В свете наблюдаемых тенденций к урбанизации, присущих не только Казахстану, но и большей части мира, становится всё более важным приоритизировать изучение и интеграцию аспектов городской климатологии в региональные политики и стратегии городского планирования. Основное внимание в анализе городского климата сосредотачивается на изучении климатических условий на более мелких, локальных и микроклиматических уровнях. Однако, при оценке климатических рисков на региональном и локальном уровнях важно начать с более широкой перспективы, охватывающей крупномасштабные климатические тенденции в Центральной Азии и Казахстане. Согласно климатической оценке рисков, проведенной Всемирным банком и Азиатско-Тихоокеанским банком развития в 2021 году, прогнозируется, что температуры в Казахстане будут повышаться на более высокой скорости в ближайшие десятилетия по сравнению со среднемировой температурой относительно базовых данных 1986-2005 годов. Этот восходящий тренд ожидается иметь серьезные последствия, включая постепенное уменьшение ледников в регионе. Это, в свою очередь, приведет к существенному снижению стока рек и доступности пресной воды к середине XXI века. Эти события представляют собой серьезные угрозы как водной безопасности, так и экономике, не только для Казахстана, но и для всей Центральной Азии (Всемирный банк и Азиатско-Тихоокеанский банк развития, 2021). Однако одним из наиболее важных моментов, подчеркнутых в климатическом анализе для Казахстана в рамках городского климата, является то, что изменение климата приведет к более частым экстремальным погодным явлениям, в первую очередь, проявляющимся в очень низких и высоких температурах. Интересно, что именно экстремальные погодные события люди в Казахстане обычно связывают с изменением климата (Маханов, 2021).
В настоящее время около 58% населения Казахстана проживает в городских районах, статистика, которая последовательно соответствует профилю страны как развивающейся. Считается, что более половины населения мира в наше время проживает в городских районах, и прогнозы указывают на дальнейшее ускоренное увеличение доли городского населения как в Казахстане, так и во всем мире в ближайшие десятилетия (UN-HABITAT, 2016). Например, к 2050 году ожидается, что около 68,4% населения мира и 69,1% населения Казахстана будут проживать в городских районах (ООН ДЭСВ, 2023). Основываясь на различных сценариях урбанизации, прогнозы предполагают, что наибольший прирост городских территорий произойдет в тех регионах, где текущий уровень урбанизации относительно низок (Гао и О’нил, 2019), что актуально для большинства развивающихся стран. С учетом этих фактов становится ясным, что именно городской климат, а не общий климат, становится все более важным климатическим фактором для подавляющего большинства населения. Это один из наиболее убедительных аргументов, подчеркивающих важность городской климатологии как ключевой области исследований, заслуживающей внимания и выделения специальных ресурсов.
Во-вторых, следует помнить, что доля населения, проживающего в городах, сильно варьируется от страны к стране и, как правило, бывает выше в высокоиндустриальных странах с развитой экономикой. В противоположность этому, в основном в аграрных и развивающихся странах сельское население превышает городское население в большой мере, и, следовательно, именно там ожидается основной прирост урбанизации в будущем. Оценка прогнозов урбанизации на будущее должна дать представление о климатическом профиле будущих проблемах растущих городов. В общем, можно утверждать, что основным источником будущей урбанизации и вызовов в области городской климатологии будет часть мира, называемая “Глобальным Югом” или развивающимися странами. Согласно наиболее свежим прогнозам населения ООН, городское население Глобального Юга ожидается увеличится примерно на две трети (66,9%) по сравнению с текущими уровнями, в то время как население остальной части мира (Глобального Севера) увеличится всего на 13,3% от текущего размера городского населения (ООН ДЭСВ, 2023). Ожидается, что мировое городское население соответствующим образом сдвинется больше в сторону Глобального Юга. В этих двух группах стран Казахстан ближе к первой группе развивающихся стран, потому что в Казахстане ожидается довольно большой прирост (46,5%) размера текущего городского населения к середине XXI века. Так, например, прогнозируется, что к 2050 году городское население Казахстана увеличится на более чем 5 миллионов человек (ООН ДЭСВ, 2023).
