Разработка климатического паспорта местности района строительства в Астрахани

Астраханский инженерно-строительный институт Кафедра ПГС Расчетно-графическая работа

Разработка климатического паспорта местности района строительства в Астрахани

Астрахань 2010

Особенности погоды и климата определяются целым рядом факторов, важнейшими из которых являются географическое положение (широта, положение по отношению к Мировому океану), циркуляция (движение) воздушных масс и характер подстилающей поверхности (абсолютные отметки, относительное колебание рельефа, характер растительного покрова).

Географическое положение. Астраханская область расположена между 45°З1' и 48°52' северной широты, что обуславливает ее почти срединное положение между экватором и Северным полюсом. 22 июня самый длинный день в нашем регионе: на юге его продолжительность составляет 15 час. 42 мин., на севере — 16 час. 09 мин. В этот день в полдень в Астраханской области наибольший угол падения солнечных лучей: на юге — 69°, на севере — 65°. Зимой 22 декабря в Астраханское области, в этот самый короткий день (на юге — 8 час. 42 мин., на севере — 8 час. 18 мин.), угол падения солнечных лучей уменьшается до 21° на юге и 18° на севере. Такая большая разница в углах падения солнечных лучей на земную поверхность определяет различие в количестве тепла, получаемого поверхностью нашей области по временам года и в меридиональном направлении. Солнечную энергию выражают в килокалориях (ккал) на едини и площади (квадратный сантиметр) за определенное время. Земная поверхность использует не всю лучистую энергию, часть ее отражает в космическое пространство. Разницу между приходом и расходом солнечной энергии называют радиационным балансом. Он характеризует фактические ресурсы лучистой энергии. Годовой радиационный баланс Астраханской области составляет 45 ккал/кв. см Это всего лишь на 5 ккал/кв. см

Продолжительность периода с температурой выше 0 °C составляет 235 — 260 дней.

Важную роль в формировании климата играет положение региона относительно Мирового океана Астраханская область находится в умеренном поясе, для которого характерен западный перенос воздушных масс со стороны Атлантического океана. Нередко на территорию прорываются воздушные массы со стороны Северного Ледовитого океана, циклоны — со Средиземного и Черного морей. Но все эти водоемы располагаются очень далеко от нашей области.

Важную роль в климатообразовании играет циркуляция воздушных масс. Положение области в умеренных широтах определяет западный и северо-западный перенос воздушных масс со стороны Атлантического океана преимущественно в виде циклонов. С их приходом связано выпадение осадков, уменьшение температуры летом и повышение зимой.

Положение области на границе с обширным азиатским материковым пространством обуславливает влияние Сибирского антициклона. Для антициклона характерны высокое давление, малооблачное или безоблачное небо, малое количество осадков. Поэтому зимой в условиях короткого дня, низкого угла падения солнечных лучей, ясного неба расход лучистой энергии превышает приход, устанавливаются низкие температуры воздуха. Летом поступление тепла превышает расход, что вызывает повышение температуры воздуха и установление жарких дней.

Равнинность рельефа к северу от Астраханской области способствует беспрепятственному проникновению холодных арктических масс, с которыми связано понижение температуры в любое время года.

Подстилающая поверхность является важным климатообразующим фактором. Основной фон представлен равниной, осложненной песчаными массивами. Исключением являются Волго-Ахтубинская пойма Волги с большим количеством водной поверхности, луговой растительностью и ленточными лесами. Климат этой части области имеет свои специфические особенности. В течение всего года температура воздуха в ночные часы выше, чем на окружающих пустынных пространствах. Летом в дневные часы в пойме и дельте много тепла расходуется на испарение, поэтому прогрев воздуха уменьшается, и температура его понижается на 2 — 3 °C по сравнению с прилегающими пустынными ландшафтами. Повышенное увлажнение и растительный покров поймы и дельты понижают летом температуру поверхности почвы на 15 °C по сравнению с окружающими их пустынными почвами. В южной части дельты безморозный период на 15 — 30 дней длиннее, чем в северной.

