sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556620050167sergeogr-1209Research ArticleПриродные процессы и динамика геосистемNatural Processes and Dynamics of GeosystemsКлиматический рубеж в степной зоне Восточно-Европейской равнины: индикаторы и размещениеСlimatic Transition Zone in the Steppe Zone of the East European Plain: Indicators and LocationТитковаТ. Б.TitkovaT. B.

Москва

Moscow

titkova@igras.ruЗолотокрылинА. Н.ZolotokrylinA. N.

Москва

Moscow

ВиноградоваВ. В.VinogradovaV. V.

Москва

Moscow

Институт географии РАНРоссияInstitute of Geography, Russian Academy of SciencesRussian Federation202018022021846864873Copyright © Титкова Т.Б., Золотокрылин А.Н., Виноградова В.В., 20212021Титкова Т.Б., Золотокрылин А.Н., Виноградова В.В.Titkova T.B., Zolotokrylin A.N., Vinogradova V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1209

Для независимого определения климатического рубежа и его мониторинга в степной зоне европейской части России используются климатические (данные сети метеорологических станций, реанализ), спектральные (NDVI), а также модельные (эвапотранспирация) показатели. В статье дается комплексная характеристика климатического рубежа в Оренбургской области в сухие и влажные годы, результаты исследований тепловой нагрузки на человека и изменения биоклиматических условий с точки зрения термического комфорта человека в зависимости от положения такого рубежа. Установлено, что зональный рубеж, обусловленный резкими климатическими различиями, представляет собой естественную переходную полосу с качественными изменениями сухостепного ландшафта на сравнительно коротких расстояниях. Климатические градиенты годовых и июльских осадков могут быть использованы для идентификации климатического рубежа. Градиенты среднегодовой и июльской температуры воздуха идентифицируют климатический рубеж на отдельных территориях, в подзонах сухих степей. Спектральные и модельные индикаторы климатического рубежа (градиенты NDVI и эвапотранспирации) связаны с градиентами июльских осадков. Вегетационный индекс NDVI важен для оценки чувствительности климатического рубежа к аридизации климата и опустынивания сухостепных ландшафтов. С точки зрения термического комфорта, климатический рубеж разграничивает уровень тепловых нагрузок на человека и может учитываться при районировании территории по природно-климатическим условиям жизнедеятельности населения.

For the independent delineation of the climatic transition zone and its monitoring in steppe zone of the European part of Russia different indicators, such as climatic (observation data, reanalysis), spectral (NDVI) and model (evapotranspiration), are used. The complex characteristics of the climatic transition zone in the Orenburg oblast for dry and wet years are defined. A heat load on man and bioclimatic conditions changes in terms of human thermal comfort are explored according to the position of the climatic transition zone. It has been established that a climatic transition zone, resulted from sharp climatic differences, is a natural transitional strip with qualitative transformation of a dry steppe landscape on comparatively short distances. Climatic gradients of the annual and July precipitation are recommended for the identification of the climatic transition zone. The gradients of mean annual and July temperature identify climatic transition zone in particular areas bordering with dry steppe zones. Spectral and model indicators of the climatic transition zone (NDVI gradients and evapotranspiration) are qualitatively connected with July precipitation gradients. The vegetation index NDVI is beneficial to the evaluation of climatic transition zone sensitivity to climate aridization and anthropogenic contribution to desertification dry steppe landscapes. In terms of human thermal comfort, the climatic transition zone should be considered in area zoning under natural and climatic conditions of population activity.

