https://doi.org/10.15407/conf_UHMI_CGO_2024.033

Науково-довідниковий атлас «Хвилі тепла. Хвилі холоду. Різкі зміни температури» призначений для просторово-часового аналізу екстремальних термічних умов атмосфери, зокрема хвиль тепла, холоду та різких міждобових  зміни температури повітря в Україні. Він містить науково обгрунтовану інформацію щодо характеристик цих явищ в Україні у 1981-2020 рр, швидкості і значущості їхньої зміни протягом цього періоду та проекцій зміни середніх багаторічних значень цих характеристик у 2021-2040, 2041-2060 та 2081-2100 рр, відносно 1991-2010 рр за сценаріїв RCP4.5 та RCP8.5.

Електронний атлас структурно складається з двох частин: бази картографічних даних та програмного забезпечення для відображення картографічних даних і ведення загальної бази характеристик явищ. Він містить набори карт, об'єднаних у тематичні розділи і підрозділи. Такі карти належать до карт інформаційно-довідникового типу. Довідниковий характер визначається їхнім призначенням для територіального аналізу даних і перспективного планування в різних галузях економіки та для адаптації до зміни клімату. Для формування цілісного уявлення про особливості екстремальних температурних умов в Україні карти згруповані у три тематичні розділи: «Хвилі тепла», «Хвилі холоду» та «Різкі зміни температури». Розділи «Хвилі тепла» і «Хвилі холоду» мають чотири підрозділи (рис.1):

‒    Загальна характеристика екстремальної температури повітря в Україні;

‒    Повторюваність та інтенсивність за рік та сезон. 1981-2020;

‒    Тенденції зміни повторюваності та інтенсивності ХТ за рік та сезон. 1981-2020;

‒    Проекції зміни характеристик ХТ/ХХ у коротко- та довгостроковій перспективі.RCP4.5. RCP8.5

Рис. 1. Структура електронного атласу хвиль тепла, холоду та різких змін температури повітря в Україні

У підрозділі «Загальна характеристика екстремальної температури повітря в Україні» розділу «Хвилі тепла» міститься інформація про середню за рік та сезон максимальну температуру повітря, кількість днів за рік з Тмакс 30℃ і більше та 35℃ і більше. Аналогічний підрозділ розділу «Хвилі холоду» містить дані про середню мінімальну температуру повітря за рік і сезон, кількість днів за рік з Тмін -20℃ і нижче, -25℃ і нижче та -30℃ і нижче.

Підрозділ «Повторюваність та інтенсивність за рік та сезон. 1981-2020» містить дані про хвилі тепла та холоду різної інтенсивності за рік та по сезонам,зокрема,  їхню кількісну характеристику:

‒      середнє за рік та сезон значення граничної межі певної категорії інтенсивності хвилі тепла/холоду (68, 95 і 99,7 процентилі максимальної температури/32, 5 і 0,3 процентилі мінімальної температури повітря за 1981-2020рр )

‒      кількість днів за рік та сезон з хвилею тепла/ холоду певної інтенсивності, що містять теплу/холодну, дуже теплу/дуже холодну та надзвичайно теплу/надзвичайно холодну повітряні маси;

‒  кількість періодів (хвиль тепла/холоду) за рік та сезон різної інтенсивності;

‒  кількість за рік та сезон короткотривалих хвиль тепла/холоду (2-5 днів);

‒  кількість за рік та сезон довготривалих хвиль тепла/холоду (6 днів і більше);

‒  середня за рік та сезон інтенсивність хвилі тепла/холоду;

‒  середня максимальна інтенсивність хвилі тепла/холоду;

‒  середня за рік та сезон потужність хвилі тепла/холоду.

 Також у розділі представлено загальну інформацію про всі потепління/ похолодання, коли максимальна температура повітря була вище/нижче 68%/32%

У підрозділі «Повторюваність та інтенсивність за рік та сезон. 1981-2020» розділу «Різкі зміни температури» знаходяться дані про середню за рік та сезон кількість днів з сильними (4-6 ˚С/24год), дуже сильними (6-10 ˚С/24год) та надзвичайними (понад 10 ˚С/24год) різкими потепліннями та похолоданнями.

