Эколого-климатическая дифференциация трансграничной территории Алтая

УДК 551.583.1

ЭКОЛОГО-КЛИМАТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ТРАНСГРАНИЧНОЙ ТЕРРИТОРИИ АЛТАЯ

© М.Г. Сухова

Ключевые слова: ландшафты; биоклимат; жизнедеятельность человека; Алтай; классы погоды момента; благоприятность климата.

Рассмотрены наиболее важные климатические характеристики ландшафтов Алтая. Проведена пространственная дифференциация ландшафтов по их эколого-климатическим параметрам. Выявлены группы ландшафтов, наиболее благоприятные для жизнедеятельности человека в горных условиях.

Алтай - крупнейший трансграничный горный регион со сложной орографией и высокой ландшафтноклиматической дифференцированностью. Положение рассматриваемой территории во внутренней части Азии, на границе распространения западно-сибирских, казахстанских и центрально-азиатских геокомплексов приводит к сложному их взаимодействию. Ландшафтные высотные пояса весьма разнообразны. В них происходит взаимодействие между степными, лесными и тундровыми ландшафтами. Ярко выражена высотная приуроченность указанных ландшафтов к определенным ярусам рельефа, а именно к высокогорному, среднегорному, низкогорному, также выделяются межгор-но-котловинные и горно-долинные комплексы.

Высокогорные ландшафты Алтая представлены альпийско-луговыми, горно-тундровыми и гляциально-нивальными. В высокогорьях происходят большие изменения в климатических процессах. Нарастает солнечная радиация, а интенсивность биологически активных ультрафиолетовых лучей по сравнению с равниной возрастает в 3-4 раза. Понижается атмосферное давление, воздух становится разряженным, уменьшается сила трения, что сопровождается усилением ветра.

Климатообразующие процессы высокогорий приводят к формированию сурового климата. Положительная среднесуточная температура наблюдается лишь с конца мая и до середины сентября. Лето в высокогорье - это период с температурой выше 5 °С. Продолжительность лета 50-60 дней, с третьей декады июня по третью декаду августа. Нормальная эквивалентно-эффективная температура (НЭЭТ) в июле 4-

6 °С.

Особенностью летнего сезона высокогорных водоразделов является наличие в летние месяцы классов погод холодного времени года. С июля по август повторяемость классов погод с отрицательной температурой и высокой относительной влажностью воздуха от

13 до 17 % (Кара-Тюрек). В основном на водоразделах погода резко холодная (VI кл.), повторяемость которой составляет 50-60 %. Повторяемость холодной (V кл.) и прохладной погоды (IV кл.) соответственно 20-30 и 57 %.

В июле дефицит тепла в организме человека -670, -680 Вт/м2, что свидетельствует о резко холодном климате и сильном напряжении систем терморегуляции организма человека. Средняя температура июля значительно ниже 10 °С. Средняя дневная температура от 10 до 12 °С, средняя ночная 2-4 °С. Безморозный период отсутствует. Адвекция холодных воздушных масс даже в середине лета вызывает понижение температуры ниже 0 °С и снегопады.

Осенью переход средней суточной температуры через 0 °С на высокогорных водоразделах происходит в середине сентября, в долинах высокогорий - в конце сентября (Кара-Тюрек, 161Х; Ак-Кем, 291Х). Зима продолжается 8 месяцев. Верхние части склонов и водоразделы находятся в слое антициклональной инверсии сжатия. Температура зимних месяцев значительно выше, чем на днищах долин и котловин. Средняя температура января -16, -18 °С. Восприятие организмом человека холода значительно возрастает за счет постоянного ветра. Средняя годовая скорость ветра 6-7 м/с. Повторяемость сильного ветра со скоростью более 15 м/с в течение года составляет 80-90 дней, наибольшее число дней с сильным ветром может достигать до 140-150 (Кара-Тюрек). Из-за сильного ветра УТ (условная температура) января составляет -26, -30 °С. По данным м/ст. Кар-Тюрек за летние месяцы число дней с благоприятной погодой 15-16. Показатель благоприятности биоклиматических условий (ПББКУ) 0,18-0,15. За год число дней с благоприятной погодой составляет 40-50. Величина ПББКУ менее 0,20 и зимой, и летом.

Важным негативным фактором является понижение атмосферного давления воздуха и парциального давления кислорода в нем. Развивающаяся гипоксия обусловливает появление функциональных расстройств жизненно важных органов и систем человека. При усилении гипоксии развивается комплекс симптомов горной болезни.

Таким образом, экоклимат высокогорных ландшафтов Алтая и Саян относится к экстремальным и крайне дискомфортным категориям биоклиматической комфортности (рис. 1).

