Московский экономический журнал 2/2022

Posted by redaktor
image_pdfimage_print

Научная статья

Original article

УДК 433

doi: 10.55186/2413046X_2022_7_2_70

СОСТАВЛЕНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ИНТЕРАКТИВНОЙ КАРТЫ ДИНАМИКИ КЛИМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА 

COMPILATION AND DESIGN OF AN INTERACTIVE MAP OF THE DYNAMICS OF CLIMATIC PARAMETERS NORTH CAUCASUS 

Шаповалов Дмитрий Анатольевич, профессор, доктор технических наук, Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет по землеустройству» 

Братков Виталий Викторович, профессор, доктор географических наук, Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет геодезии и картографии» 

Савинова Светлана Викторовна, доцент, кандидат географических наук, Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет по землеустройству»

Ибрагимов Ильнур Рубинович, бакалавр, Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет геодезии и картографии»

Shapovalov Dmitrii Anatolevich

Bratkov Vitalii Viktorovich

Savinova Svetlana Viktorovna

Ibragimov Ilnur Rubinovich

Аннотация. Северный Кавказ располагается на юго-западе России, и с физико-географической точки зрения включает в себя 2 части: горную, представленную северным склоном Большого Кавказа, и равнинную, приуроченную к равнинам Предкавказья. Для оценки современных климатических условий в настоящее время используются данные инструментальных наблюдений существующей метеорологической сети (47 метеостанций) за 1960-2020 гг. В ходе обработки растровых изображений Земли, для последующей их обрезки по векторному контуру Северного Кавказа использовались данные опции из ArcToolbox (набор инструментов) в соответствующей последовательности. На основании проведенных была разработана интерактивная карта динамики климатических параметров Северного Кавказа.

Abstract. The North Caucasus is located in the south-west of Russia, and from a physical and geographical point of view includes 2 parts: mountainous, represented by the northern slope of the Greater Caucasus, and flat, confined to the plains of the Pre-Caucasus. To assess the current climatic conditions, data from the instrumental observations of the existing meteorological network (47 weather stations) for 1960-2020 are currently used. During the processing of raster images of the Earth, for their subsequent cropping along the vector contour of the Northern Caucasus, these options from ArcToolbox (a set of tools) were used in the appropriate sequence. Based on the conducted, an interactive map of the dynamics of climatic parameters of the North Caucasus was developed. 

Ключевые слова: Северный Кавказ, динамика климатических показателей за 1960-2020 годы, интерактивная карта 

Key words:  The North Caucasus, the dynamics of climatic indicators for the years 1960-2020, interactive map 

ВВЕДЕНИЕ. В современной климатологии климат определяется как многолетний режим погоды, свойственный для данной местности. Под многолетним режимом погоды подразумевается совокупность условий погоды региона за период нескольких десятилетий, типичная годовая смена этих условий и вероятные отклонения от нее в отдельные годы; сочетания условий погоды, свойственные для различных ее аномалий (засухи, дождевые периоды, похолодания, а также много другое). Под процессом изменения климата за какой-либо период понимают определение динамика климата. Изменение климата — это циклический процесс. Существуют определенные периоды времени — циклы, по которым наблюдают динамику климата: пятилетия, десятилетия, тридцатилетия и. т. д. Традиционным временным отрезком для наблюдения динамики климата является 30 лет.

Северный Кавказ – это один из историко-культурный регион России, который является самой густонаселенной и многонациональной территорией в РФ. Северный Кавказ располагается на юго-западе России, и с физико-географической точки зрения включает в себя 2 части: горную, представленную северным склоном Большого Кавказа, и равнинную, приуроченную к равнинам Предкавказья. Черноморское побережье Кавказа относится к южному склону горного сооружения, поэтому с физико-географической точки зрения не относится к изучаемой территории (черноморское побережье Краснодарского края) (рис. 1) [1, 2, 6, 7].

Климат Северного Кавказа формируется прежде всего под влиянием, во-первых, положения на стыке основных широтных климатических поясов (умеренного и субтропического), а также в результате наличия здесь горного сооружения Большого Кавказа, который является климаторазделом между ними и несет черты высотной климатической зональности. Основные климатические особенности территории связаны с географическим положением и рельефом [1, 4].