1. Общие черты климата

Климат Астраханской области умеренный, резко континентальный — с высокими температурами летом, низкими — зимой, большими годовыми и летними суточными амплитудами температуры воздуха, малым количеством осадков и большой испаряемостью. Температура.

Средняя годовая температура воздуха изменяется с юга на север от 10 °C до 8 °C.

Самый холодный месяц — январь. Средняя температура воздуха понижается до минус 5 — 9 °C.

Самая высокая средняя температура 24 — 25 °C отмечается в июле. Амплитуда самого холодного и самого теплого месяцев составляет 29 — 34 °C, что свидетельствует о высокой континентальности климата.

· осадки

Годовая сумма осадков колеблется от 180 — 200 мм на юге и до 280 — 290 мм — на севере. Годовое количество осадков ~ 1988 года по 1994 год увеличилось на 40−50 мм на юге и на 90 мм — на севере. Основное количество осадков (70 — 75%) выпадает в теплое время года.

Это объясняется приходом циклонов с запада, севереи юго-запада и атмосферных фронтов, образующихся при встрече холодного арктического воздуха с теплым.

Зимой осадки выпадают в виде снега, мокрого снега, дождя. Часто они носят обложной характер. Летом ливневые дожди сопровождаются грозами, иногда с градом.

· ветер.

Особенности общей циркуляции атмосферы определяют ветровой режим.

Нормальное среднегодовое давление воздуха в Астраханской области при 0 °C составляет 765 мм рт. ст., в холодный период увеличивается до 770, в теплый — уменьшается до 760. Область длительное время в году находится под влиянием отрога Сибирского антициклона, имеющего более высокое давление, поэтому для нашего региона характерны восточные, юго-восточные и северо-восточные ветры. Повторяемость ветров этого направления от общего количества ветровых дней достигает в отдельных пунктах 55%. Летом они определяют высокие температуры, сухость и запыленность воздуха, зимой — холодную и ясную погоду. С апреля по август с этими ветрами связаны суховеи. Ветры других направлений приносят облачность, осадки.

В течение года преобладают ветры со скоростью 4 — 8 м/сек, но в отдельных случаях скорость возрастает до 12 — 20 м/сек и более. Так, в июне 1985 года вс. Тамбовка наблюдался смерч со скоростью ветра в нем свыше 40 м/сек Смерч сопровождался разрушением построек, обрывом электропроводов. Наибольшее число дней без ветра отмечается летом.

В Астраханской области образуются местные ветры. Летом на берегу Каспийского моря дуют слабые бризы: днем — на сушу, ночью — в сторону моря. Зимой северная часть Каспия замерзает, и бризы не образуются. Ветры, дующие непрерывно в течение нескольких суток со стороны Каспия, повышают уровень воды на побережье моря и в дельте Волги. Астраханцы называют их морянами.

2. Оценка годового хода климатических элементов

Климат Астрахани

Показатель Янв Фев Мар Апр Май Июн Июл Авг Сен Окт Ноя Дек Абсолютный максимум, °C 14,0 16,9 24,0 32,0 36,8 39,9 41,0 40,8 38,0 29,9 21,6 16,4

Средний максимум, °C ?1 ?0,1 6,7 17,7 24,1 29,1 31,6 30,0 24,0 15,4 7,1 1,3

Средняя температура, °C ?4,8 ?4,7 1,4 11,4 17,8 23,0 25,2 23,4 17,3 9,6 3,2 ?1,8

Средний минимум, °C ?7,8 ?8,2 ?2,6 6,1 12,2 17,3 19,4 17,5 11,9 5,2 0,2 ?4,4

Абсолютный минимум, °C ?31,8 ?33 ?26,9 ?8,9 ?1,1 6,1 10,1 6,1 ?2 ?10,5 ?25,8 ?29,9

