Complex characteristics of weather phenomena  dangerous for the operation of land transport  in Dnipropetrovsk region

<jats:p>On the basis of statistical data for the long-term period the research of climatic mode of the weather phenomena dangerous to functioning of land modes of transport is executed, and also territory zoning on degree of influence of weather conditions is done.</jats:p>

section_content: На основі статистичних даних за багаторічний період досліджено кліматичний режим явищ погоди, небезпечних для функціонування наземних видів транспорту та виконано зонування території за ступенем впливу погодних умов. 

Ключові слова: кліматичний режим, зонування території
section_name: КОМПЛЕКСНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЯВИЩ ПОГОДИ, НЕБЕЗПЕЧНИХ ДЛЯ ФУНКЦІОНУВАННЯ НАЗЕМНИХ ВИДІВ ТРАНСПОРТУ НА ДНІПРОПЕТРОВЩИНІ

section_content: Дніпропетровщина -один з най розвинутіших промислово-аграрних регіонів України, який потребує достатньо розвиненої мережі доріг для транспортування вантажів і перевезення пасажирів. Основними видами наземного транспорту є автодорожній та залізничний. 

Транспорт -одна з найбільш залежних від погодно-кліматичних умов галузей народного господарства. Погодні умови чинять суттєвий вплив не тільки на стан й економічні показники роботи транспортних засобів, але й на безпеку руху. Отже, від стану погоди і якості та своєчасності інформації про неї нерідко залежать життя й здоров'я людей. Тому, при проектуванні та експлуатації транспортних магістралей, необхідно враховувати кліматичний режим місцевості, особливо, небезпечних погодних явищ, які впливають на стан доріг і функціонування транспортних засобів. 

Постановка питання. Згідно з актуальністю та важністю проблеми мета роботи полягає в дослідженні кількісних і просторово-часових характеристик небезпечних явищ погоди (туману, ожеледі, заметілі й снігових заносів, злив тощо) на Дніпропетровщині у взаємодії з функціонуванням транспортних засобів. 

Дослідження проведене на основі статистичних даних спостережень за небезпеч-ними явищами погоди в період 1963-2010 рр. на дев'яти нині діючих метеорологічних станціях Дніпропетровщини: Комісарівка, Губиниха, Кривий Ріг, Дніпропетровськ, Павлоград, Лошкарівка, Синельникове, Чаплине, Нікополь. 

Викладення основного матеріалу. Існує декілька груп небезпечних явищ погоди, які ускладнюють функціонування дорожнього транспорту: ті, що погіршують видимість (тумани, снігопади, пилові бурі); погіршують дорожнє покриття (ожеледь та ожеледиця, паморозь, зливи); створюють небезпеку перекидання транспортних засобів (сильний боковий вітер, шквали, тромби); при комплексному впливі різних небезпечних явищ часто взагалі унеможливлюється експлуатація транспортних засобів. 

Залізничний транспорт у меншій мірі залежить від несприятливих погодних умов ніж автодорожній. Але ця відносна незалежність може призвести до недооцінки ризику при раптовій появі небезпеки. 

Небезпечні явища погоди впливають не тільки на безпеку руху й частоту аварій, а й на перевезення пасажирів і вантажів. Так, у дні з сильним туманом об'єми автодорожніх перевезень зменшуються на 50…70 % [4]. 

Тумани є однією з найголовніших небезпек для діяльності транспортних магістралей. Туманом називають скупчення завислих у приземному шарі повітря крапель води чи кристалів льоду, що погіршують горизонтальну видимість до 1 км й менше. За інтенсивністю тумани поділяють на слабкі (видимістю 0,5…1 км), помірні (50…500 м), сильні (< 50 м). 

На Дніпропетровщині найбільша повторюваність туманів (48 %) відмічається у нічний та ранковий час (з 3-ї до 9-ї години). Переважають тумани тривалістю до трьох годин (40…60 %), а тривалістю більше двох діб -лише 1…2 % випадків. Найінтенсивніші тумани, видимістю < 50 м, найчастіше спостерігаються в південних районах області (8…10 %), у центральних районах повторюваність їх зменшується до 6…7 %, у північних -до 3…4 % (табл. 1). 

При Ожеледь являє собою щільний шар льоду, що утворився внаслідок намерзання переохолоджених крапель дощу, мряки, туману на земній поверхні, проводах, деревах інших предметах. Ожеледь, з діаметром відкладів на проводах ≥20 мм, відносять до особливо небезпечних погодних явищ [5]. Значні відклади ожеледі на проводах викликають їх провисання, скручування, вібрацію та обрив. Намерзання льоду на земній поверхні, на дорогах (ожеледиця) ускладнює рух автомобільного й залізничного транспорту. 