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Северный Кавказ – горно-равнинная территория, но в большей степени горные системы определяют его географическую специфику, обуславливают его разнообразие природных особенностей, влияние на климат. Как уже отмечалось, территория полностью относится к Предкавказью и частично, к северному склону Большого Кавказа. Большой Кавказ выступает как естественная граница между умеренным климатическим поясом Северного Кавказа и субтропическим поясом Закавказья, которая затрудняет перемещение холодных воздушных масс с севера на юг – в Закавказье и теплых масс в Предкавказье – с юга на север. Летом температурные различия Предкавказья и Закавказья сглаживаются, но начинает ощущаться разница в температуре между западной и восточной частью Кавказа. Относительно невысокая Ставропольская возвышенность выступает границей для поступления на восток влажных воздушных масс Атлантики и Средиземноморья, а на запад – сухого континентального воздуха внутренних областей Евразии.

Традиционно основой для выявления климатических изменений, протекающих на той или иной территории, являются данные наземных наблюдений, которые проводятся на станциях национальной метеорологической сети, в России – Росгидрометом. Анализ климатических изменений, происшедших на изучаемой территории применительно к ландшафтам проведен в работе В.В. Браткова, Ш.Ш. Заурбекова и З.В. Атаева (2014). Для оценки современных климатических условий в настоящее время используются данные инструментальных наблюдений существующей метеорологической сети (47 метеостанций) за 1960-2020 гг. Осредненные за этот временной отрезок данные сравнивались с базовым периодом 1931-1960 гг. [1, 6, 7].

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. На территории Северного Кавказа получили распространение два класса ландшафтов – равнинные и предгорно-холмистые, а также горные. В классе равнинных и предгорно-холмистых ландшафтов, которые получили распространение на территории Предкавказья, представлено 4 типа и 5 подтипов ландшафтов, среди которых гидроморфные и субгидроморфные являются интразональными. В классе горных ландшафтов, которые приурочены к северному макросклону Большого Кавказа, представлены 6 типов и 12 подтипов ландшафтов. Изменения средней годовой температуры воздуха в пределах типов ландшафтов в сравнении с предшествующим периодом иллюстрирует таблица.

Многие авторы отмечают повсеместный рост температуры воздуха в пределах всех ландшафтов Северного Кавказа: 0,7°С в равнинных умеренных аридных, а также в равнинных и холмистых теплоумеренных и умеренных семиаридных ландшафтах; 0,5°С в предгорно-холмистых теплоумеренных и умеренных семигумидных; 0,3°С в горных умеренных гумидных, горных умеренных семигумидных и горных холодно-умеренных; 0,2°С в горных умеренных семиаридных и 0,4°С в высокогорных луговых. Наиболее заметное потепление произошло в равнинной, предгорной и среднегорной частях, и в меньшей степени — в котловинах и высокогорьях. Основной вклад в потепление внесло увеличение температуры в холодное время года.

Увеличение годовой температуры воздуха сильно выражено в равнинных ландшафтах и уменьшается при переходе к высокогорьям. Для всех опорных метеостанций характерна большая межгодовая изменчивость температуры воздуха. Периоды, когда температура на протяжении более пяти лет стабильно возрастала или снижалась, отмечаются крайне редко. Чаще всего отмечается чередование более теплых или более холодных лет; иногда отмечаются периоды постепенного снижения или роста температуры воздуха.

Годовое количество осадков также возросло почти во всех рассматриваемых ландшафтах Северного Кавказа, за исключением высокогорных луговых. В классе равнинных ландшафтов наибольший прирост (59-66 мм, до 12%) отмечается в пределах равнинных и холмистых теплоумеренных и умеренных семиаридных, а также в предгорно-холмистых теплоумеренных и умеренных семигумидых ландшафтах, в то время как в равнинных аридных ландшафтах они возросли в меньшей степени (30 мм, или 8%). В горной части наибольший прирост осадков отмечается в пределах горных умеренных гумидных ландшафтов (132 мм, или 17,5%), а также горных умеренных семиаридных (12,3%). Что касается осадков вегетационного периода, то они в большей степени увеличились в равнинных ландшафтах (до 12-14%), и в меньшей — в горной части.

Территория Северного Кавказа находится в средних широтах, форма региона вытянута больше в произвольном направлении, чем в широтном. Создаваемую карту необходимо составлять в поперечной цилиндрической равноугольной проекции Гаусса-Крюгера для 8 зоны. Частоты сетки 3° по долготе, 2° по широте будет вполне достаточно для составляемой карты. Основное содержание карты заключается в среднемесячных январских и июльских температурах по пятилетиям, а также в среднегодовых количествах выпавших осадков по пятилетиям, начиная с 1960 года и заканчивая 2020 годом. Масштаб при составлении 1: 2500000, но по причине того, что карта интерактивная и есть возможность увеличивать или уменьшать картографическое изображение, на карте будет находиться лишь линейный масштаб (рис. 2) [1, 6, 7-9].