Норма осадков, мм 15 10 16 25 22 21 15 17 23 17 17 15

Температура воздуха

Месяц Абсолют. минимум Средний минимум Средняя Средний максимум Абсолют. максимум январь -31.8 (1883) -7.8 -4.8 -1.0 14.0 (2007)

февраль -33.0 (1954) -8.2 -4.7 -0.1 16.9 (1958)

март -26.9 (1954) -2.6 1.4 6.7 24.0 (1914)

апрель -8.9 (1904) 6.1 11.4 17.7 32.0 (1950)

май -1.1 (1918) 12.2 17.8 24.1 36.8 (1897)

июнь 6.1 (1967) 17.3 23.0 29.1 39.9 (1998)

июль 10.1 (1973) 19.4 25.2 31.6 41.0 (1991)

август 6.1 (1962) 17.5 23.4 30.0 40.8 (2007)

сентябрь -2.0 (1986) 11.9 17.3 24.0 35.8 (1897)

октябрь -10.5 (1976) 5.2 9.6 15.4 29.9 (1999)

ноябрь -25.8 (1931) 0.2 3.2 7.1 21.6 (1998)

декабрь -29.9 (1892) -4.4 -1.8 1.3 16.4 (1961)

год -33.0 (1954) 5.6 10.1 15.5 41.0 (1991)

Осадки

Месяц Норма Месячный минимум Месячный максимум Суточный максимум январь 15 0.4 (1895) 152 (1854) 20 (1953)

февраль 11 0 (1885) 60 (1911) 17 (1911)

март 16 0 (1884) 65 (1987) 18 (1987)

апрель 21 0 (1890) 80 (1978) 46 (1978)

май 24 0 (1885) 95 (1928) 73 (1928)

июнь 25 0 (1908) 126 (1933) 59 (1923)

июль 24 0 (1885) 96 (1992) 62 (1933)

август 19 0 (1900) 79 (1999) 72 (1999)

сентябрь 19 0 (1883) 173 (1911) 146 (1911)

октябрь 17 0 (1891) 63 (1940) 41 (1980)

ноябрь 16 0 (1997) 50 (1943) 22 (1914)

декабрь 15 0 (1886) 54 (1915) 24 (1888)

год 222 66 (1962) 419 (1911) 146 (1911)

Число дней с твердыми, жидкими и смешанными осадками

вид осадков янв фев мар апр май июн июл авг сен окт ноя дек год твердые 11 8 5 0.1 0 0 0 0 0 0.4 3 8 36

смешанные 3 2 2 0.3 0 0 0 0 0 0.3 2 4 14

жидкие 3 3 4 8 9 8 8 7 7 7 10 7 81

Ветер янв фев мар апр май июн июл авг сен окт ноя дек год

3.2 3.4 3.4 3.5 3.1 2.8 2.5 2.6 2.7 2.8 3.0 3.1 3.0

Повторяемость различных направлений ветра, %

направл. янв фев мар апр май июн июл авг сен окт ноя дек год С 8 8 8 9 10 12 14 13 10 9 8 7 10

СВ 10 12 12 11 12 9 10 11 9 11 12 9 11

В 25 29 34 28 24 16 15 20 24 24 27 27 24

ЮВ 12 12 13 18 16 13 11 14 15 14 14 13 14

Ю 5 5 6 6 6 7 7 7 6 5 5 6 6

ЮЗ 11 7 6 6 8 11 11 8 8 9 8 10 9

З 20 18 12 14 14 19 19 15 16 18 17 18 17

СЗ 10 10 9 9 10 12 13 11 11 11 10 9 10

штиль 4 3 3 4 5 5 6 5 6 5 3 3 4

Влажность воздуха, %

янв фев мар апр май июн июл авг сен окт ноя дек год

83 80 74 63 59 59 58 59 66 74 82 86 70

Снежный покров месяц сен окт ноя дек янв фев мар апр май июн число дней 0 0 4 12 21 17 9 0 0 0

