О влиянии микроклимата на результаты дистанционных методов исследования городского острова тепла

Традиционный метод изучения городского «острова тепла» основан на сравнении температуры воздуха внутри города и в ближайшей к нему сельской местности. «Остров тепла» обнаруживается по появлению замкнутых изотерм с горизонтальным градиентом, направленным от окрестностей к центру города или районам с наиболее плотной застройкой. Из-за недостаточной плотности метеорологических станций для решения задачи часто прибегают к использованию космические снимков в инфракрасном диапазоне. На таких изображениях «острова тепла» выделяются как зоны повышенной яркости и соответствуют положительным тепловым аномалиям в пределах города.
Положительную разность между центральной частью города и его пригородами, как правило, интерпретируют как проявление городского «острова тепла». Однако это не всегда является обоснованным. Основной причиной возникновения городского «острова тепла» является изменение теплового баланса территории в процессе техногенного преобразования подстилающей поверхности, включая и выделение антропогенного тепла. Городской «остров тепла» рассматривается как один из самых наглядных примеров мезомасштабного изменения климата в результате деятельности человека. Между тем многочисленные полевые исследования показывают, что основные климатические показатели из-за особенностей микроклимата на близких расстояниях могут изменяться сильнее, чем даже при переходе из одной климатической зоны в другую. Ситуация осложняется тем, что и «остров тепла», и микроклиматические различия проявляются в идентичных метеорологических условиях. В этой связи существует проблема выделения из множества факторов, способствующих пространственным неоднородностям в поле температуры воздуха, воздействия именно городской среды.
Так, например, при изучении в 2014-2016 гг. пространственного распределения температуры воздуха в г. Апатиты (Мурманская обл.) и его пригородах было обнаружено, что на территории города температура воздуха выше, чем над окружающей местностью. Явление обнаруживается как по данным прямых метеорологических измерений, так и по инфракрасным изображениям со спутника. Несмотря на это, оснований для предположения об исключительно антропогенной природе данного явления нет. Город Апатиты занимает верхнюю часть довольно обширного холма и на 50-70 метров возвышается над окружающей территорией. Ночью и зимой в тихую погоду при ясном небе охлажденный воздух, образовавшийся на выпуклых формах рельефа, как более тяжелый, стекает вниз по склону и скапливается в понижениях, образуя так называемые «озера холода. При этом центральная часть города оказывается теплее находящихся ниже периферийных районов. Как показали дополнительные измерения, выполненные в схожих геоморфологических условиях, аналогичное распределение температуры наблюдаются и районах, не подверженных антропогенному влиянию, а зарегистрированные разности температуры между центральной частью г. Апатиты и окружающей местностью во все сезоны не выходят из характерного диапазона изменчивости ночной температуры в холмистом рельефе.
Полученный в работе результат не может рассматриваться как отрицание возможности техногенного воздействия г. Апатиты на тепловой режим приземного слоя воздуха в городе. Мы всего лишь обращаем внимание, что в условиях неоднородной подстилающей поверхности из-за значительной изменчивости температуры воздуха на небольших расстояниях изучение явления городского «острова тепла» с помощью измерений температуры воздуха в разных районах города и анализа теплового излучения подстилающей поверхности без проведения комплексных микроклиматических изысканий может оказаться не вполне корректной процедурой.