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации: Общее резюме / Под рук. А.И. Бедрицкого, В.П. Мелешко, С.М. Семенова. Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 2008. 29 с.

81. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Т. 1: Изменения климата. М.: Росгидромет, 2008. 277 с.

82. Павлова Т.В., Куликовский В.Ф., Павлова Л.А. Клиническая и экспериментальная морфология. М.: Мед. информ. агентство, 2016. 256 с.

83. Павлова Т.В., Марковская В.А. Влияние теплового стресса на физическую и психическую работоспособность в экстремальных ситуациях// Проблемы правоохранительной деятельности. 2017. № 4. С. 34-38.

84. Павлова Т.В., Сумин С.А., Шаповалов К.Г. Тепловая травма: пато-морфологические и клинические аспекты. М.: Медицинское информационное агентство, 2013. 216 с.

85. Переведенцев Ю.П., Аль-Маамури С.К., Аухадеев Т.Р., Антонова А.В. Оценка климатических условий и биоклиматического потенциала Ирака в современный период по данным реанализа// Географический вестник = Geographical bulletin. 2018. № 2 (45). С. 116-128.

86. Переведенцев Ю.П., Занди Р., Аухадеев Т.Р. Особенности климатических условий в юго-западной части Ирана (на примере провинции Хузе-стан) // Ученые записки Казанского университета. Сер. Естественные науки. 2013. Т. 155. Кн. 4. С. 144-156.

87. Переведенцев Ю.П., Занди Р., Аухадеев Т.Р., Шаталинский К.М. Оценка влияния климата на человека в засушливых условиях юго-западного Ирана// Вестник Удмуртского университета. Сер. Биология. Науки о земле. 2015. Т. 25. Вып. 1. С. 104-113.

88. Переведенцев Ю.П., Шанталинский К.М., Важнова Н.А. Пространственно-временные изменения основных показателей температурно-влажностного режима в Приволжском Федеральном Округе // Метеорология и гидрология. 2014. № 4. С. 32-48.

89. Переведенцев Ю.П., Шумихина А.В. Динамика биоклиматических показателей комфортности природной среды в Удмуртской республике// Ученые записки Казанского университета. Серия: Естественные науки. 2016. Т. 158. Кн. 4. С. 531-547.

90. Пиголкин Ю.И., Дубровин И.А., Ромодановский П.О. Судебная медицина. Учебник/ Под ред. чл.-кор. РАМН Ю.И. Пиголкина. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. 496 с.

91. Пилипенко О.В., Скобелева Е.А. К определению критериев температурного комфорта человека как показателей экологической безопасности открытых городских пространств// Экологический мониторинг, гуманитарный баланс и нормирование. 2016. № 1 (январь-март). С. 13-19.

92. Письмо Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от 18 апреля 2012 г. № 14-3/10/2-3936 План действий по защите населения от воздействия аномальной жары. Руководство.

93. Практикум по синоптической метеорологии. Руководство к лабораторным работам по синоптической метеорологии/ Под ред. проф. В.И. Воробьева. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 288 с.

94. Приходько М.Г. Справочник инженера-синоптика. Л.: Гидро-метеоиздат, 1986. 328 с.

95. Психрометрические таблицы. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 272 с.

96. Ревич Б.А., Малеев В.В. Изменения климата и здоровье населения России: анализ ситуаций и прогнозные оценки. М.: ЛЕНАНД, 2011. 208 с.

97. Ревич Б.А., Шапошников Д.А. Высокие температуры воздуха в городах реальная угроза здоровью населения// Изменение климата и здоровье России в XXI веке. М.: Изд. «Адамантъ», 2004. С. 175-184.

98. Ревич Б.А., Шапошников Д.А. Изменения климата, волны жары и холода как факторы риска повышенной смертности населения в некоторых районах России // Проблемы прогнозирования. 2012. № 2. С. 122-138.

99. Режимы труда и отдыха работающих в нагревающем микроклимате в производственном помещении и на открытой местности в теплый период года: Методические рекомендации Мр 2.2.8.0017-10/ Утв. Руководителем Федеральной службы по защите прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 28 декабря 2010 г. Введ. с 28 января 2011 г.

100. Рублак К., Афанасьева Р.Ф., Бютель Х. и др. Методы интегральной климатической оценки// Гигиенические основы профилактики неблагоприятного воздействия производственного микроклимата на организм человека. 1992. Вып. 43. С. 133-149.