климатический рубежсухостепные ландшафтыосадкитемператураNDVIэвапотранспирацияклиматические условия жизнедеятельности населенияclimatic transition zonedry steppe landscapesprecipitationtemperatureNDVIevapotranspirationpopulation living conditionsИсследование выполнено в Институте географии РАН при финансовой поддержке РНФ, проект № 16- 17-10236-П.The study was financially supported by the Russian Science Foundation, project no. 16-17-10236-P.ReferencesБардин М.Ю., Платова Т.В., Самохина О.Ф. Особенности изменчивости циклонической активности в умеренных широтах Северного полушария, связанные с ведущими модами атмосферной циркуляции в Атлантико-Европейском секторе // Фундаментальная и прикладная климатология. 2015. Т. 2. С. 14–40.Bardin M.Yu., Platova T.V., Samokhina O.F. Specific features of variability of cyclonic activity in temperate latitudes of the Northern Hemisphere associated with leading modes of atmospheric circulation in the Atlantic-European sector. Fundamental’naya i Prikladnaya Klimatologiya, 2015, vol. 2, pp. 14–40. (In Russ.).Виноградова В.В. Воздействие климатических условий на человека в засушливых землях Европейской России // Изв. РАН. Сер. геогр. 2012. № 2. С. 68–81.Vinogradova V.V. Influence of climate conditions on humans in arid lands of European Russia. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2012, no. 2, pp. 68–81. (In Russ.).ВНИИГМИ МЦД. http://meteo.ruAll-Russia Research Institute of Hydrometerological Information – World Data Center (VNIIGMI MTsD). Available at: http://meteo.ru. (In Russ.).Географический атлас Оренбургской области. 1999. Карта растительности Оренбургской области. С. 44–45. http://orenpriroda.ru/images/AtlasGeo99/AtlasGeo99-44-45.jpgGeograficheskii atlas Orenburgskoi oblasti [Geographical Atlas of Orenburg oblast]. Moscow: DIK Publ., 1999, pp. 44–45. Available at: http://orenpriroda.ru/images/AtlasGeo99/AtlasGeo99-44-45.jpg. (In Russ.).Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б. Природная переходная зона на Прикаспийской низменности // Изв. РАН. Сер. геогр. 2004. № 2. С. 92–99.Zolotokrylin A.N., Titkova T.B. Transitional zone in Near-Caspian Lowland. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2004, no. 2, pp. 92–99. (In Russ.).Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б. Изменения климата в области повышенных меридиональных градиентов показателей климата и растительности на юго-востоке Русской равнины / Степи Северной Евразии: Материалы IV международ. симпозиума. Оренбург, 2006. С. 274–277.Zolotokrylin A.N., Titkova T.B. Climate changes in the area of elevated meridional gradients of climate and vegetation in the southeast of the Russian Plain. In Stepi Severnoi Evrazii. Materialy IV Mezhdunar. Simp. [Steppes of Northern Eurasia. Proc. IV Int. Symp.]. Orenburg, 2006, pp. 274–277. (In Russ.).Золотокрылин А.Н., Виноградова В.В. Соотношение между климатическим и антропогенным факторами восстановления растительного покрова юговостока Европейской России // Аридные экосистемы. 2007. Т. 13. № 33–34. С. 7–16.Zolotokrylin A.N., Vinogradova V.V. Relation between climatic and anthropogenic factors in the restoration of vegetation in the southeast of European Russia. Arid. Ekosistemy, 2007, vol. 13, no. 33–34, pp. 7–16. (In Russ.).Золотокрылин А.Н. Климат и опустынивание засушливых земель России // Изв. РАН. Сер. геогp. 2008. № 2. С. 27–35.Zolotokrylin A.N. Climate and desertification of drylands of Russia. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2008, no. 2, pp. 27–35. (In Russ.).Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б. Климатический фактор динамики растительности засушливых земель Европейской территории России // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. М.: ИГКЭ, 2009. Т. XXII. С. 79–91.Zolotokrylin A.N., Titkova T.B. Climatic factor of vegetation dynamics in drylands of the European part of Russia. Probl. Ekol. Monitoringa i Modelirovaniya Ekosistem, 2009, vol. 22, pp. 79–91. (In Russ.).Золотокрылин А.Н., Кренке А.Н., Виноградова В.В. Районирование России по природным условиям жизни населения. М.: Геос, 2012. 156 с. ISBN 978- 5-89658-050-8.Zolotokrylin A.N., Krenke A.N., Vinogradova V.V. Raionirovanie Rossii po prirodnym usloviyam zhizni naseleniya [Zoning by Natural Living Conditions in Russia]. Moscow: GEOS Publ., 2012. 156 p.Золотокрылин А.Н. Засухи и опустынивание в суббореальных ландшафтах России // Изв. РАН. Сер. геогр. 2013. № 5. С. 64–73.Zolotokrylin A.N. Droughts and desertification in subboreal landscapes of Russia. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2013, no. 5, pp. 64–73. (In Russ.).Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б., Черенкова Е.А. Увлажнение засушливых земель Европейской территории России: настоящее и будущее // Аридные экосистемы. 2014. Т. 20. № 2 (59). С. 5–11.Zolotokrylin A.N., Titkova T.B. Cherenkova E.A. Humidification of drylands in European Russia: The present and future. Arid Ecosystems, 2014, vol. 4, no. 2, pp. 49–54.Золотокрылин А.Н., Черенкова Е.