Об адаптации Санкт-Петербурга к изменениям климата

Участник АКМ-Центра, кандидат физико-математических наук Артем Павловский обращается в статье к вопросу последствий изменений климата для урбанизированных территорий, рассматривая его на примере Санкт-Петербурга. Актуальная и перспективная в свете идей устойчивого развития тема изложена автором доступно и содержательно, так, что интересно будет каждому. 

Автором приводятся количественные оценки изменений климатических параметров. Рассматривается проблема возмущения естественного климатического режима в крупных городах. Показаны прогнозируемые оценки изменения климатических параметров, в том числе зоны затопления от Финского залива. Рассмотрены возможные последствия глобального потепления для развития Санкт-Петербурга в XXI веке. Предложены мероприятия по адаптации городской экономики и инфраструктуры к климатическим изменениям.

 

Павловский Артем Александрович
Научно-исследовательский и проектный центр Генерального плана Санкт-Петербурга
pa1@yandex.ru
 

Введение

Экономические и демографические достижения современной цивилизации, произошедшие в индустриальную эпоху и сопровождавшиеся сжиганием ископаемых видов топлива, привели к значительному увеличению концентраций в атмосфере так называемых парниковых газов: прежде всего, углекислого газа (CO2), метана (CH4) и закиси азота (N2O). По данным глобальной сети мониторинга за парниковыми газами, средняя концентрация CO2 в атмосфере уже превысила 0,04 % [22] (www.esrl.noaa.gov).
В настоящее время большинство специалистов сходятся в оценках, что происходящие климатические изменения, существенно влияющие на природные и антропогенные системы, вызваны прежде всего деятельностью человека [22].

Основным индикатором наблюдающегося глобального потепления, в том числе объясняющим закрепление и широкое распространение данного термина, является температура приземного слоя воздуха, осредненная по всему земному шару. В период с 1880 по 2012 годы она увеличилась на 0,85°C [22]. Начало XXI века является самым теплым периодом за весь период инструментальных наблюдений за температурой атмосферного воздуха [1].

Помимо того, что климатическая система теплеет, она также становится более влажной. За период 1901-2008 годы величина тренда в ряду глобально осредненных годовых сумм атмосферных осадков составляет, в зависимости от выбранной базы данных, от 1,01 до 2,77 мм/год за 10 лет [21]. В среднем по России показатель тренда годовых сумм осадков за период 1976-2012 годы составляет 0,8 мм/месяц за 10 лет [1].

За XX век и первую декаду XXI века средний глобальный уровень моря повысился на 0,19 м. Существуют свидетельства, что скорости повышения уровня моря, наблюдающиеся с середины XIX века по настоящее время, являются наиболее высокими в течение последних двух тысяч лет [22].

В соответствии с данными спутниковых наблюдений, с 1979 по 2012 годы скорость сокращения среднегодового распространения морских арктических льдов составила от 3,5 до 4,1% за десятилетия. В период же их минимального распространения, летом, темпы снижения составили от 9,4 до 13,6% за десятилетие (диапазон от 0,73 до 1,07 млн. км2) [22].

Значимые изменения отмечаются практически во всех компонентах климатической системы Земли, свидетельствующие о масштабности глобального потепления. Существенно сократились размеры и масса горных и покровных ледников в различных регионах планеты. Увеличилась температура верхнего слоя вечной мерзлоты, в отдельных регионах ее распространения отмечается увеличение глубины сезонного протаивания. Наблюдаются изменения в речном стоке. Отмечаются перемены в континентальных и морских экосистемах. В целом проблема глобального потепления затрагивает практически все природные среды и социально-экономические сферы цивилизации [22, 1].

В настоящее время деятельность Организации Объединенных Наций в вопросе климатических изменений сосредоточена на удержании прироста глобальной средней температуры атмосферного воздуха намного ниже 2°С сверх доиндустриальных уровней и приложении усилий в целях ограничения роста температуры до 1,5°С, а также повышении способности адаптироваться к неблагоприятным воздействиям изменения климата [7].
Глобальное потепление приходятся на период развития урбанизации, когда количество городского населения Земли превышает 55%. Темпы урбанизации беспрецедентны. Согласно прогнозу, к 2050 году доля горожан может составить около 70%. [25].