101. Руководство Р 2.2.013-94. Гигиена труда. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1994. 42 с.

102. Руководство Р 2.2.2006-05. Гигиена труда. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 2005. 142 с.

103. Руководство по Международной статистической классификации болезней, травм и причин смерти. Т. 1. Женева: ВОЗ, 1980. 512 с.

104. Руководство по судебной медицине/ Под ред. проф. В.В. Томилина, Г.Я. Пашиняна. М.: Медицина, 2001. 576 с.

105. Русанов В.И. Комплексные метеорологические показатели и методы оценки климата для медицинских целей: учебное пособие. Томск: Изд-во Томского государственного университета, 1981. 86 с.

106. Русанов В.И. Методы исследования климата для медицинских целей. Томск: Изд-во Томского государственного университета, 1973. 191 с.

107. Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах: СанПиН 2.2.4.3359-16/ Утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 21.06.2016 № 81.

108. Сергеева Г.А. Оценка биоклиматических условий по рассчитанным значениям показателей климатической комфортности (на примере Волгоградской области): автореферат диссертации на соиск. канд. геогр. наук. СПб.: РГГМУ, 2007. 25 с.

109. Скирда И.А., Садковский В.И., Мозиков В.А. Авиационные прогнозы погоды/ Под ред. И.А. Скирды. М.: Военное издательство, 1995. 424 с.

110. Справочник по прикладной статистике. В 2-х т. Т. 2: Пер. с англ./ Под ред. Э. Ллойда, У. Ледермана, С.А. Айвазяна, Ю.Н. Тюрина. М.: Финансы и статистика, 1990. 526 с.

111. Стратегия деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях на период до 2030 года (с учетом аспектов изменения климата). Утв. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 3.09.2010 г. № 1458-р. / Собр. законодательства РФ, 20.09.2010, № 38, ст. 4850.

112. Термогигрометр с расчетом ТНС-индекса «ТКА-ПКМ» (24) [Электронный ресурс]. ШЬ: http://www.tkaspb.ru/main/product/termogigro те^-Б-raschetom-tns-indesa-tka-pkm-24-46/ (дата обращения: 19.02.2018).

113. Теслер Р. Характеристика климата и здоровье человека - проблема классификации климатов // Климат и здоровье человека: Труды международного симпозиума ВМО/ВОЗ/ЮНЕП. Ленинград. 1988. Том 1. С. 89-138.

114. Тимофеева Е.И., Федорович Г.В. Экологический мониторинг параметров микроклимата. М.: «НТМ-Защита», 2005 г. 194 с.

115. Ткачук С.В. Сравнительный анализ биоклиматических индексов для прогноза с использованием мезомасштабной модели// Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2011. № 20. С. 109-118.

116. Троян П. Экологическая биоклиматология. М.: Высшая школа, 1988. 207 с.

117. Трубина М.А. Эффективность использования информационных ресурсов для оценки биотропности атмосферы// Метеоспектр. № 3-4 (11-12). Вопросы специализированного гидрометеорологического обеспечения. М.: АНО «Метеоагентство Росгидромета». 2002. С. 93-101.

118. Факторы, влияющие на здоровье в условиях работы при высоких температурах. Доклад научной группы ВОЗ // Серия технических докладов ВОЗ. № 412. Женева, Швейцария, 1969.

119. Федеральные авиационные правила производства полетов государственной авиации (ФАППП 2004): Приказ Минобороны РФ от 24 сентября 2004 г. № 275. 132 с.

120. Федорович Г.В. Оценка тепловой обстановки с помощью шарового термометра // Безопасность и охрана труда. 2011. № 1 (46). С. 68-71.

121. Хайруллин К.Ш., Карпенко В.Н. Биоклиматические ресурсы России// Энциклопедия климатических ресурсов Российской Федерации. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. С. 25-46.

122. Хандожко Л.А. Экономическая эффективность метеорологических прогнозов. Обнинск: Изд-во ГУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2008. 145 с.

123. Хохлов В.В. Судебная медицина. Руководство: практическое пособие. В 3-х т. Т. 3. М.: Издательство Юрайт, 2019. 499 с.