В атласі також представлено інформацію про швидкість та значущість зміни середніх за рік та сезон значень кількісних характеристик хвиль тепла, холоду та різких змін температури протягом1981-2020рр, які можна знайти у відповідних підрозділах «Тенденції зміни повторюваності та інтенсивності ХТ/ХХ/РЗТ за рік та сезон. 1981-2020» (рис.2).

Рис. 2. Структура підрозділу «Тенденції зміни повторюваності та інтенсивності РЗТ за рік та сезон. 1981-2020» розділу «Різкі зміни температури»

Інформація щодо ймовірних змін хвиль тепла холоду та різких змін температури у коротко-, середньо- та довготривалій перспективі (2021-2040, 2041-2060, 2081-2100рр) відносно періоду 1991-2010 за сценаріїв RCP4.5 та RCP8.5 знаходиться у підрозділі «Проекції зміни характеристик ХТ/ХХ/РЗТ у коротко- та довгостроковій перспективі.RCP4.5. RCP8.5» (рис.3).

Проекції зміни характеристик хвиль тепла, холоду та різких змін температури обчислені та побудовані для двох сценаріїв OД5 – RCP4.5 та RCP8.5 за ансамблевими даними проекту EURO-CORDEX. Ансамбль кліматичних даних включає обчислення 14 регіональних кліматичних моделей (РКМ).

За даними проекцій середньої, максимальної та мінімальної за добу температури повітря 14 РКМ, отримані проекції середніх багаторічних за рік та сезон значень характеристик хвиль тепла, холоду та різких змін температури у 1991-2010, 2021-2040, 2041-2060, 2081-2100 рр. для сценаріїв RCP4.5 та RCP8.5 та їхні зміни у коротко-, середньо- та довгостроковій перспективі відносно 1991-2010рр. (рис.3)

Рис. 3. Структура підрозділу «Проекції зміни характеристик РЗТ у коротко- та довгостроковій перспективі.RCP4.5. RCP8.5» розділу «Різкі зміни температури»

База даних Атласу містить основне інформаційне наповнення (понад 600 карт) та інформацію, що забезпечує цілісність основного наповнення:

‒    перелік основних тематичних розділів Атласу (3);

‒    перелік часових періодів (5);

‒    перелік показників (221);

‒    перелік сезонів та загалом за рік (5);

З метою компресії даних та забезпечення мобільності атласу його інформаційне наповнення розміщено у реляційній базі даних. Вибірка матеріалів з бази даних відбувається на основі унікальної комбінації індексів обраного розділу, часового періоду, показника, сезону року або кліматичного сценарію . Цей аспект зумовлює включення до системних вимог Атласу наявність на ЕОМ встановленого екземпляру СУБД Micrsofot SQL Server 2016. Зважаючи на велику кількість картографічного матеріалу, карти зберігаються у вигляді BLOB (Binary Large Object) та перетворюються у формат jpg-зображення безпосередньо у процесі користування атласом.

В Атлас інтегровані інструменти керування базою даних для редагування її наповнення та контролю наявності даних.

Атлас дозволяє отримати інформацію в наочному та систематизованому вигляді за рік та сезон про особливості повторюваності, інтенсивності, тривалості хвиль тепла, холоду та різких змін температури різного ступеня інтенсивності, їхньої зміни протягом 1981-2020 років та ймовірних змін у коротко-, середньо- та довгостроковій перспективі за сценаріїв RCP4.5 та RCP8.5. Зазначена інформація представлена у вигляді карт, представлених у форматі *.jpg, які систематизовані у тематичні розділи.

Електронний атлас «Хвилі тепла. Хвилі холоду. Різкі зміни температури» має прикладний характер, містить інформацію, яка може бути використана при оцінці вразливості регіонів, областей, секторів економіки щодо зміни клімату.

Ключові слова: хвиля тепла, хвиля холоду, різкі зміни температури, атлас зміни клімату