В ходе обработки растровых изображений Земли, для последующей их обрезки по векторному контуру Северного Кавказа использовались данные опции из ArcToolbox (набор инструментов) в соответствующей последовательности. Сложение и умножение данных, заложенных в пикселях растров производилось с помощью этого инструмента создавались суммарные снимки по осадкам за пятилетия и снимки со среднемесячными температурами по пятилетиям. Перепроецирование растровых изображений из проекции WGS 84 в проекцию равноугольную поперечно-цилиндрическую проекцию Гаусса-Крюгера для восьмой зоны. Осреднение данных в пикселях снимков для получения более плавных изолиний [3, 5, 10].

Следующим циклом в процессе составления карты была обработка снимков в пакете MapInfo Professional от компании MapInfo Corp. На этом этапе происходило обрезание снимков, обработанных в ArcMap впервые, по территории непосредственного самого Северного Кавказа по векторному слою с границей (рис. 3).

Третьим этапом в составлении интерактивной карты была обработка данных в QGIS. Сюда добавлялись растровые снимки, далее из них извлекались изолинии через меню Растр – Извлечение – Создать изолинии. Четвертый этап работы проходил в программе для создания и редактирования векторной графики Adobe Illustrator CC. Достоинства этой программы заключаются в возможности создания, редактирования и просмотра векторных и растровых файлов с различными расширениями. Финальный этап процесса составления интерактивной карты проходит в программном продукте компании Adobe Systems Adobe InDesign CC.

В процессе создания карты динамики климатических параметров Северного Кавказа она использовалась следующим образом: создание документа в формате PDF с заданием его формата; добавление карт и создание кнопок с последующим превращением их в интерактивные элементы; размещение заголовка карты, линейного масштаба; конечный вывод интерактивного PDF с готовой картой динамики климатических параметров Северного Кавказа (рис. 4) [3, 5, 10].

После составления и оформления карты ей может пользоваться потребитель. Так как карта электронная, а не бумажная, важно, чтобы она корректно выводилась на экран, а интерактивные элементы правильно работали. То есть, пользователь должен видеть такую же карту, как она и была задумана и создана в течение написания работы. В связи с тем, что формат PDF изначально был разработан компанией Adobe Systems, следовательно, они и предлагают пакет программ для корректного воспроизведения, редактирования документов данного расширения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Основной результат данной статьи заключается в том, что была разработана интерактивная карта динамики климатических параметров Северного Кавказа. С помощью которой можно познакомиться и изучить географическое распределение основных климатических параметров (сезонных температур воздуха и годового количества осадков), осредненных по пятилетним отрезкам, за 1960-2020 гг. Составленная карта отражает современные климатические условия и представляет интерес как для климатологов и метеорологов, так и для географов и экологов, так как может быть основой для прогнозирования изменений окружающей среды, в том числе с точки зрений возможностей сельскохозяйственного производства и комфортности жизни населения. Кроме этого, она также может быть использована в учебном процессе для дисциплин физико-географического цикла.

Список источников

  1. Братков В.В., Заурбеков Ш.Ш., Атаев З.В. Мониторинг современных климатических изменений и оценка их последствий для ландшафтов Северного Кавказа // Вестник РАЕН. 2014. № 2. С. 7-16.
  2. Братков, В.В. Дистанционное зондирование территории Северного Кавказа / В.В. Братков, П.В. Клюшин, Ш.Ш. Заурбеков, А.Н. Марьин // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2011. N4. С. 69-80.
  3. Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – мировой центр данных [Электронный ресурс] (дата обращения 15.02.2021) http://meteo.ru/
  4. Михеев В.А. Климатология и метеорология / Под ред. Н.А. Евдокимова. — УлГТУ.: Типография УлГТУ, 2009. — 115 с.
  5. Продукты ArcGIS – 2020 [Электронный ресурс] – Esri Cis – 2008. Режим доступа: https://www.esri-cis.ru/arcgis/ (дата обращения 02.07.2021).
  6. Пути повышения эффективного использования сельскохозяйственных угодий на территории Северо-Кавказского федерального округа / П. В. Клюшин, А. А. Мурашева, В. А. Широкова и др. // Международный сельскохозяйственный журнал. — 2018. — Т. 361, № 1. — С. 4-7.
  7. Шаповалов Д.А., Клюшин П.В., Мусаев М.Р., Савинова С.В. Экология землепользования сельскохозяйственных угодий в Северо-Кавказском федеральном округе. / Юг России: Экология, развитие. Т. 11, № 2, 2016 г. – с. 132-142.
  8. Шаповалов Д.А., Клюшин П.В., Савинова С.В., Мусаев М.Р., Абакаров К.Б.Пути повышения плодородия засоленных земель Западного Прикаспия республики Дагестан./ Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. № 5. С. 8-11.
  9. Клюшин П.В. Современные проблемы эффективного землепользования в Северо-Кавказском федеральном округе./ Шаповалов Д.А., Широкова В.А., Хуторова А.О., Савинова С.В.// Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. № 2. С. 27-32.
  10. Global climate and weather data [Электронный ресурс] (дата об-ращения 11.06.2021) https://worldclim.org