124. Шерстюков А. В. Оценки климатологических показателей комфортности проживания человека в изменяющемся климате [Электронный ресурс]. URL: http://www.meteo.ru/ publish_tr/monogr1.pdf (дата обращения: 6.07.2017).

125. Шипко Ю.В., Балакин В.С., Шувакин Е.В., Зиброва Н.В. Оценка биометеорологической безопасности работ авиационного персонала на открытой местности для районов с жарким климатом// Методологические аспекты развития метеорологии специального назначения, экологии и систем аэрокос-

мического мониторинга: сб. ст. по материалам VI научно-практ. конф. (17-18 марта 2020 г.). Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2020. С.136-140.

126. Шипко Ю.В., Балакин В.С., Шувакин Е.В. Обобщенный биометеорологический показатель безопасности работ на открытой местности в жарком климате// Информатика: проблемы, методы, технологии: сб. материалов ХХ Международной научно-методической конференции, Воронежский государственный университет, 13-14 февраля 2020 г. Воронеж: Изд-во «Научно-исследовательских публикаций», 2020. С. 1529-1536.

127. Шипко Ю.В., Балакин В.С., Шувакин Е.В. Факторная модель пе-реднеазиатской депрессии на изобарическом уровне 925 гПа// Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2020. № 1. С. 22-28.

128. Шипко Ю.В., Шувакин Е.В., Зиброва Н.В., Балакин В.С. Модель специализированного показателя оценки безопасности работ авиационного персонала на открытой территории в условиях климата Ближнего Востока // Актуальные проблемы вооруженной борьбы в воздушно-космической сфере: сборник научных статей по материалам V Всероссийской военно-научной конференции, ВУНЦ ВВС «ВВА», 10-11 апреля 2019 г. Т. 3. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2019. С.169-174.

129. Шипко Ю.В., Балакин В.С., Зиброва Н.В. Структурные особенности переднеазиатской депрессии на изобарическом уровне 925 гПа// Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития: Труды III Всероссийской конференции, Государственный гидрологический институт, 18-19 декабря 2019 г. СПб.: Химиздат, 2019. С. 990 -994.

130. Шпилев К.М. Эксплуатация летательных аппаратов в горнопустынной местности. М.: Воениздат, 1991. 224 с.

131. Anderson G.B., Bell M.L., Peng R.D. Methods to calculate the heat index as an exposure metric in environmental health research // Environmental Health Perspectives. 2013. Vol. 121 (1). P. 1111-1119.

132. Apparent Temperature // NOAA: National Centers for Environmental Information [Электронный ресурс]. URL: http://www.ncdc.noaa.gov/societal-impacts/apparent-temp/at (дата обращения: 09.02.2018).

133. Brooke A.G., Bell M.L., Peng R.D. Methods to calculate the heat index as an exposure metric in environmental health research // Environmental Health Perspectives: National Institute of Environmental Health Science [Электронный ресурс]. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3801457/ (дата обращения: 26.01.2018).

134. Climate Changе: Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group to the Fourth Assessment Report of the Intergoverment Panel of Climate Chang. Cambridge, UK. 2007. 264 p.

135. Climate ^ange and Human Health: Risks and Responses / Editors: A.J. McMichael et al. Geneva: WHO, 2004. 322 p.

136. Designing Open Spaces in the Urban Environment: a Bioclimatic Approach. Layout and Production Supervisor. Greece, M. Kikira: Center of Renewable Energy Sources, 2004. 52 p.

137. Dimiceli V.E., Piltz S.F., Amburn S.A. Estimation of Black Globe Temperature for Calculation of the Wet Bulb Globe Temperature Index // World Congress on Engineering and Computer Science. October 19-21, San Francisco, USA. 2011. V. II. P. 511-599.

138. Epstein Yo., Moran D.S. Thermal comfort and the Heat Stress Indices // Industrial Health. 2006. V. 44. P. 388-398.

139. Erell E, Pearlmutter D., Boneh D., Kutiel P.B. Effect of higt -albedo materials on pedestrian heat stress in urban street canyons // Urban climate (10). 2013. P. 367-386.

140. Givoni B., Goldman R.F. Predicting metabolic energy cost // Journal Appl. Physiol. 1971. V. 30. P. 429-433.

141. Goldman R.F. Introduction to heat-related Problems in military operations [Электронный ресурс]. URL: http://www.bordeninstitute.army.mil/ pub-

lished_volumes/harshEnv 1 /Ch 1 IntroductiontoHeatRelatedProblemsinMilitary Opera.pdf (дата обращения: 12.10.2015).