При обсуждении городского климата важно разъяснить концепцию, известную как Городский остров тепла (ГОТ). ГОТ представляет собой дополнительное тепло, приводящее к заметной разнице в температуре в городских районах по сравнению с окружающей сельской местностью из-за искусственного покрытия земли и человеческой деятельности (Говард, 1818). Этот эффект обусловлен множеством факторов, характерных для городских территорий, таких как искусственные покрытия, загрязнение воздуха, городская геометрия и архитектурные особенности, дорожные заторы и т. д. Эффект ГОТ обычно положительно коррелируется с размерами города и его плотностью населения, и проявляется более сильно в крупных городах. Например, ГОТ усиливается с увеличением размеров города, и в городах с населением свыше одного миллиона человек он может привести к дополнительному потеплению до 5°C. Помимо формирования эффекта ГОТ, урбанизация может изменять количество осадков, увеличивая их величину на 16% в пределах города (Лю и Нийоги, 2019). С увеличением урбанизации и быстрым индустриальным развитием во многих частях мира ожидается значительное увеличение средней температуры в городах по всему миру (Джонс и др., 1990; Маркотульо и др., 2021). Экономический рост, особенно в развивающихся странах, к сожалению, неизбежно способствует усилению и ухудшению климатических эффектов в городах. Например, отмечено, что Китай использовал больше цемента всего за три года с 2011 по 2013 годы, чем США за весь XX век (Gatesnotes.com, 2014). Очевидно, что значительное количество этого цемента было в основном использовано в качестве покрытия на поверхности городских территорий, что существенно способствовало усилению эффекта ГОТ.
Как уже упоминалось, проблемы городского климата актуальны для Казахстана в первую очередь из-за роста городского населения. Еще одним фактором, который делает эту проблему актуальной, является распределение городского населения между городами. Замечено, что за последние три десятилетия рост городского населения в Казахстане сосредотачивается в основном в нескольких крупных городских центрах. Например, в 1990 году топ-три крупнейших города составляли почти 23% от общего городского населения страны. В сравнении с этим, к 2023 году на долю этих трёх крупнейших города уже приходится более 40% городского населения страны. Их совокупный размер населения и земельных площадей более чем удвоились за последние три десятилетия, аналогично увеличились и их территории. Учитывая, что эффекты городского климата коррелируют с ростом населения, очевидно, что общее воздействие городского климата на население Казахстана усилилось в последние десятилетия, что привело к более широкому распространению этих эффектов среди большего числа людей.
Несмотря на растущую актуальность, городская климатология в значительной степени остается мало исследованной, и исследования климата в основном проводятся вне местных и городских контекстов в Казахстане. Доступные исследования, хотя и ограничены по количеству, предоставляют убедительные доказательства существенных эффектов ГОТ и наличия более экстремальных температур в крупных городских центрах Казахстана по сравнению с окружающей сельской местностью. Астана в контексте Казахстана, как центральная точка в исследованиях городского климата, привлекает значительное внимание благодаря своему необычайному росту населения, расширению городских территорий и разительным изменениям на поверхности городской территории. С 1997 года ее население почти учетверилось, причем большая часть этого роста была достигнута за счет преобразования ранее сельских и малоиспользуемых земель на левом берегу реки Ишим. Эти условия делают Астану почти идеальным примером для изучения того, как существенные преобразования неиспользуемых сельских земель в городские районы могут влиять на местный городской климат. Существующие исследования представляют убедительные доказательства сильного эффекта ГОТ в городе Астана (Константинов, 2015; Берлессова и Константинов, 2020; Аскар и др., 2021). Кроме того, некоторые результаты исследований кажутся интересными и имеют практическое значение. Например, было обнаружено, что компактные высокие и средние здания значительно усиливают существующий эффект ГОТ, с наиболее выраженным влиянием, наблюдаемым летом (Берлессова и Константинов, 2020). В другом исследовании было установлено, что обширное городское расширение Астаны за последние четыре десятилетия привело к значительным изменениям в годовых средних максимальных и минимальных температурах, а также в суточном температурном разбросе. Эти изменения можно непосредственно связать с городским развитием города (Аскар и др., 2021).
Можно сказать, что исследования городского климата не широко распространены в развивающихся странах. Существует ярко выраженный географический уклон в пользу городов в западных странах, и Казахстан не является исключением из этой тенденции. Исследования на тему городского климата в этих частях мира, довольно многочисленны, поэтому они сильно несоразмерны своей доле в мировом населении (Лэмб и др., 2019). Это географическое несоответствие может быть результатом различных причин. Обычно страны Запада имеют достаточные ресурсы для поддержания активной исследовательской деятельности по различным вопросам, включая городской климат. Очевидно, что страны с очень ограниченными научными ресурсами не могут конкурировать с странами из наиболее богатой части мира, что приводит к огромным неравенствам в области исследований в случае городских климатических исследований. Более того, в большинстве случаев финансирование исследований исходит из общественных источников, что делает исследовательские учреждения ответственными перед местными властями, которые в большинстве своем заинтересованы в решении местных вопросов.