Серед проблем залізничного транспорту, пов'язаних з експлуатацією магістралей, є затримка потягів із-за зледеніння залізничних стрілок. На електрифікованих залізницях утворення льоду на проводах призводить до зниження напруги струму в двигунах електровозів. Під дією маси відкладів ожеледі та снігу на пантографі електровоза порушується контакт з електропроводами, що може викликати зупинку потягу [4]. Затримки на залізницях створюють не тільки незручності для пасажирів, а й за тривалих затримок можуть призводити до псування деяких видів вантажів. 

Утворюється ожеледь у період з жовтня по квітень, але частіше -з грудня по лютий. У жовтні та квітні ожеледь спостерігається не частіше двох разів за 10 років. Зимового періоду кількість днів з ожеледдю змінюється на теренах області від 10 до 14. У цілому за рік у північних і східних районах відмічається 16…18 днів з даним явищем, а в південно-західних зменшується до 12…14 (табл. 4). 

Під час ожеледі температура повітря варіює в широких межах та найбільшу повторюваність (68…78 %) мають значення температури від 0 до (-5 °С). 

Тривалість збереження відкладів льоду при ожеледі зазвичай становить 15…20 годин, в окремих випадках -декілька діб. 

У період утворення та наростання відкладів ожеледі переважають вітри помірної сили (3…7 м/с) східної та північної чвертей (34 і 30 % відповідно). 

Інші види наземних гідро метеорів (паморозь, іній) суттєво не впливають на функціонування дорожнього транспорту. Під час заметілей у зимовий період снігові заноси суттєво погіршують роботу транспортних засобів. Перед насипами шосейних доріг і залізниць як з навітряного, так і з підвітряного боку, утворюються кучугури снігу, висота яких поступово збільшується і на дорожньому полотні утворюються сніжні заноси. 

На Дніпропетровщині середня річна кількість днів із заметілями варіює від 12 у південних районах до 15…17 в центральних, східних і західних, а в північних зменшується до 10…13 днів (табл. 5). В окремі роки кількість днів із заметілями збільшується до 35…38. Під час заметілей переважають вітри східної та північно-східної чвертей (55…69 % випадків) зі швидкістю 6…13 м/с (73…78 %). Сумарна тривалість заметілей у центральних районах становить 96…106 годин, у південних -66…85, у північних -82…88 годин за рік.
section_name: Вступ

section_content: Зазвичай стійкий сніговий покрив у північних районах Дніпропетровщини утворюється 14…19 грудня, у південних -24…27 грудня. Тривалість зберігання покриву збільшується з півдня на північ від 50-60 до 78-87 днів за рік. Не дивлячись на те, що середня товщина снігового покриву становить 10…15 см, робота транспортних засобів ускладнюється, особливо в дні зі снігопадами. 

Вітер прямо чи опосередковано впливає на функціонування дорожнього транспорту. Вітер зі швидкістю ≥ 15 м/с відноситься до небезпечних явищ погоди, а ≥ 25 м/с -до стихійних. Сильний зустрічний вітер гальмує рух транспортних засобів, особливо великогабаритних, призводить до збільшення витрат пального та збільшення часу перебування в дорозі. 

Перехід до створення швидкісних магістралей (> 300 км/год), може створювати небезпеку перекидання потягу під дією бокового вітру значної сили, зокрема на високих насипах та закругленнях доріг [4]. 

У північних районах Дніпропетровщини середня річна кількість днів з вітром ≥ 15 м/с становить 12…16, у центральних і південних -14…17 днів, максимальна -перевищує 40 днів на рік. Повторюваність вітру швидкістю ≥ 25 м/с зазвичай не перевищує 0,01 % і відмічається при грозових шквалах. 

Для оцінки ступеню впливу небезпечних явищ погоди на функціонування дорожнього транспорту в адміністративних районах області виконано бальне оцінювання за методикою [1], яка передбачає наступні дії: 1) виділення найвпливовіших факторів; 2) визначення факторного навантаження (коефіцієнтів значущості) в залежності від ступеня впливу на досліджуваний об'єкт; 3) розроблення бальної оціночної шкали за кожним з виділених факторів. Кінцевий результат оцінювання за п'ятибальною шкалою наведено в табл. 6. Територія південно-західної зони характеризується помірним впливом погодних явищ (3,7 бала). 

Найменший (вище середнього) вплив погодних умов у північній зоні (3,3 бала).
section_name: Таблиця 5 Середня кількість днів із заметілями