142. Hacker S.D., Smith D.R. A comparison of the Stedman's heat index and the WBGT index. [Электронный ресурс]. URL: http://ams.confex.com (дата обращения: 12.07.2020).

143. Harrington E.C. The desirable function // Industrial Quality Control, 1965. V. 21. № 10. Р. 494-498.

144. Hass A.L., Ellis K.N., Mason L.R. et al. Heat and Humidity in the City: Neighborhood Heat Index Variability in a Mid-Sized City in Southeastern US// Int. Journal of Environmental Research and Public Health. 2016. V. 13 (1): 117 [Электронный ресурс]. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC4730508/ #!po=90.1163 (дата обращения: 26.01.2018).

145. Heat Illness: A Handbook for Medical Officers. Natick, Mass.: US Army Research Institute of Environmental Medicine, 1991.

146. Heat Index // National Weather Service [Электронный ресурс]. URL: http://www.nws.noaa.gov/om/heat/heat_index.shtml (дата обращения: 26.01.2018).

147. Houghton D.D., Driscoll D.M.. Handbook of Applied Meteorology. Chapter 29. New York: John Wiley & Sons, 1985. Р. 778-814.

148. Houghton F.C., Vagloglou C.P. Determining lines of equal comfort // Journal Amer. Soc. Heat. And Ventil. Engineers. 1923. V. 29. P. 165-176.

149. Humidex ration and work// Canadian Centre for Occupational Health and Safety [Электронный ресурс]. URL: http://www.ccohs.ca/oshanswers/phys_ agents/humidex.html (дата обращения: 29.01.2018).

150. Iheanacho I. Can the USA National Weather Service Heat Index Substitute for Wet Bulb Globe Temperature for Heat Stress Exposure Assessment? // University of South Florida. Graduate Theses and Dissertations (2014). [Электронный ресурс]. URL: http://scholarcommons.usf.edu/etd/5244 (дата обращения: 12.10.2017).

151. ISO 9920:2007 (E). Ergonomics of the thermal environment Estimation of thermal insulation and water vapour resistance of a clothing ensemble. Switzerland, 2007. 18 p.

152. Kanamitsu M. et al. NCEP/DOE AMIP-II Reanalysis (R-2) // Bull. American Meteor. Soc. 2002. V. 83. P. 1631-1643.

153. Kawamura T. Distribution of discomfort index in Japan in Summer season// Journal of Meteorological Research. 1965. V. 17. P. 460-466.

154. Kennedy S.J, Goldman R.F, Slauta J.S. The Carrying of Loads Within an Infantry Company // Clothing and Personal Life Support Equipment Laboratory Report. № 1078. Natick, Mass.: US Army Natick Laboratories, 1973.

155. Keuhn L.A., Stubbs R.A., Weaver R.S. Theory of the Globe Thermometer// Journal of Applied Physiology, 1970. V. 25. № 5. P. 750-757.

156. Let Military Veterans Teach You How to Beat the Heat operations [Электронный ресурс]. URL: http://usmilitary.about.com/od/theorderlyroom/a7 heatwave.htm (дата обращения: 12.10.2017).

157. Matzarakas A., Mayer H. Another kind of environmental stress: thermal stress // New letters WHO Collaborating Centre for Air Quality Management and Air Pollution Control. 1996. № 18. P. 7-10.

158. Matzarakas A., Mayer H., Iziomon M.G. Heat stress in Greece. Applications of a universal thermal index: physiological equivalent temperature // International Journal of Biometeorology. 1999. № 43. P. 76-84.

159. Meteorological data from worldwide locations [Электронный ресурс]. URL: http://www. meteomanz.com (дата обращения: 10.01.2018).

160. Military Dangerous Conditions [Электронный ресурс]. URL: http:// www.avacore.com/ applications/military/ (дата обращения: 12.10.2017).

161. Missenard A. L'homme et le climat. Paris, 1937. 186 p.

162. NCEP-DOE Reanalysis 2: Summary [Электронный ресурс]. URL: http://www.esrl.noaa.gov/pcd/data/gridded/data.ncep.reanalysis2.html (дата обращения: 16.05.2019).