В дополнение к региональному и городскому планированию, область городской климатологии в Казахстане должна быть неразрывно интегрирована в более обширные исследования климата, прежде всего по причинам, связанным с безопасностью и предотвращением бедствий. Согласно основным климатическим прогнозам, одним из наиболее актуальных рисков, которые климатические изменения представляют для Казахстана и Центральной Азии, является повышенная частота и сила неблагоприятных погодных явлений, в первую очередь связанных с экстремальными температурами и изменением осадков. Демографические факторы играют значительную роль, с увеличением урбанизации и концентрацией большого населения в нескольких крупных городских центрах растут ожидаемые затраты, связанные с этими экстремальными погодными явлениями. Недавние наводнения в городах, таких как Астана, и других крупных городских районах северного Казахстана наглядно продемонстрировали существенные и далеко идущие последствия подобных событий. В этом контексте разработка стратегий устойчивости к неблагоприятным воздействиям местного и городского климата должна рассматриваться как важная составляющая комплексных исследований климата.
Источники:
Аскар, Акида, Тлагат Абжанов, Йонгдун Ван, Ионгчэнг Чжао и Цзяцян Лей (2021). Temperature variation and urban heat island effect in Nur-Sultan during 1973 to 2015 . Arid Land Geography, 44(2): ст. 316-326.
Берлесова А. и Павел Константинов (2020). Local climate zones in the city of Nur-Sultan (Kazakhstan) and their connections with urban heat island and thermal comfort [Локальные климатические зоны города Нур–Султан (Казахстан) и их связь с городским островом тепла и тепловым комфортом]. Серия конференций IOP: Наука о Земле и окружающей среде, декабрь 2020 г.
Всемирный банк и Азиатско-Тихоокеанский банк развития, 2021 (2021). Climate Risk Country Profile: Kazakhstan [Профиль климатического риска по стране: Казахстан]. Доступно по адресу https://climateknowledgeportal.worldbank.org/sites/default/files/2021-06/15834-WB_Kazakhstan%20Country%20Profile-WEB.pdf. Дата обращения: 28.09.2023.
Gatesnotes.com (2014). Have you hugged a concrete pillar today? Доступно по адресу https://www.gatesnotes.com/Making-the-Modern-World. Дата обращения: 03.02.2023.
Гао, Цзин и Брайан O’Neill (2020). Mapping global urban land for the 21st century with data-driven simulations and Shared Socioeconomic Pathways [Картирование глобальной городской территории XXI века с помощью моделирования на основе данных и общих социально-экономических путей.]. Nature Communications, Vol. 11: ст. 1-12.
Говард, Люк (1818). The Climate of London Deduced from Meteorological Observations [Климат Лондона, полученный на основе метеорологических наблюдений]. Cambridge University Press.
Департамент ООН по экономическим и социальным вопросам (2022). The Population Division of the Department of Economic and Social Affairs of the United Nations. World Urbanization Prospects [Отдел народонаселения Департамента по экономическим и социальным вопросам Организации Объединенных Наций. Перспективы мировой урбанизации].
Джонс, Филип Д., Павел Ю. Гройсман, Майкл Кофлан, Нил Пламмер, Вэй-Чьюнг Ван и Томас, Р. Карл (1990). Assessment of urbanization effects in time series of surface air temperature over land [Оценка последствий урбанизации во временных рядах температуры приземного воздуха над сушей]. Nat. Clim. Change No. 347: ст. 169–172.
Константинов, Павел (2015). Urban Heat Island phenomenon in extreme continental climate (Astana, Kazakhstan) [Феномен городского острова тепла в резко континентальном климате (Астана, Казахстан)]. Европейский союз геонаук 2015 г..
Лэмб, Уильям Ф., Феликс, Крейциг, Макс В., Каллаган и Ян К., Минкс (2019). Learning about urban climate solutions from case studies [Изучение решений городского климата на основе тематических исследований]. Nature Climate Change, Vol. 9: ст. 279–287.
Лю, Цзе и Дев Ниёги (2019). Meta-analysis of urbanization impact on rainfall modification [Метаанализ влияния урбанизации на изменение количества осадков]. Scientific Reports, 9(7301): ст. 1-14.
Маркотуллио, Питер Дж., Карстен, Кесслер, Ребека, Кинтеро Гонсалес и Михаэль Шмельц (2021). Urban growth and heat in tropical climates [Рост городов и жара в тропическом климате]. Frontiers in Ecology and Evolution, Vol. 9: ст. 1-21. doi: 10.3389/fevo.2021.616626.
Маханов, Канат (2021). Studying the Public Perception of Climate Change and Environmental Issues in Kazakhstan. Eurasian Research Institute. Доступно по адресу https://www.eurasian-research.org/publication_categories/articles/page/8/. Дата обращения: 26.09.2023.
Программа ООН по населенным пунктам (2016). Отчет о городах мира 2016 г. UN-Habitat, Найроби.
Хорнвег, Дэниел Х. и Кайла Поуп (2014). Socioeconomic pathways and regional distribution of the world’s 101 largest cities [Социально-экономические пути и региональное распределение 101 крупнейшего города мира]. GCIF Working Paper No. 4.
Примечание. Мнения, выраженные в этом блоге, принадлежат автору и необязательно отражают редакционную политику Института.