References

  1. Bratkov V.V., Zaurbekov Sh.Sh., Ataev Z.V. Monitoring sovremen-ny`x klimaticheskix izmenenij i ocenka ix posledstvij dlya landshaf-tov Severnogo Kavkaza // Vestnik RAEN. 2014. № 2. S. 7-16.
  2. Bratkov, V.V. Distancionnoe zondirovanie territorii Sever-nogo Kavkaza / V.V. Bratkov, P.V. Klyushin, Sh.Sh. Zaurbekov, A.N. Mar`in // Zemleustrojstvo, kadastr i monitoring zemel`. 2011. N4. S. 69-80.
  3. Vserossijskij nauchno-issledovatel`skij institut gidrometeo-rologicheskoj informacii – mirovoj centr danny`x [E`lektronny`j re-surs] (data obrashheniya 15.02.2021) http://meteo.ru/
  4. Mixeev V.A. Klimatologiya i meteorologiya / Pod red. N.A. Evdo-kimova. — UlGTU.: Tipografiya UlGTU, 2009. — 115 s.
  5. Produkty` ArcGIS – 2020 [E`lektronny`j resurs] – Esri Cis – 2008. Rezhim dostupa: https://www.esri-cis.ru/arcgis/ (data obrashheniya 02.07.2021).
  6. Puti povy`sheniya e`ffektivnogo ispol`zovaniya sel`skoxozyaj-stvenny`x ugodij na territorii Severo-Kavkazskogo federal`nogo okruga / P. V. Klyushin, A. A. Murasheva, V. A. Shirokova i dr. // Mezhdu-narodny`j sel`skoxozyajstvenny`j zhurnal. — 2018. — T. 361, № 1. — S. 4-7.
  7. Shapovalov D.A., Klyushin P.V., Musaev M.R., Savinova S.V. E`ko-logiya zemlepol`zovaniya sel`skoxozyajstvenny`x ugodij v Severo-Kavkazskom federal`nom okruge. / Yug Rossii: E`kologiya, razvitie. T. 11, № 2, 2016 g. – s. 132-142.
  8. Shapovalov D.A., Klyushin P.V., Savinova S.V., Musaev M.R., Aba-karov K.B.Puti povy`sheniya plodorodiya zasolenny`x zemel` Zapadnogo Prikaspiya respubliki Dagestan./ Mezhdunarodny`j sel`skoxozyaj-stvenny`j zhurnal. 2017. № 5. S. 8-11.
  9. Klyushin P.V. Sovremenny`e problemy` e`ffektivnogo zemlepol`-zovaniya v Severo-Kavkazskom federal`nom okruge./ Shapovalov D.A., Shirokova V.A., Xutorova A.O., Savinova S.V.// Mezhduna-rodny`j sel`skoxozyajstvenny`j zhurnal. 2017. № 2. S. 27-32.
  10. WorldClim. Global climate and weather data [E`lektronny`j re-surs] (data ob-rashheniya 11.06.2021) https://worldclim.org

Для цитирования: Шаповалов Д.А., Братков В.В., Савинова С.В., Ибрагимов И.Р. Составление и оформление интерактивной карты динамики климатических параметров Северного Кавказа // Московский экономический журнал. 2022. № 2. URL: https://qje.su/rekreacia-i-turizm/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-2-2022-4/

© Шаповалов Д.А., Братков В.В., Савинова С.В., Ибрагимов И.Р., 2022. Московский экономический журнал, 2022, № 2.