163. Pearlmutter D. Watts in a comfort index: Evaluating pedestrian energy exchange and thermal stress in urban environments // ICUC9 - 9 Internat. Conf. on Urban Climate jointly with 12th Symposium on the Urban Environment. 2015.

164. Schoen C. A New Empirical Model of the Temperature-Humidity Index // Journal of Applied Meteorology. September, 2005. V. 44. P. 1413-1420.

165. Soule R.G, Goldman R.F. Terrain coefficients for energy cost prediction // Journal Appl. Physiol. 1972. V. 32: P. 706-708.

166. Steadman R.G. A Universal Scale of Apparent Temperature// Journal of Climate and Applied Meteorology. 1984. V. 23. P. 1674-1687.

167. Steadman R.G. Norms of apparent temperature in Australia // Austral. Meteorological Magazine. 1994. Vol. 43. P. 1-16.

168. Steadman R.G. The Assessment of Sultriness. Part I: A Temperature-Humidity Index Based on Human Physiology and Clothing Science// Journal of Applied Meteorology. 1979. V. 18. P. 861-873.

169. Thermal Comfort observation // Australian Government: Bureau of Meteorology [Электронный ресурс]. URL: http://www.bom.gov.au/info/thermal_ stress/ (дата обращения: 7.02.2018).

170. The Heat Index Equation // National Weather Service: Weather Prediction Center [Электронный ресурс]. URL: http://www.wpc.ncep.noaa.gov/html/ heat-index_equation.shtml (дата обращения: 26.01.2018).

171. WetBulb Globe Temperature // NOAA: National Weather Service [Электронный ресурс]. URL: http://www. weather.gov/tsa/wbgt (дата обращения: 9.02.2018).

172. Yaglou C.P. Temperature, humidity and air movement in industries: The effective temperature index// Journal Industr. Hyg. 1927. V. 9. P. 297-309.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Листинг программы автоматизированного расчета специализированного показателя на языке Python

#!/usr/bin/env python3 # -*- coding: utf-8 -*-import numpy as np from scipy.optimize import root import math

#t et - температура воздуха #Rh et - относительная влажность

def fun tsm(tsm, t, Rh):

"return (np.exp((17.5043*tsm/(241.2+tsm))-(17.5043*t/(241.2+t))))-0.13*np.exp(-17.5 043*t/(2 41.2+t))*(t-tsm)*(1+0.00115*tsm)-Rh/10 0

def b11 b01(tau,tsm et,t et):

_y1_063 = 0.85*tsm_et+0.15*t_et y1_037 = 0.6*tau**2-3.5*tau+37.8 _b11 = 0.76635/(y1_063 - y1_037) _b01 = 0.772114 - _b11*y1_063 return b11, b01

def _b12_b02(tau,t_et, Rh_et):

y2_063 = float(t_et-0.4*(t_et-10)*(1-Rh_et/100))

y2_037 = 0.6*tau**2-3.5*tau+33.1

_b12 = 0.76635/(y2_063 - y2_037)

_b02 = 0.772114 - _b12*y2_063

return _b12, _b02

def _b13_b03(tau,t_et, Rh_et): tF_et=t_et*1.8+32 A = -10.3+1.1*tF_et+0.047*Rh_et

B = -42.379+2.04901523*tF_et+10.14333127*Rh_et-0.22475541*tF_et*Rh_et-0.00 6837 83*tF_et**2-

0.054 81717*Rh_et**2+0.00122 87 4*tF_et**2*Rh_et+0.00085282*tF_et*Rh _et**2-1.99e-6*tF_et**2*Rh_et**2 if (A < 79): HI = A

if (Rh_et<=13) and (8 0<=tF_et<=112):

HI = B-((13-Rh_et)/4*math.sqrt(1-(abs(tF_et-95)/17))) if (Rh_et>85) and (80<=tF_et<=87):

HI = B+0.02*(Rh_et-85)*(87-tF_et)

else: HI=B

y3_063 = (HI - 32)/1.8 y3_037 = 0.6*tau**2-3.5*tau+37.1 _b13 = 0.76635/(y3_063 - y3_037) _b03 = 0.772114 - _b13*y3_063 return b13, b03

def b11 b01 realData(tsm, t): return 0.85*tsm+0.15*t

def _b12_b02_realData(t, Rh):

return float(t-0.4*(t-10)*(1-Rh/100))

def _b13_b03_realData(t, Rh): tF=t*1.8+32

A = -10.3+1.1*tF+0.047*Rh if (A < 79): HI = A

else:

