Оценка динамики температуры воздуха и количества осадков в целях проектирования защитных лесных полос вдоль железных дорог
Authors: Уразова А.Ф. , Нагимов З.Я. , Герц Э.Ф. , Уразов П.Н. 
Published: February 2025

Введение. В современных условиях в связи с изменением климата могут возрастать риски в обеспечении бесперебойной работы транспорта. Проектные, технологические и организационные решения по формированию структуры и состава существующих защитных лесных полос и созданию новых целесообразно проводить в тесной увязке с выявленными трендами изменения климатических факторов. Цель работы – оценка изменений температуры воздуха и количества осадков за последние десятилетия в зоне функционирования железнодорожного транспорта. Задачи – выявление тренда в изменениях климатических характеристик в районе исследований и определение изменчивости и характера распределения максимальных суточных осадков холодного периода года. Объекты и методы. Анализ климатических характеристик проводился для района прохождения железнодорожной линии Екатеринбург – Каменск-Уральский. Эмпирическим материалом исследований послужили ряды средних суточных и экстремальных температур, суточных сумм осадков, полученные гидрометеорологической станцией г. Каменск-Уральский. Анализ изменений климатических характеристик за исследуемый промежуток времени (с 1951 по 2020 год) проводился с выделением семи 10-летних периодов. Он осуществлялся отдельно по годовым показателям и показателям только за холодный (зимний) период года (с ноября по март). Математико-статистическая обработка данных проводилась с использованием средств статистико-графической системы STATISTICA 10 и Microsoft Excel. Результаты. За период с 1951 по 2020 год в районе среднегодовая температура воздуха повысилась на 1,62 оС, а средняя температура холодного периода года – на 2,9 оС. Температурный режим холодного периода года в последние десятилетия стал менее устойчивым и малопредсказуемым. Большая часть (в среднем около 75 %) атмосферных осадков выпадает в тёплый период. Количество осадков холодного времени года по отдельным 10-летним периодам составляет от 19,7 до 27,4 % от среднегодовых значений. Причём начиная с 1981 года наблюдалось увеличение как абсолютных значений осадков холодного периода года, так и их удельного веса. Зимы стали не только заметно тёплыми, но и более снежными. Зимой наиболее вероятными являются величины максимальных суточных осадков в диапазоне от 2 до 8 мм. Доля дней с таким объёмом осадков в общем их количестве составляет 74 %. Существует вероятность, хотя и незначительная (3,6 %), выпадения осадков за сутки в объёме от 14,1 до 20 мм. В качестве математической модели распределения количества дней по величине максимальных суточных осадков может быть принято распределение Вейбулла. Выводы. Изменение климата становится причиной возрастания рисков снежных заносов железнодорожных путей. Выявленные тренды изменения климатических факторов свидетельствуют о необходимости корректировки содержания и объёмов ранее утверждённых мероприятий по реконструкции и созданию защитных лесных полос.

Introduction. In the modern context, risks in the area of ensuring uninterrupted transport operations may grow due to climate change. Design, technological and organizational solutions for forming the structure and composition of existing protective forest belts and creating new ones should be implemented in conjunction with the identified trends in climate change. The purpose of the work is to assess the changes in air temperature and precipitation over the past decades in the area of railway transport operation. The objectives are to identify trends in the changes in climatic characteristics in the study region and to determine variability and pattern of distribution of maximum daily precipitation during the cold season. Objects and methods. The analysis of climatic characteristics was carried out for the region through which the Yekaterinburg –Kamensk-Uralsky railway line passes. Series of average daily and extreme temperatures, daily precipitation totals, obtained by the hydrometeorological station in Kamensk-Uralsky, served as empirical material for the research. In the analysis of changes in climatic characteristics over the period under study (from 1951 to 2020), seven 10-year periods were identified. Annual indicators and indicators for the cold (winter) season only (from November to March) were analyzed separately. Mathematical and statistical data processing was performed using the tools of the statistical and graphical system STATISTICA 10 and Microsoft Excel. Results. During the period 1951-2020, the average annual air temperature in the region increased by 1.62 °C, and the average temperature of the cold season increased by 2.9 °C. The temperature regime of the cold period of the year has become less stable and hardly predictable in recent decades. Most of the precipitation (about 75% on average) falls during the warm season. With regard to individual 10-year periods, the amount of precipitation in the cold season ranges from 19.7% to 27.4% of average annual values. Moreover, since 1981, there has been an increase in both absolute values of cold season precipitation and its proportion. Winters have become not only noticeably warmer, but also more snowy. In winter, the most probable values of maximum daily precipitation are those within the range of 2- 8 mm. The percentage of days with this amount of precipitation is 74%. There is a probability, although insignificant (3.6%), of daily precipitation in the amount of 14.1- 20 mm. The Weibull distribution can be taken as a mathematical model of distribution of the number of days according to the amount of maximum daily precipitation. Conclusions. Today’s climate change causes increased risks of snow drifts on railway tracks. The identified trends in the changes in climatic factors indicate the need to adjust the content and volume of previously approved measures aimed at reconstructing and creating protective forest belts.