высота (см) 0 0 1 1 2 3 2 0 0 0

макс.высота (см) 1 6 33 30 21 30 32 8 0 0

Облачность, баллов месяц янв фев мар апр май июн июл авг сен окт ноя дек год общая 7.2 6.6 6.5 6.4 5.9 5.5 4.3 4.0 4.5 5.6 7.5 7.9 6.0

нижняя 4.6 3.9 3.0 2.0 1.6 1.6 1.4 1.2 1.5 2.5 4.8 5.8 2.8

Число ясных, облачных и пасмурных дней

янв фев мар апр май июн июл авг сен окт ноя дек год Общая облачность ясных 3 4 4 4 4 4 9 9 8 6 2 2 59

облачных 11 11 15 15 18 19 18 18 18 15 10 9 177

пасмурных 17 13 13 11 9 7 4 4 4 10 17 20 129

Нижняя облачность ясных 10 11 16 19 22 21 23 24 21 17 9 7 200

облачных 13 12 12 10 9 9 8 7 9 12 14 13 128

пасмурных 8 5 3 1 0 0 0 0 0 2 7 12 38

Число дней с различными явлениями явление янв фев мар апр май июн июл авг сен окт ноя дек год дождь 7 5 7 8 8 8 8 7 7 8 11 10 94

снег 14 10 7 0.4 0.06 0 0 0 0 0.7 4 11 47

туман 5 5 4 1 0.5 0.3 0.2 0.5 2 4 5 8 36

гроза 0 0 0 0.4 2 4 4 3 1 0.03 0.03 0 15

роса 0.5 0.5 5 15 16 15 14 17 21 19 8 1 132

иней 18 18 17 3 0.2 0 0 0 0.3 5 11 14 87

метель 0.8 0.6 0.3 0.06 0 0 0 0 0 0.03 0.2 0.3 2

гололед 2 1 0.9 0.03 0 0 0 0 0 0.06 0.4 2 6

изморозь 2 2 0.8 0 0 0 0 0 0 0 0.5 3 8

пыльная буря 0.06 0.3 0.3 1 0.5 0.1 0.1 0.09 0.3 0.1 0.03 0.09 3

Гр. Температура воздуха Гр. Температура воздуха

3. Характеристики сезонов года

Фактические или климатические сезоны не совпадают с календарными. Критерием для выделения сезонов являются даты устойчивых переходов температуры воздуха через определенные пределы.

· зима.

За начало и конец зимы принимаются даты устойчивого перехода температуры через 0 °C. Зима в области начинается 15 — 20 ноября. Астраханская зима характеризуется неустойчивостью погоды: ясные, холодные дни сменяются пасмурными, оттепелями. Холодные дни наблюдаются при действии Сибирского антициклона и при вторжении с севера арктического воздуха. Оттепели, облачные дни, осадки связаны с приходом циклонов, атмосферных фронтов. Если циклоны повторяются часто, то устанавливается теплая зима.

Самым холодным месяцем является январь со среднемесячными температурами доминус 10 °C. Это такая же температура, как в Санкт-Петербурге, который находится на 12° севернее нашей области. Низкие температуры в области объясняются ее континентальностью. В отдельные зимы отмечается резкое понижение температуры воздуха до минус 20 — 25 °C. Но такие температуры в среднем бывают за зиму 10 — 15 дней. Абсолютные минимумы температуры отмечались в Астрахани в 1950 году — минус 30 °C, в Харабалях в 1969 году — минус 34 °C, в Зеленге в 1973 году — минус 30 °C. Самая низкая температура за все годы метеорологических наблюдений зафиксирована в 1954 году в Баскунчаке — минус 36 °C.

Первый снег появляется в конце ноября — начале декабря. Устойчивый снежный покров образуется большей частью лишь на севере. Мощность его составляет в в среднем 5 — 12 см, но отдельные годы под влиянием южных циклонов мощность снежного покрова может увеличиться до 25 — 30 см. В феврале наблюдается наибольшая глубина промерзания почвы: до 40 — 50 см на юге и 100 — 130 см. на севере. Для зимы характерно большое число пасмурных дней. За зиму насчитывается 40 — 60 дней с температурами плюс 5 — 10 °C, что вызывает снеготаяние.