B = -42.379+2.04901523*tF+10.14333127*Rh-0.22475541*tF*Rh-0.00683783*tF**2-

0.054 81717*Rh**2+0.00122874*tF**2*Rh+0.000852 82*tF*Rh**2-1.99*tF**2*Rh**2/1000000 if (Rh<=13) and (80<=tF<=112):

HI = B-((13-Rh)/4*math.sqrt(1-(abs(tF-95)/17)))

else:

if (Rh>85) and (8 0<=tF<=87):

HI = B+0.02*(Rh-85)*(87-tF)

else:

HI=B

return (HI - 32)/1.8

def cfD (t, Rh, tau): if tau < 1: t_et = 31 Rh_et = 31

tsm et = float(root( fun tsm,0,args=(t et,Rh et)).x)

b11,b01 = _b11_b01(tau,tsm_et,t_et) b12,b02 = _b12_b02(tau,t_et, Rh_et) b13,b03 = _b13_b03(tau,t_et, Rh_et)

tsm = float(root( fun tsm,0,args=(t,Rh)).x)

y1 = b11 b01 realData(tsm,t) y2 = _b12_b02_realData(t, Rh) y3 = _b13_b03_realData(t, Rh)

D = np.exp(-1/3*(np.exp(-b01-b11*y1)+np.exp(-b02-b12*y2)+np.exp(-b03-b13*y3)))

else: tet = 31 - tau Rh_et = 31

tsm et = float(root( fun tsm,0,args=(t et,Rh et)).x)

b11,b01 = _b11_b01(tau,tsm_et,t_et) b12,b02 = _b12_b02(tau,t_et, Rh_et) b13,b03 = _b13_b03(tau,t_et, Rh_et)

tsm = float(root( fun tsm,0,args=(t,Rh)).x) y1 = b11 b01 realData(tsm,t) y2 = _b12_b02_realData(t, Rh) y3 = b13 b03 realData(t, Rh)

D = np.exp(-1/3*(np.exp(-b01-b11*y1)+np.exp(-b02-b12*y2)+np.exp(-b03-b13*y3)))

return (round(D,2))

try:

t = float(sys.argv[1]) Rh = float(sys.argv[2]) tau = float(sys.argv[3]) if not(25<=t<=50):

raise ValueError if not(0<= Rh <=100): raise ValueError if not(0.5<=tau<=3.5): raise ValueError if (tau > 3): tau = 3

D = cfD(t, Rh, tau)

if (D > 0.37):

print('Безопасная работа персонала, D = ', D)

else:

print('Опасные условия работы', D = ', D)

except IndexError:

print('''аргументы t Rh tau должны быть все

программа запускается командой python3 hotD.py t Rh tau''') except ValueError:

print('''аргументы t Rh tau должны быть числами в диапазоне

t - температура от 2 5 до 5 0 градусов по Цельсию Rh - влажность от 5 до 95 процентов tau - время от 0.5 до 3.5 часов

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Основные типы атмосферной циркуляции летнего сезона в районе Нижней Волги

Климат района Нижней Волги определяется воздействием общей циркуляции умеренных широт, местными условиями солнечной радиации во взаимодействии с оголенной от растительного покрова подстилающей поверхностью. В системе общей циркуляции атмосферы [55] район находится в основном под воздействием северной части планетарной субтропической зоны повышенного давления, в частности, под влиянием высотного гребня Азорского максимума, как постоянно действующего центра атмосферы и сезонного Сибирского (Азиатского) максимума. Поэтому в свободной атмосфере (на высоте более 2-3 км) преобладают западные потоки воздуха: более интенсивные зимой и менее интенсивные летом.

Особенностью физико-географических условий района является то, что он расположен в месте столкновения различных систем циркуляции - Европы и Азии. Это приводит к тому, что в отдельные сезоны года в район могут проникать воздушные массы различные по своему географическому происхождению, с противоположными термогигрометрическими характеристиками.

Не менее важным фактором, влияющим на климат района, является его значительная удаленность от Атлантического океана, что приводит к преобладанию циркуляции умеренных широт. Повторяемость континентального воздуха в южной части ЕТР составляет: летом 60-70 %.

