Справочное пособие к СНиП 23-01-99* Строительная климатология

1.2.1. Получение, обработка и представление климатической информации

1. Климатическая информация, на основе которой разрабатываются расчетные климатические параметры для строительства, представлена различными количественными показателями и содержится в разных источниках. Первичной метеорологической информацией являются данные наблюдений на метеорологических станциях. Часть станций являются реперными (вековыми). Информация о показателях солнечной радиации, температуры и влажности воздуха и других фиксируется в 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21 ч по московскому времени (до 1966 г. наблюдения проводили в 1, 7, 13, 19 ч по местному среднесолнечному времени). На отдельных метеостанциях самописцы отмечают ежечасные значения некоторых метеорологических элементов. Результаты наблюдений на метеорологических станциях сводят в таблицы специальной формы, которые являются опорными данными для разработки всей последующей климатической информации.

На основе данных этих таблиц за период наблюдений вычисляют средние суточные, месячные и годовые их значения, которые помещают в метеорологических ежемесячниках и ежегодниках, например, [18]. Данные опорных метеорологических таблиц, ежемесячников и ежегодников составляют первый уровень обработки. Эта информация является базовой для установления средних месячных значений многолетних величин метеорологических элементов за пятилетие (второй уровень обработки) и за весь период наблюдений (третий уровень обработки).

Четвертым уровнем обработки климатической информации является пространственное обобщение климатических данных в виде изолинейных карт, районирования территории, осреднения по территориально-экономическим районам. Для характеристики режима метеорологических элементов используются различные виды климатических показателей - отдельные метеорологические элементы и комплексные показатели и др.

2. Показателями отдельных метеорологических элементов являются: повторяемость различных значений элемента; накопленная повторяемость (обеспеченность); средние значения, крайние (максимальные и минимальные); показатели изменчивости и др.

3. Повторяемость есть отношение числа случаев со значениями метеорологического элемента, входящими в данную градацию (интервал), к общему числу членов ряда (в долях единицы или процентах). Повторяемость, полученную на основании длинного ряда наблюдений, называют вероятностью. Накопленная повторяемость характеризует частоту появления значений метеорологического элемента, превышающих (или не превышающих) заранее заданное значение. Ее получают последовательным суммированием относительных или средних абсолютных частот соответствующих интервалов в ряду статистического распределения. Суммарную повторяемость, полученную на основании данного ряда наблюдений, называют интегральной вероятностью или обеспеченностью.

В интересах строительства и эксплуатации зданий рекомендуется использовать для расчета многолетние средние нормы по температуре воздуха однородного периода наблюдений, например, с 1936 г.

Во-первых, с этого года начались систематические четырехсрочные наблюдения (1, 7, 13, 19 ч): во-вторых, период наблюдений с 1936 по 2000 г. (65 лет) характеризуется сравнительно устойчивым климатом.

Расчет интегральной вероятности с использованием ранжированного климатического ряда, включающего полную совокупность наблюдений, производится по формуле:

.                                               (1.1)

В зависимости от общего числа членов ряда расчет производится по формулам:

;

;

     
,                                                  (1.2)

где - порядковый номер членов климатического ряда; - число членов ряда.

4. Среднее арифметическое значение метеорологического элемента представляет собой сумму значений членов ряда, деленную на их общее число.

Как дополнение к среднему значению вычисляют медиану и моду.

Медиана - значение срединного числа в ряду значений простого ранжирования статистического ряда. Медиану рекомендуется определять при асимметричных распределениях и при неточных крайних значениях метеорологического элемента.

Мода - наиболее часто встречающееся в данном метеорологическом ряду значение. Моду рекомендуется определять для резко асимметричных распределений, когда среднее арифметическое не является типичным значением элемента.

Крайние значения характеризуют те пределы, в которых заключены значения метеорологического элемента, отмеченные на данной станции за определенный период времени. Различают абсолютный максимум или минимум, среднее из максимальных или минимальных значений метеорологического элемента, а также максимум и минимум заданной обеспеченности.

Так как значения, близкие к абсолютным максимумам и минимумам, наблюдаются редко, то для получения представления о более вероятных низких и высоких значениях определяют средние из экстремальных значений. Эти значения могут встречаться ежегодно. Средние максимумы и минимумы вычисляются как многолетние средние значения ежедневных, ежемесячных или ежегодных максимумов и минимумов.

Наружные климатические параметры воздуха

Выбор расчетных наружных климатических параметров осуществляется на вероятностной основе. Вероятность и количественные значения предлагаемых климатических изменений приводятся в сравнение с нормой, за которую принимаются многолетние средние и экстремальные характеристики климатических параметров за определенный период. Знак и величина отклонения от климатической нормы даются в градациях ниже нормы, около нормы (норма), выше нормы. Вероятностный анализ расчетных наружных климатических параметров позволяет оценить число раз превышения параметров климата над расчетными значениями, общую продолжительность превышения параметров и продолжительность наибольшего отклонения.

Вероятностные характеристики отражают основные закономерности поведения климатического параметра и позволяют с большей надежностью судить обо всех возможных отклонениях, выбранных на основе обеспеченности расчетных значений внутренних условий в помещениях.

Для нормируемых климатических параметров при появлении температуры воздуха наиболее холодных суток 4 раза в 50 лет обеспеченность составляет 0,92. Основными нормируемыми показателями температуры воздуха являются: средние месячные температуры воздуха и производные от нее температуры воздуха наиболее холодной пятидневки различной обеспеченности.