В 2007 году ООН сообщила, что мировое городское население впервые превысило количество жителей сельской местности. К концу 2022-го перевес уже был значительным: 4,5 млрд человек на планете жили в городах и 3,5 млрд — за их пределами. При этом тренд на урбанизацию продолжает усиливаться. Это, конечно, влияет на тепловые и аэродинамические свойства подстилающей поверхности. Разбираемся в статье, так ли это.

Как города влияют на погоду и климат

Города действительно влияют на местные климаты. Более того, внутри населённых пунктов формируются как бы свои, уникальные микроклиматы. Из-за плотной застройки проходящие над городом воздушные массы меняют собственные характеристики: температуру, уровень влажности, скорость и направление ветра, химический состав атмосферы. И для каждого отдельно взятого района города эти изменения будут разными.

Существует ряд современных исследований, доказывающих, что при прочих равных условиях в городской местности облакоообразование будет проходить куда более интенсивно. Также количество осадков может быть значительно больше, чем в близлежащей сельской местности, и отличаться на 15–20% или даже на 50–70%. Или, наоборот, со временем сокращаться из-за меньшего испарения — в зависимости от климатического режима и конкретных географических условий. Параллельно застройка разновысокими зданиями и повсеместное использование асфальта могут снижать альбедо территории (отражающую способность поверхности) и заставлять город активнее поглощать солнечную энергию и копить тепло.

И, пожалуй, главное: во всех городах существует так называемый «остров тепла». Это климатический эффект устойчивых аномалий, когда температура в центре может быть выше, чем в ближайших пригородах, на 5–10 °C и иногда даже на 15 °C. Причины такой аномалии заключаются в производстве большого количества тепла внутри города и во всё увеличивающемся поглощении солнечной энергии из-за специфики разрастающейся застройки и используемых материалов.

Городские климаты в России: как меняется погода на примере Москвы

Российские специалисты активно изучают городские климаты в разных частях страны. Однако важнейшие исследования посвящены крупнейшему мегаполису Европы — Москве.

Так, в 2014 году выяснилось, что в суточном ходе максимальная разница температур между центром и пригородами Москвы может достигать невероятных 14 °C. При этом многолетние измерения показывают, что максимум температуры обычно наблюдается в конце рабочей недели, а минимум — сразу после выходных, что связано с жизнедеятельностью города. В 2017 году метеорологи и климатологи сообщили, что интенсификация московского острова тепла нарастает год от года и потепление в столице усиливается в сравнении с окружающими районами. За период с 1977 по 2016 гг. разница среднегодовых температур между городом и сельской местностью выросла с 1,6 °C до 2 °C.

Весной 2024 года вышло первое для России высокодетализированное исследование городского климата, посвящённое влиянию мегаполиса на атмосферные явления. Группа учёных обнаружила, что влияние Москвы приводит к увеличению в 2 раза количества экстремальных погодных событий (сильных ветров и осадков). Из-за этого летом жители столицы получают сверх климатической нормы 4 дождливых и 2 ливневых дня с уровнем осадков более 20 мм. Плюс в Москве чаще, чем в пригородах, случаются сильные шквалы, смерчи и выпадение крупного града.

Если окинуть взглядом актуальные научные тренды, легко заметить, как одной из главных задач современной метеорологии стало предупреждение особенных погодных условий для населённых пунктов. А ключ к решению ряда проблем — повышение детальности городских прогнозов.

Обновление технологии Метеум от Яндекс Погоды и более гранулярный прогноз температуры

Этим летом команда Яндекс Погоды представила OmniCast — обновлённую технологию прогноза с учётом обработки альтернативных источников данных. Благодаря этому Яндекс Погода делает прогноз температуры с точностью до квартала, а пользователи с помощью новой температурной карты могут проверять температуру в различных частях города.

В своих прогнозах мы учитываем десятки параметров — не только метеорологических. На температуру воздуха того или иного района города влияет местная роза ветров: районы, куда обычно сдувает тёплый воздух из центра города, могут нагреть его ещё сильнее. Влияет и высотное положение: находящиеся ниже по уровню участки, как правило, более прохладные из-за стока холодных масс воздуха. Также важную роль играет удалённость от водотоков и водоёмов, рядом с которыми летом прохладнее, а зимой — теплее. Большое значение в регулировании городского климата отводится паркам и озеленённым территориям, которые летом могут снижать температурный стресс на несколько градусов.

Пример городского острова тепла в Москве. 28 июня был ясный, жаркий, практически безветренный день. Здания и асфальтированные дороги в городе нагрелись сильнее и накопили тепла больше, чем естественные поверхности (леса, поля, водоёмы) в области. В результате вечером в центре Москвы сохранялась жара, а в пригороды уже пришла прохлада. Разница в 21:00 составила 7° C.

Добавляя новые источники данных, мы увеличиваем разрешение прогноза и температурных карт до квартала. Это помогает пользователям выбирать место для прогулок и встреч, находить оптимальный маршрут для пробежки и более комфортную локацию для обеденного перекуса.

Высокая детальность новой технологии помогает заметить в том числе быстрые и локальные изменения. Например, вечером 29 июня юго-восток Москвы был не лучшим местом для прогулки. Пришедшая с севера города и усилившаяся по дороге мощная конвективная ячейка обрушила на ЮВАО грозу с ливнями и градом. Сильное охлаждение городских поверхностей и снижение приземной температуры привело к тому, что моментальная разница между сухим центром города и попавшим под стихийный удар юго-востоком достигала 11 °С.

Чтобы не пропустить новые статьи в нашем Блоге, подписывайтесь на телеграм-канал Яндекс Погоды.

Подписаться здесь