Зимой преобладают ветры восточного направления. В отдельные скорость ветра достигает 20 — 30 м/сек. В январе-феврале сильные ветры могут сопровождаться метелями. Среднее число дней с метелью составляет 8 — 18. Средняя продолжительность Метелей 5 — 10 часов. При метелях происходит перераспределение снежного покрова, на полях образуются оголенные участки. В феврале 1985 года, в январе 1987 года наблюдались сильные метели при северо-западном ветре со скоростью 15 — 20 м/сек. Прекращались подача электроэнергии, движение на автодорогах, наблюдались простои железнодорожного транспорта.

Большой вред причиняет растениям ледяная корка. Лед, покрывая их и проникая в почки, создает угрозу механического разрыва растений.

На реках, озерах устойчивый ледяной покров образуется в декабре. В нижней части дельты, авандельте лед неустойчивый, с полыньями, промоинами. На участке от г. Астрахани до Каспийского моря лед уже в январе вскрывают для обеспечения бесперебойной работы паромных переправ и для предотвращения подтопления береговых сел из-за заторов льда.

· весна

Самый короткий период года, всего лишь полтора месяца, с середины марта до первых чисел мая. За начало берется переход температуры воздуха через 0 °C в сторону повышения до 15 °C. Нарастание тепла идет очень быстро. Разрушается снежный покров. К апрелю происходит полное оттаивание почв, на реках вскрывается лед. Во второй половине апреля начинается половодье. В конце апреля прекращаются заморозки. Увеличивается число ясных дней.

Для астраханской весны характерно наличие засушливых периодов. Быстро подсыхают верхние слои почвы. Восточные ветры приобретают характер суховеев. Скорость ветра в них достигает 12 м/сек и более, температура воздуха повышается до 25 — 30 °C, влажность падает до 20% Проносятся пыльные и соленые бури. При пыльных бурях отмечается сдувание верхнего слоя почвы, семян и даже недостаточно укоренившихся растений. Может произойти полная гибель посевов. Так, в апреле 1988 года пыльные бури охватили 60% территории области, продолжались несколько часов при скорости ветра 18 — 20 м/сек. Следствием этого стихийного бедствия была гибель посевов на сотнях гектаров.

· лето

Самый продолжительный сезон: 4,5 месяца! Начинается в первых числах мая с устойчивого перехода температуры воздуха через 15 °C в сторону повышения и заканчивается в половине сентября, когда температура вновь понижается до 15 °C. Устанавливается ясная погода с высокими температурами, редкими облаками и ливневыми осадками. Самый жаркий месяц — июль со средней месячной температурой воздуха 24 — 25 °C. Однако в отдельные годы столбик термометра поднимался значительно выше. Экстремальные (максимальные) температуры наблюдались в 1949 году в Верхнем Баскунчаке — 44 °C; в 1991 году — в Астрахани и Лимане — 41 °C; Зеленге — 39 °C; в 1992 году — в Харабалях — АТС.

Ночью земная поверхность излучает тепло, остывает и охлаждает приземный воздух до 10 — 15 °C. Таким образом, суточная амплитуда температуры воздуха составляет 10 — 15 °C Еще больше, до 40 °C, суточная амплитуда температуры на поверхности почвы с разреженной растительностью. Этим объясняется активное проявление физического выветривания на территории области. В первой половине июня заканчивается половодье. Наступает меженный период. Вода в реках прогревается до 24 °C, в ильменях — до 25 — 27 °C. В мелководных ильменях, не связанных в это время с Волгой, вода может полностью испариться, дно покрывается тонким слоем соли, растрескивается. Образуются солончаки.

