SLIDE 1 Experimental Urban Heat Island Research of Four Biggest Polar Cities in Northern Hemisphere Экспериментальные исследования островов тепла городов Арктической зоны РФ: методика и первые результаты
Pavel Konstantinov, Alexander Baklanov, Mikhail Varentsov, Evgenia Kukanova, Irina Repina, Sergey Shuvalov, Timofey Samsonov
CITES-2015, June 26-June 30 2015, Tomsk, Russia
SLIDE 2 Urban Heat Island (UHI)
Picture taken from http://www.monument-info-search.co.uk
SLIDE 3 UHI Research history
Luke ¡Howard ¡and ¡The ¡Climate ¡of ¡London ¡
Luke ¡Howard ¡ ¡ (1772-‑1864)
SLIDE 4 Moscow’s 2010 heat wave
Tmax=38,1 C
The exceptional heat over such a long duration, combined with poor air quality from wildfires increased deaths by at least 56,000 in Moscow (NOAA,2010)
SLIDE 5
- 1. MURMANSK ¡(RUSSIA) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡302 ¡000 ¡people ¡
- 2. NORILSK ¡(RUSSIA) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡177 ¡000 ¡people ¡
- 3. VORKUTA ¡(RUSSIA) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡64 ¡000 ¡people ¡
- 4. TROMSO ¡(NORWAY) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡61 ¡000 ¡people ¡
- 5. APATITY ¡(RUSSIA) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡59 ¡000 ¡people ¡
¡
World’s ¡biggest ¡polar ¡cities ¡(тор-‑5) ¡: ¡ ¡
SLIDE 6 Murmansk ¡ ApaAty ¡ Vorkuta ¡ Norilsk ¡ Moscow ¡
Research ¡area ¡(4 ¡expeditions) ¡ ¡
SLIDE 7
Norilsk (December 2013)
SLIDE 8
In Norilsk all field measurements were produced during the polar night season
SLIDE 9
Murmansk (January-February 2014)
SLIDE 10
Apatity (January-February 2014)
SLIDE 11
Vorkuta (March 2014)
SLIDE 12 Main features of case-study:
- 1. First ¡ ¡complex ¡experimental ¡study ¡of ¡
temporal ¡and ¡spaAal ¡characterisAcs ¡of ¡ Urban ¡Heat ¡Island ¡in ¡4 ¡biggest ¡polar ¡ciAes ¡in ¡ the ¡world ¡(in ¡Russia). ¡ ¡
- 2. For ¡obtaining ¡good ¡data ¡quality, ¡we ¡used ¡3 ¡
different ¡measurements ¡techniques ¡
- 3. ¡ ¡EvaluaAon ¡of ¡possible ¡economical ¡effect ¡of ¡
UHI ¡at ¡polar ¡city ¡heaAng ¡system ¡ ¡ ¡ ¡
SLIDE 13 Measurement techniques:
StaAonary ¡AWS ¡ Mobile ¡measurements ¡ Low-‑cost ¡sensors ¡(iBuYon) ¡ MTP-‑5 ¡ ¡ Microwave ¡profiler ¡
SLIDE 14 AWS ¡rural ¡zone ¡ ¡(Murmansk) ¡
Stationary and mobile AWS measurements
Mobile ¡temperature ¡sounding ¡ (Davis ¡AWS ¡) ¡+ ¡GPS ¡tracker ¡
AWS ¡in ¡city ¡center ¡ ¡(Murmansk) ¡
SLIDE 15 Measurements network ¡ ¡
Apatity Murmansk
SLIDE 16 Measurements network
Vorkuta
SLIDE 17 Measurements network
Norilsk
SLIDE 18
¡ Preliminary results ¡ ¡
SLIDE 19 ApaAty ¡ 29 ¡January, ¡nigh.me ¡ ApaAty ¡ ¡ ¡31 ¡January, ¡day4me ¡ ApaAty ¡ 2 ¡February, ¡nigh.me ¡ Murmansk ¡ 30 ¡January, ¡evening ¡
Mobile ¡AWS ¡vs ¡iBuYon ¡sensors ¡
SLIDE 20
UHI in Murmansk (max & mean)
SLIDE 21
UHI in Apatity (max & mean)
SLIDE 22
UHI in Vorkuta (max & mean)
SLIDE 23
UHI in Norilsk (max & mean)
SLIDE 24
Urban Heat Island dynamics, Apatity
SLIDE 25
Urban Heat Island dynamics, Murmansk
SLIDE 26 Statistical ¡model ¡of ¡city ¡heating ¡system: ¡ Outside ¡air ¡temperature ¡ Hot ¡water ¡temperature ¡ Heat ¡producAon ¡ Fuel ¡(coal) ¡consumpAon ¡
Money ¡ ¡
Cost ¡of ¡1⁰C ¡error: ¡
- ApaEty ¡(686 ¡mWt): ¡≈1000 ¡€/day ¡
- Norilsk ¡(2691 ¡mWt): ¡≈ ¡3900 ¡€/ ¡day ¡
Potential economical effect
SLIDE 27 Summary:
- 1. First temporal and spatial characteristics of
Urban Heat Island in 4 polar cities (Murmansk, Norilsk, Vorkuta and Apatity) were obtained.
- 2. The different measurements techniques showed
the similar results for every city.
- 3. Preliminary analysis showed that the nature of
Urban Heat Island in every polar city is different and depends of geographical features of the city.
- 4. Economical effect of UHI in polar regions is very
strong and the cost of 1⁰C error can exceed 3900 €/ day.
SLIDE 28
Thanks ¡for ¡your ¡attention… ¡
SLIDE 29
…and ¡be ¡careful ¡during ¡ ¡Arctic ¡research ¡J
J ¡