Безопасность большей части человечества в текущем и в последующие столетия во многом будет зависеть от степени учета фактора изменения климата в стратегических планах развития городов. При этом во многих мегаполисах мирах уже в настоящее время отмечается существенная уязвимость их территорий, экономики и населения к опасным гидрометеорологическим явлениям, повторяемость которых увеличивается при глобальном потеплении [20].

Адаптация современной цивилизации к происходящим и прогнозируемым изменениям климата, в том числе в части сокращения выбросов парниковых газов, во многом зависит от того, какие мероприятия будут предприняты в городах.

Современный мегаполис представляет собой сложную систему, состоящую из природных и антропогенных компонентов. В связи с этим получение обоснованных оценок последствий глобального потепления для его населения, экономики, инфраструктуры и окружающей среды целесообразно осуществлять в рамках междисциплинарного геоэкологического исследования с применением системного подхода.

Среди всех урбанизированных территорий мира отдельного внимания заслуживают приморские агломерации, являющиеся транспортно-логистическими, промышленными и инновационно-технологическими центрами современной цивилизации. Их можно назвать экономическими и экологическими «горячими точками планеты», уязвимыми к последствиям глобального потепления [14]. 
Именно такой густонаселенной, экономически развитой приморской территорией, подверженной наводнениям, является Санкт-Петербург, для которого последствия современных изменений климата могут быть весьма существенными.

В связи с этим решение научной проблемы адаптации Санкт-Петербурга к последствиям современных изменений климата имеет важное социально-экономическое и хозяйственное значения для развития города в XXI веке.

Комплексный учет фактора климатических изменений при обосновании развития города является особенно важным в настоящее время, когда для Санкт-Петербурга происходит подготовка нового Генерального плана, направленного на обеспечение устойчивого развития его территории на период до середины XXI веке за счет сбалансированного учета экологических, экономических и социальных факторов.

Материал и методика

Исходные данные

В качестве основных источников информации о документах территориального планирования и зонирования Санкт-Петербурга: Генеральном плане, Правилах землепользования и застройки города, а также о документации по планировке территории были использованы следующие сайты сети Интернет: Градостроительный портал Автоматизированной информационной системы управления градостроительной деятельностью (АИС УГД); Региональная информационная система «Геоинформационная система Санкт-Петербурга» (https://portal.kgainfo.spb.ru/kgamap; http://rgis.spb.ru/map/main.aspx). Тестовая часть вышеуказанных документов была получена на сайтах Комитета по градостроительству и архитектуре Правительства Санкт-Петербурга (http://kgainfo.spb.ru/) и информационно-правовой системы «Кодекс» (https://kodeks.ru/).

Для получения сведений о зарегистрированных земельных участках и объектах недвижимости использовалась Публичная кадастровая карта Росреестра (https://pkk5.rosreestr.ru/).

Сведения о состоянии окружающей среды города (атмосферном воздухе, поверхностных водах, почвах, особо охраняемых природных территориях) получены на Экологическом портале Санкт-Петербурга (http://www.infoeco.ru/).

Данные об измеренных гидрометеорологических параметрах (температуре атмосферного воздуха, осадках, давлении, влажности, солнечном сиянии) получены в специализированных архивах: Всероссийском научно-исследовательском институте гидрометеорологической информации – Мировом центре данных (ВНИИГМИ-МЦД) (Россия, г.Обнинск) (http://meteo.ru/); Национальном центре информации об окружающей среде Национального управления США океанических и атмосферных исследований (США, Северная Каролина, г.Ашвилл) (https://www.ncdc.noaa.gov/).

Динамика уровня моря исследовалась по данным измерений на сети мареографов PSMSL и электронного атласа «Климат морей России и ключевых районов Мирового океана» (https://www.psmsl.org/; http://esimo.aari.ru/portal/).