Среднегорные горно-таежные ландшафты, располагаясь близ верхней границы леса (выше 1400 м), представлены преимущественно кедровыми парковыми лесами. На высоте около 1700-1800 м между одиночными раскидистыми кедрами распространены субальпийские луга. Высота верхней границы леса зависит от местных особенностей климата и экспозиции склонов.

С высотой происходит изменение всех метеопоказателей. Уменьшается атмосферное давление, с уменьшением плотности воздуха возрастает эффективное излучение, что сопровождается уменьшением температуры, возрастает скорость ветра. Значительно увеличивается количество ультрафиолетовой радиации. Средняя температура июля составляет 8-9 °С, НЭЭТ - 5-

7 °С. Безморозный период короткий, нередко заморозки и снегопады бывают в середине лета.

В теплый период года погода I и II кл. (очень жаркая и жаркая) отсутствует. В дневные часы наблюдается комфортная погода III кл., но наиболее характерной для дневного времени суток является прохладная погода (IV кл.), для ночного - холодная (V кл.). За период с мая по сентябрь повторяемость благоприятной погоды 40-50 дней. ПББКУ составляет 0,20-0,30. Повторяемость относительно благоприятной погоды 50-60 дней. Холодная ненастная погода (VI кл.) составляет 6570 дней.

Зимой преобладает суровая погода (X кл.), она наблюдается 65-70 дней. Умеренно суровая (IX кл.), вызывающая слабое напряжение систем терморегуляции человека, бывает 40-50 дней. Благодаря сильным ветрам часто бывает очень суровая погода (XI кл.), ее повторяемость достигает 35-45 дней. ПББКУ для зимы 0,28-0,30.

В течение года продолжительность периодов с благоприятной погодой до 100-120 дней, относительно благоприятной 130-140 дней, неблагоприятной 120130 дней, крайне неблагоприятной 10-15 дней. Биоклимат оценивается как остро дискомфортный.

На высоте 1000-1400 м распространена типичная среднегорная тайга. Зимой пояс среднегорной тайги обычно оказывается в слое антициклональной инверсии сжатия, поэтому температура зимних месяцев в лесной зоне выше, чем на днищах долин и котловин. Средняя температура зимних месяцев -15, -17 °С. Продолжительность зимы около 200 дней. В этот период года господствует умеренно суровая и суровая погода, повторяемость которой 75-80 %. Повторяемость очень суровой погоды составляет не более 10 %.

В марте и ноябре к суровой погоде добавляется погода VIII кл., или мягкая, ее повторяемость 15-20 %. В начале апреля появляется погода с положительной температурой - резко холодная (VI кл.).

Рис. 1. Эколого-климатическая типизация ландшафтов Алтая. Условные обозначения: преобладающие категории комфортности экоклимата: 1 - зимой экстремальный, летом крайне дискомфортный; 2 - зимой остро дискомфортный, летом умеренно дискомфортный; 3 - зимой умеренно дискомфортный, летом дискомфортный; 4 - зимой остро дискомфортный, летом дискомфортный; 5 - зимой дискомфортный, летом умеренно дискомфортный; 6 - зимой умеренно дискомфортный, летом прекомфортный; 7 - зимой прекомфортный, летом комфортный

В теплый период года преобладающей является пасмурная погода. Средняя температура июля 12-

14 °С, НЭЭТ - 8-10 °С. Сумма температур за период с температурой выше 10 °С составляет 1000-1400 °С. Продолжительность безморозного периода от 60 до 80 дней.

В этой зоне число дней с благоприятной погодой от 130 до 180. Повторяемость относительно благоприятной погоды 120-140 дней, ПББКУ составляет 0,30-0,40 как в холодный период года, так и в теплый.

В результате биоклимат оценивается как дискомфортный и умеренно дискомфортный.

Низкогорные лесные ландшафты распространены до высоты 700-1000 м и представлены преимущественно в Северо-Восточном Алтае. Экоклимат лесных низкогорий различается в зависимости от количества солнечной радиации, сочетания тепла и влаги. Продолжительность периода с отрицательной температурой различается от 170 до 190 дней, средняя температура января от -15 до -20 °С, условная температура от -17 до -25 °С. Зимой ПББКУ составляет 0,55-0,69, при этом повторяемость погоды, благоприятной для организма человека, - 65-80 дней.

Весной погода очень изменчива. Повторяемость резко холодной погоды 50-60 %. В различных районах низкогорья ПББКУ изменяется от 0,18 до 0,25.

Лето наступает с переходом средней суточной температуры через 10 °С, и продолжительность его на Алтае 110-120 суток. Средняя температура июля 17,017,5 °С, НЭЭТ - 14-15 °С. Сумма температур выше 10 °С составляет 1600-1700 °С. Благоприятная погода составляет 70-75 дней, величина ПББКУ в различных районах изменяется от 0,50 до 0,65.

