550.36; 551.588.3

Предложена новая модель формирования суточного хода интенсивности городского острова тепла. Модель учитывает фазовые различия в суточном ходе температур в городе и сельской местности, обусловленные теплофизическими неоднородностями в слоях суточного теплооборота. В сельской местности верхний, обогащенный органикой слой грунта приводит к меньшему (по сравнению с городом) отставанию температурного хода от радиационного. В результате формируется типичная для большинства городов мира суточная кривая интенсивности городского острова тепла с ночным максимумом и дневным минимумом. Модель хорошо подтверждается данными, полученными на метеостанциях, расположенных в г. Екатеринбурге и в пригороде.

We propose a new model for the formation of the diurnal variations in the intensity of an urban heat island. The model takes into account phase differences between daily urban and rural temperature variations resulting from heterogeneities in the thermal properties of soils. In rural areas influence of the upper layer of soil enriched with organic matter results in a smaller (compared with the city) lag of the temperature course from the radiation one. As a result, a diurnal pattern of the variations in an urban heat island intensity including a nighttime maximum and a daily minimum is formed. This pattern is typical for most cities in the world. The model is well confirmed by the data obtained at meteorological stations located in Yekaterinburg city and in the suburbs.

доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник ФГБУН Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича УрО РАН

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ФГБУН Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича УрО РАН

научный сотрудник, ФГБУН Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича УрО РАН, 620016, Екатеринбург, Россия

научный сотрудник, ФГБУН Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича УрО РАН, 620016, Екатеринбург, Россия

инженер-исследователь, ФГБУН Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича УрО РАН, 620016, Екатеринбург, Россия

A. Sundborg. Local climatological studies of the temperature conditions in an urban area. Tellus. V. 2. No. 3. Pp. 222-232. 1950.

G.B. McBoyle. A review of urban climatology. Earth Science Journal. V. 2. Pp. 88-94. 1968.

A.M. Rizwan, L.Y.C. Dennis, and L.I.U. Chunho. A review on the generation, determination and mitigation of Urban Heat Island. Journal of Environmental Sciences. V. 20. No. 1. Pp. 120-128. 2008.

Локощенко М.А., Корнева И.А., Кочин А.В., Дубовецкий А.З., Новицкий М.А., Разин П.Е. О высотной протяженности городского острова тепла над Москвой // Доклады РАН. 2016. T. 466. №2. C. 213-217.

T.R. Oke. The energetic basis of the urban heat island. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. V. 108. No. 455. Pp.1-24. 1982.

N. Magee, J. Curtis, and G. Wendler. The urban heat island effect at Fairbanks, Alaska. Theoretical and applied climatology. V. 64. No. 1. Pp. 39-47. 1999.

Y.H. Kim, and J.J. Baik. Maximum urban heat island intensity in Seoul. Journal of Applied Meteorology. No. 41. Pp. 651-659. 2002.

S.N. Goward. Thermal behavior of urban landscapes and the urban heat island. Physical Geography. V. 2. No. 1. Pp. 19-33. 1981.

I.D. Stewart, E.S. Krayenhoff, J.A. Voogt, J.A. Lachapelle, M.A. Allen, and A.M. Broadbent. Time evolution of the surface urban heat island. Earth's Future. V. 9. No. 10. Pp. 1-33. 2021.

M.M. Yoshino. Climate in a small area: an introduction to local meteorology. Vol. 549. Tokyo: University of Tokyo press. 1975. 549 pp.

A.A. Gornostaeva, D.Y. Demezhko, and A.N. Antipin. Temperature Response to External Radiative Forcing: Verification of a Simple Model. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. V. 57. No. 11. Pp. 1381-1395. 2021.

Демежко Д. Ю., Горностаева А. А., Антипин А. Н.. Оценка фазовых соотношений между тепловыми потоками и температурой земной поверхности в суточном цикле по результатам мониторинга на ОГМС «Верхнее Дуброво» // Литосфера. 2022. Т. 22. №2. С. 239-250.

D.Y. Demezhko, and A.A. Gornostaeva. Reconstructions of long-term ground surface heat flux changes from deep-borehole temperature data. Russian Geology and Geophysics. V. 55. No. 12. Pp. 1471-1475. 2014.

D.Y. Demezhko, and A.A. Gornostaeva. Late Pleistocene-Holocene ground surface heat flux changes reconstructed from borehole temperature data (the Urals, Russia). Climate of the Past. V. 11. No. 4. Pp. 647-652. 2015.

Чугуенко С.А. О линейной зависимости коэффициента теплопроводности асфальтобетона от содержания щебня и температуры // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2015. №69. С. 75-78.

N. Earl, I. Simmonds, and N. Tapper. Weekly cycles in peak time temperatures and urban heat island intensity. Environmental Research Letters. V. 11. No. 7. Pp. 074003. 2016.

M.Y. Aslam, K.R. Krishna, G. Beig, M.I.R. Tinmaker, and D.M. Chate. Seasonal variation of urban heat island and its impact on air-quality using SAFAR observations at Delhi, India. American Journal of Climate Change. V. 6. No. 2. Pp. 294-305. 2017.

D. Founda, and M. Santamouris. Synergies between Urban Heat Island and Heat Waves in Athens (Greece), during an extremely hot summer. Scientific reports. V. 7. No. 1. Pp. 1-11. 2017.

X. Ao, L. Wang, X. Zhi, W. Gu, H. Yang, and D.Li. Observed synergies between urban heat islands and heat waves and their controlling factors in Shanghai, China. Journal of Applied Meteorology and Climatology. V. 58. No. 9. Pp. 1955-1972. 2019.