В системе климатообразования летом большую часть играет трансформация воздушных масс, когда в течение 2-3 дней арктический воздух трансформируется в континентально-умеренный, иногда в тропический. В другие сезоны года трансформация воздушных масс незначительна и основную роль играет адвекция: тепла - весной, холода - осенью и зимой.

Климат рассматриваемого района резко континентальный, засушливый. Засушливость климата вызывается не только его южным положением, но и малой облачностью в летние месяцы. Продолжительность солнечного сияния

составляет 1800-2400 ч в году, что на 500-900 ч больше, чем в Москве. Тепловые ресурсы района велики, лето длится около 5 месяцев.

Потепление в районе начинается после осуществления процесса «блокирования», когда антициклон или гребень арктического происхождения перерезает путь циклонов, перемещающихся с запада или северо-запада. В результате процесса блокирования над Центральной и Южной частью Европы, включая Средиземное и Черное моря, оформляется высокий малоподвижный циклон, а над Западным Казахстаном и Средней Азией высокий малоподвижный антициклон. Это обусловливает юго-западный и южный перенос и с ним адвекцию теплого воздуха, иногда тропического происхождения. Во вторую половину весны район находится больше под влиянием гребня среднеазиатского максимума и основным процессом является процесс трансформации (прогрева) воздушных масс.

Летом продолжается ослабление интенсивности западно-восточного переноса воздушных масс, начавшееся весной, обусловленное уменьшением горизонтальных градиентов температуры. Однако преобладающим переносом так и остается западно-восточный перенос (с повторяемостью 42-56 %). При этом высотный гребень Азорского антициклона, направленный на восток, поднимается к северу, приближаясь своей осью к широте района базирования. Такое расположение высотного гребня приводит к преобладанию антициклонической кривизны изогипс, а последняя обусловливает преобладание малооблачной погоды с большим притоком солнечной радиации, под действием которой происходит интенсивный прогрев подстилающей поверхности и трансформация воздушных масс умеренных широт в тропические. Ослабление западно-восточного переноса приводит к увеличению инерции атмосферных процессов и устойчивости погоды.

Из анализа циркуляции атмосферы в районе Нижней Волги выделяются одиннадцать типов циркуляции с различной повторяемостью по сезонам года. Основными синоптическими типами циркуляции в летний период являются - 1 летний, 5, 8 и 10, которые приводят к установлению жаркой малооблачной погоды с максимально высокими температурами (таблица Б.1).

Таблица Б.1 - Повторяемость (%) атмосферных процессов различных типов (за год)

Тип атмосферного процесса Осень Зима Весна Лето

I летний 9 - 9 82

I зимний 30 45 25 -

II зимний 24 37 22 17

III зимний 23 35 23 19

IV зимний 24 46 26 4

V 25 16 9 60

VI 8 - 48 44

VII 16 27 17 40

VIII 9 - 26 65

IX 8 11 45 36

X 2 - 8 90

Первый тип (летний). Антициклон, сформированный в массах арктического воздуха над Карским морем движется по ультраполярной оси с северо-востока на центральную часть ЕТР через верховья реки Двины, затем Волги. Район находится под воздействием его южной периферии или в северовосточном потоке континентально-арктического воздуха. Антициклон смещается медленно и зачастую становится квазистационарным. Наличие Черноморской циклонической области приводит к увеличению барических градиентов и усилению восточного выноса. По мере передвижения антициклона на Южный Урал и ослабления гребня, направленного на запад, вынос холодного воздуха сменяется на приток теплого с юга или юго-востока. Процесс заканчивается превращением этого антициклона в отрог азиатского максимума.

Пятый тип осуществляется в результате отрыва низких антициклонов от гребня азорского постоянно действующего максимума и перемещения их с запада на восток. Этот тип циркуляции наблюдается в течение всего года, причем, повторяемость его летом больше, чем зимой.

Восьмой тип преимущественно осуществляется летом, после седьмого типа циркуляции, когда циклон с центра ЕТР перемещается на Южный Урал. При этом район находится в северо-западном потоке арктического или кон-тинентально-умеренного воздуха, вторгающегося в тыл циклона.

Десятый тип наблюдается летом, характеризуется малоградиентным барическим полем, обычно седловиной, с гиперболической точкой над Нижней Волгой. Такое барическое поле обусловливает трансформацию конти-нентально-умеренного воздуха в континентально-тропический.