Соответственно характеру биоклиматических условий степень комфортности изменяется от умеренно дискомфортной до прекомфортной.

К группе ландшафтов с комфортными биоклимати-ческими условиями относится наиболее пониженная часть низкогорий - это ландшафты долин рек и пологих междуречий. Атмосферное давление на этих территориях близко к нормальному - 960-1000 гПа. Зима мягкая. Для многих долин характерны фены. Так, в долине р. Катуни с фенами около 100 дней в течение года. Фены играют большую роль в климате побережья Телецкого озера.

Средняя температура января в долинах -12, -14 °С, условная температура -14, -16 °С. В зимние месяцы около 35 % составляет погода умеренно суровая (IX кл.), 35-40 % погода мягкая (VIII кл.) и лишь 1020 % суровая (X кл.). Очень суровой погода (XI кл.) почти не бывает. Днем преобладает погода VIII и IX кл., ночью - X кл. Зимы обычно многоснежные, высота снежного покрова 50-65 см. Величина ПББКУ 0,65-0,70.

В летние месяцы комфортная погода (III кл.) составляет 35-40 %, 10-15 % дней бывает с жаркой погодой (II кл.). Очень жаркая сухая погода (I кл.) не более 2-3 %, жаркая влажная (VII кл.) около 5 %. Резко холодная погода (VI кл.) для летних месяцев не характерна. Лишь в сентябре повторяемость резко холодной погоды (VI кл.) составляет от 15 до 20 %. Средняя температура июля 18-20 °С, НЭЭТ - 14-16 °С. Сумма температур выше 10 °С составляет 1800-2200 °С. Продолжительность безморозного периода от 110 до 130

дней. Годовое количество осадков от 450 до 700 мм. Величина ПББКУ за летние месяцы от 0,65 до 0,75. Число дней с благоприятной для организма человека погодой в течение года от 210 до 230.

Ландшафты настоящих или типичных степей образуются при ограниченной влагообеспеченности котловин, коэффициенте увлажнения от 0,5 до 0,7, годовое количество осадков от 250 до 400 мм. Этот тип ландшафтов представлен во многих котловинах Алтая (Уй-монская, Абайская, Катандинская, Урсульская). Климат межгорно-котловинных степных ландшафтов очень неоднороден по теплообеспеченности. Средняя температура января от -15 до -23 °С. В зимние месяцы с ноября по март господствующими являются два класса погод - умеренно-суровая (IX кл.) и суровая (X кл.). Погода мягкая (VIII кл.) имеет наибольшую повторяемость так же, как и погода очень суровая и крайне суровая (XII кл.). В течение зимы в Минусинской котловине благоприятная для организма человека погода составляет 60-65 дней. В котловинах Центрального и Юго-Восточного Алтая благоприятная погода составляет 30-40 % дней, неблагоприятная, вызывающая сильное функциональное напряжение систем терморегуляции человека, - 10-20 %. Величина ПББКУ в зимние месяцы изменяется от 0,30 до 0,60. В апреле господствующей погодой является резко холодная (VI кл.). Около 20 % составляет повторяемость холодной погоды (V кл.). Повторяемость погод с отрицательной температурой (VIII и IX кл.) 20-30 %. В ночные часы повторяемость морозной погоды 80-90 %. Величина ПББКУ апреля 0,25-0,27. Климатическая весна выражается переходом средней суточной температуры через 5 °С, что происходит в конце апреля -начале мая. В мае происходит чередование вторжений арктического и тропического воздуха. Солнечная теплая погода сменяется холодной пасмурной с моросящими осадками. Нередко бывают заморозки. В течение мая повторяемость резко холодной погоды (VI кл.) от 10 % в Минусинской котловине до 30 % в котловинах Алтая. Повторяемость комфортной погоды от 10 до 40 %.

Для степных ландшафтов межгорных котловин среднегорий в летние месяцы характерно преобладание погод кл. над другими классами погод. В среднем комфортная погода (III кл.) составляет 20-25 %, умеренно холодная (V кл.) около 30 %, резко холодная (VI кл.) 20-30 %. Повторяемость жаркой погоды (II кл.) не более 5-10 %.

О различии в термических условиях лета в степных котловинах говорят и климатические показатели. Средняя температура июля изменяется от 13 до 20 °С, НЭЭТ - от 11-12 до 17-18 °С. Сумма температур выше 10 °С - от 1100 до 2000 °С. Продолжительность безморозного периода от 60 до 110 дней.

Осенью, как и весной (апрель, октябрь) наиболее сложные биоклиматические условия, когда происходит перестройка термобарического поля и большая повторяемость дней с неблагоприятной погодой.