Учащаются западные и северо-западные ветры, выпадает 37 — 40% осадков от общего годового количества. Осадки носят в основном ливневый характер, часты грозы, возможен град, который наносит — значительный ущерб сельскохозяйственным культурам, садам, виноградникам. Нередко в атмосфере возникает предгрозовая обстановка: ветер нагоняет тучи, небо пронизывают молнии, слышны раскаты грома, но до земной поверхности влага не доходит, испаряясь в накаленных слоях воздуха. Это явление называется «сухим дождем» .

· осень.

Начало сезона в середине сентября характеризуется переходом температуры воздуха через 5″ Св сторону понижения. Устанавливается теплая сухая солнечная погода с умеренно высокими температурами днем и сравнительно низкими ночью. Во второй половине октября начинаются заморозки. Вода в волжских рукавах более теплая, чем земная поверхность, поэтому по утрам теплый воздух над водотоками соприкасается с окружающим более холодным воздухом, образуется туман.

Таким образом, все вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что климат нашей области является умеренным, резко континентальным. Для него характерны большая продолжительность солнечного сияния, высокие годовые и суточные летние амплитуды температур воздуха, большая испаряемость, малое количество осадков.

Вывод

Проведя данную работу я могу сделать выводы о необходимых требованиях к зданиям Астраханской области. Жилище должно защищать человека от сильного перегрева, гиперинсоляции, а нередко и от пыли. Характерные компактные объемно-планировочные решения, обеспечивающие минимальное теплопоступление извне, открытые помещения для вечернего и ночного отдыха. В городской среде активное затенение и обводнение смягчают микроклимат; необходимы защиты от пыльных ветров.

Жилые здание в Астрахани должны иметь наружные ограждения требуемых защитных качеств, компактное объемно-планировочное решение, теплые лестницы, тамбуры, лоджии и веранды; возможна ориентация квартир на солнечную сторону с обеспечением в летнее время солнцезащиты; необходимо угловое и сквозное проветривание квартир; затенение и обводнение территории городской застройки; вентиляция в зданиях канальная вытяжная. При этом в летнее время помещения должны быть максимально раскрыты в окружающую среду через лоджии и веранды.

Для решения ряда архитектурно-планировочных и конструктивных задач, например, расположение уличной сети города, ориентация зданий, выбор типа жилой секции, размера конструкций и расположение окон, дверей и т. д., необходимо производить комплексную оценку воздействия климатических элементов по направлениям горизонта. Такая оценка выполняется по основным элементам климата: скорости и повторяемости ветра, по инсоляции и др.

В жилых зданиях для Астрахани высотой не более 28 м допускается устройство вместо лестничных клеток наружных открытых лестниц из негорючих материалов с пределом огнестойкости не менее 1 ч.

Лоджии и балконы следует предусматривать: в квартирах домов, строящихся в Астрахани, в квартирах для семей с инвалидами, в других типах квартир и других климатических районах — с учетом противопожарных требований и неблагоприятных условий.

Во встроенных в жилые здания общественных помещениях предусматривается кондиционирование, вентиляция и отопление. Кондиционирование и вентиляция встраиваемых объектов должны быть автономными. Вытяжную вентиляцию помещений, размещаемых в габаритах одной квартиры, — нотариальных контор, юридических консультаций, детских комнат, контор жилищно-эксплуатационных организаций, сбербанков, киосков союзпечати и других встроенных помещений, где отсутствуют пожаровзрывоопасные вещества и вредные выделения не превышают нормируемых значений, допускается присоединять к общей вытяжной системе жилого здания.

Вытяжную вентиляцию из спальных комнат санаториев и учреждений отдыха следует предусматривать, как правило, с естественным побуждением, а для IV климатического района в жилых комнатах учреждений отдыха, рекомендуется предусматривать вытяжную вентиляцию с механическим побуждением.

Удаление воздуха из жилых комнат и номеров, имеющих санитарные узлы, следует предусматривать через санитарные узлы.

При применении канальной приточной вентиляции, совмещенной с воздушным отоплением, предусматривается подача воздуха в жилые помещения постоянно по каналам воздушного отопления.