А., Титкова Т.Б. Биоклиматическая субгумидная зона на равнинах России: засухи, опустынивание/деградация // Аридные экосистемы. 2018. Т. 24. № 1 (74). С. 13–20.Zolotokrylin A.N., Cherenkova E.A., Titkova T.B. Bioclimatic subhumid zone of Russian plains: Droughts, desertification, and land degradation. Arid. Ecosystems, 2018, vol. 8, no. 1, pp. 7–12.Исаченко А.Г. Экологическая география России. СПб., 2001. 328 c.Isachenko A.G. Ekologicheskaya geografiya Rossii [Ecological Geography of Russia]. St. Petersburg: S.-Peterb. Gos. Univ., 2001. 328 p.Корзухин М.Д., Золотокрылин А.Н. Малоразмерная модель системы климат–растительность для северной части Прикаспийской низменности // Фундаментальная и прикладная климатология. 2018. Т. 2. С. 52–68.Korzukhin M.D., Zolotokrylin A.N. A low-dimensional model of climate – vegetation system of the northern part of Caspian depression. Fundamental’naya i Prikladnaya Klimatologiya, 2018, vol. 2, pp. 52–68. (In Russ.).Михайлов А.Ю., Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б. Полярный фронт над равнинами России // Метеорология и гидрология. 2012. № 2. С. 24–29.Mikhailov A.Yu., Zolotokrylin A.N., Titkova T.B. Summertime polar front over the Russian plains. Russ. Meteorol. Hydrol., 2012, vol. 37, no. 2, pp. 85–89.Мильков Ф.Н. Словарь-справочник по физической географии. М.: Гос. изд-во геогр. литературы, 1960. 269 с.Mil’kov F.N. Slovar’-spravochnik po fizicheskoi geografii [Handbook Dictionary on Physical Geography]. Moscow: Geografgiz Publ., 1960. 269 p.Природно-климатические условия и социальногеографическое пространство России / ред. А.Н. Золотокрылин, В.В. Виноградовa, О.Б. Глезер. М.: Ин-т географии РАН, 2018. 156 с. ISBN 978-5-89658-050-8. https://doi.org/10.15356/ncsgsrusPrirodno-klimaticheskie usloviya i sotsial’no-geograficheskoe prostranstvo Rossii [Natural and Climatic Conditions and Sociogeographical Space of Russia]. Zolotokrylin A.N., Vinogradova V.V., Glezer O.B., Eds. Moscow: Inst. Geogr. Ross. Akad. Nauk, 2018. 156 p. doi 10.15356/ncsgsrusСовременное состояние растительного покрова, 2013. Институт космических исследований РАН. http://smiswww.iki.rssi.ru/Current State of Vegetation 2013. Space Research Institute of Russ. Acad. Sci. Available at: http://smiswww.iki.rssi.ru/. (In Russ.).Титкова Т.Б. Изменения климата полупустынь Прикаспия и Тургая в ХХ в. // Изв. РАН. Сер. геогр. 2003. № 1. С. 106–111.Titkova T.B. Climate change in the semi-desert of the Caspian and Turgay in the 20th century. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2003, no. 1, pp. 106–111. (In Russ.).Черенкова Е.А. Влияние долгопериодных изменений северной Атлантики на увлажнение степных ландшафтов Европейской территории России / Степи Северной Евразии: Материалы VIII международ. симпозиума. Оренбург, 2018. С. 1073–1077.Cherenkova E.A. The effect of long-term changes in the North Atlantic on the moistening of the steppe landscapes of the European territory of Russia. In Stepi Severnoi Evrazii. Materialy VIII Mezhdunar. Simp. [Steppes of Northern Eurasia. Proc. VIII Int. Symp.]. Orenburg, 2018, pp. 1073–1077. (In Russ.).AVHRR NOAA https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/ndvi-normalized-difference-vegetationindex-noaa-avhrr. doi 10.7289/V5PZ56R6NDVI: Normalized-Difference-Vegetation-Index: NOAA AVHRR. Available at: https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/ndvi-normalized-difference-vegetationindex-noaa-avhrr. (accessed: 05.07.2020). doi 10.7289/V5PZ56R6BioKlima©2.6., software package. http://www.igipz.pan.pl/Bioklima-zgik.htmlBioKlima©2.6. Software package. Available at: http://www.igipz.pan.pl/Bioklima-zgik.html.Błażejczyk K., Jendritzky G., Bröde P., Fiala D., Havenith G., Epstein Y., Psikuta A., Kampmann B. An introduction to the Universal Thermal Climate Index (UTCI) // Geographia Polonica. 2013. V. 86. № 1. P. 5–10.Błażejczyk K., Jendritzky G., Bröde P., Fiala D., Havenith G., Epstein Y., Psikuta A., Kampmann B. An introduction to the Universal Thermal Climate Index (UTCI). Geographia Polonica, 2013, vol. 86, no. 1, pp. 5–10.Modern-Era MERRA2: M2TMNRAD.5.12.4. https://goldsmr4.gesdisc.eosdis.nasa.gov/data/MERRA2_MONTHLY/M2TMNXRAD.5.12.4/Modern-Era MERRA2: M2TMNRAD.5.12.4. Available at: https://goldsmr4.gesdisc.eosdis.nasa.gov/data/MERRA2_MONTHLY/M2TMNXRAD.5.12.4/Model Data NLDAS-2 FLDAS_NOAH01_ C_GL_M.001. https://hydro1.gesdisc.eosdis.nasa.gov/data/FLDAS/FLDAS_NOAH01_C_GL_M.001/Model Data NLDAS-2 FLDAS_NOAH01_C_GL_ M.001. Available at: https://hydro1.gesdisc.eosdis.nasa.gov/data/FLDAS/FLDAS_NOAH01_C_GL_M.001/Weedon G.P., Balsamo G., Bellouin N., Gomes S., Best M.J., Viterbo P. WATCH (Water and Global Change). Ver.: 5th May, 2016. http://www.eu-watch.org/ https://doi.org/10.1002/2014WR015638Weedon G.P., Balsamo G., Bellouin N. Gomes S., Best M.J., Viterbo P. WATCH (Water and Global Change). Version: 5th May 2016. Available at: http://www.euwatch.org/. doi 10.1002/2014WR015638

The authors declare that there are no conflicts of interest present.