Биоклимат котловин со степными ландшафтами оценивается зимой как умеренно дискомфортный. ПББКУ зимой от 0,30 до 0,50, летом от 0,40 до 0,75, в апреле и октябре ПББКУ составляет около 0,25-0,27.

Сухостепные ландшафты характерны преимущественно для Чуйской котловины, расположенной в Юго-Восточном Алтае.

Зима начинается с середины октября, однако в октябре бывает и теплая погода от III до VI кл., и погода с отрицательными температурами (VIII и IX кл.). Изменчивость погод в октябре отрицательно сказывается на самочувствии людей.

В ноябре повторяемость зимних классов погод 7075 % - это мягкая (VIII кл.), умеренно суровая (IX кл.) и суровая (X кл.) погоды. Все эти классы погод благоприятны для зимних видов рекреации. С декабря по февраль почти отсутствуют погоды благоприятные для организма человека. За этот период число дней с благоприятной погодой изменяется от 25 до 30, величина ПББКУ - от 0,15 до 0,26. В марте, как и в ноябре, высокая повторяемость погоды мягкой (VIII кл.) и умеренно суровой (IX кл.).

Апрель отличается большой изменчивостью погоды. Достаточно неустойчива погода и в мае, однако с третьей декады мая начинается жаркая погода (II кл.). Повторяемость погоды, благоприятной для организма человека, составляет 70-75 %.

В летние месяцы (с июня по август) господствует относительно устойчивая ясная погода. Жаркая и комфортная погода составляет около 70 %. Резко холодная погода (VI кл.) почти не наблюдается. Средняя дневная температура составляет 22-25 °С.

В сентябре начинается сезонная перестройка общециркуляционных условий. Повторяемость комфортной погоды от 30 % уменьшается к концу месяца до 10 %. За теплый период года продолжительность безморозного периода изменяется от 90 до 110 дней, сумма температур выше 10 °С - от 1700 до 2000 °С.

За период с мая по сентябрь число дней с погодой, благоприятной для организма человека, достигает 110120. ПББКУ составляет 0,70-0,75, что характеризует климат сухостепной зоны летом как комфортный, зимой - как остро дискомфортный.

В условиях очень засушливого климата при коэффициенте увлажнения 0,1-0,2 формируются межгорно-котловинные полупустынные ландшафты. Ландшафты полупустынь представлены также в Юго-Восточном Алтае, в межгорной Чуйской котловине, частично в Курайской котловине.

Зимой на данной территории господствуют антици-клональные условия. На днищах котловин образуются устойчивые инверсии температур. Средняя температура января -28, -30 °С, суточная амплитуда около 5 °С. Из-за преобладания антициклональной погоды зимы

малоснежные, высота снежного покрова не превышает 4-6 см. За весь период с ноября по март выпадает осадков 15-20 мм при годовой сумме 100-110 мм.

Период с положительной температурой начинается в конце апреля и завершается в начале октября. Температура выше 10 °С наблюдается 85-90 дней - с начала июня и до конца августа, сумма температур за этот период составляет 1100-1150 °С. Средняя температура июля 13-14 °С, НЭЭТ - 10-11 °С. Летом комфортная погода составляет 15-20 %, т. е. 10-13 дней в течение месяца.

ПББКУ в течение холодного времени года изменяется от 0 до 0,30. В летние месяцы этот показатель устойчив и составляет 0,30-0,40. В течение года число дней с биологически благоприятной для организма погодой находится в пределах от 80 до 90.

По степени комфортности высокогорные межгор-но-котловинные полупустынные ландшафты относятся к остро-дискомфортному биоклимату зимой и дискомфортному летом.

Таким образом, Алтай обладает богатым экологоклиматическим потенциалом для развития лечебной рекреации, в т. ч. и для создания климатобальнеологических курортов широкого профиля. Наиболее благоприятные эколого-климатические условия для жизнедеятельности человека существуют в низкогорной зоне Алтая - это Майминский, Чемальский административные районы, отчасти Чойский и Турочакский. Менее комфортные биоклиматические условия на Алтае господствуют в среднегорье, а остро дискомфортные и экстремальные - в высокогорье.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа осуществляется при поддержке гранта Президента Российской Федерации МД 1365.2012.05.

Поступила в редакцию 11 сентября 2012 г.

Sukhova M.G. ECOLOGICAL AND CLIMATIC DIFFERENTIATION OF TRANS-BOUNDARY ALTAI TERRITORY

The most important climatic characteristics of the landscape of the Altai are described. The spatial differentiation of landscapes on their ecological and climatic parameters is made. Groups of landscapes more favorable to human life in the mountains are revealed.

Key words: landscapes; bio-climate; human activity; Altai; classes of weather moment; favorable climate.