В качестве источника информации о прогнозируемых гидрометеорологических параметрах, рассчитанных с использованием климатических моделей, использован сайт центра распространения данных Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) (https://www.ipcc.ch/; https://www.ipcc-data.org/).

При оценке изменения зоны затопления Санкт-Петербурга при развитии глобального потепления применялась актуализированная топографическая съемка масштаба 1:10000 в формате MapInfo «без грифа», а также цифровая модель рельефа классифицированная по классу «земля»/«не земля» с точностью, обеспечивающей создание ортофотопланов масштаба 1:2000.

Информация о вертикальных и горизонтальных движениях земной коры на территории Балтийского региона принята по данным проекта BIFROST, основанного на анализе данных с сети из десятков базовых станций системы глобального позиционирования GPS [19; 23].

Методы исследования

В целом, оценка влияния современных изменений климата и их последствий на устойчивое градостроительное развитие Санкт-Петербурга в XXI веке осуществлялась с использованием системного подхода.

Наблюдающиеся и прогнозируемые изменения климата на территории Санкт-Петербурга были проанализированы и оценены на основе методов обработки гидрометеорологической информации.

Для оценки степени антропогенного возмущения мегаполисом естественного климата территории Санкт-Петербурга была использована оригинальная методика, базирующаяся на статистической обработке климатической информации и на приемах интерполяции метеопараметров по набору окружающих город станций, подробное описание которой представлено в статье [8].

Ландшафтный подход применялся при обосновании границ зоны затопления на существующее положение и оценках ее изменения в результате развития глобального потепления.

Информационно-картографический подход и ГИС-технологии использовались при оценке площади городской территории, функциональных зон; количества зарегистрированных земельных участков, объектов капитального строительства и различных сооружений, попадающих в границы зоны затопления.

Результаты и их обсуждение

В данной статье проведена комплексная оценка ранее выполненных автором исследований в области различных последствий современных изменений климата для Санкт-Петербурга.

Важно понимать, что устойчивое развитие градостроительного комплекса современного города основано на соблюдении научно-обоснованных норм и правил, которые лежат в основе архитектурно-строительного проектирования.

На фоне развивающегося глобального потепления, усиленного локальными климатическими особенностями крупнейших городов, наиболее «неустойчивыми» оказываются гидрометеорологические нормы, закрепленные во многих нормативно-правовых и нормативно-технических актах. 

Эпидемиологическая обстановка и здоровье многомиллионного населения, современные строительные конструкции, инженерно-транспортная инфраструктура, высокоточное промышленное производство, зеленые насаждения, особо охраняемые природные территории, памятники историко-культурного наследия зависят от точности оценки изменений влияющих на них гидрометеорологических факторов.

Анализ данных наблюдений за средней температурой приземного воздуха в Санкт-Петербурге с середины XVIII века показывает, что последний климатический период является наиболее теплым за всю историю инструментальных измерений.

В годовом ходе температуры воздуха наибольшие изменения произошли в зимний и весенний периоды. Значения температуры приземного воздуха в эти месяцы, осредненные за последние десятилетия, на 3-4°C теплее по сравнению с климатом середины XVIII века [13].

В Санкт-Петербурге помимо глобальных и региональных климатических тенденций значимо проявляется эффект локального возмущения гидрометеорологических параметров, обусловленный урбанизированными условиями территории мегаполиса. Так называемый «остров тепла» – это эффект повышения температуры окружающей среды в местах концентрации городской застройки и населения. Главным образом, он является отражением суммы изменений компонентов теплового баланса, связанных с антропогенными преобразованиями естественной подстилающей поверхности, которые прежде всего снижают ее отражающую способность за счет широкого использования различных строительных материалов с низким альбедо, а также уменьшением потери тепла на испарение в связи с устройством ливневой канализации. Дополнительный нагревательный эффект вносится тепловыми выбросами энергетики и промышленности (http://www.urban-climate.org).

Данные продолжительных наблюдений в ряде продолжительных репрезентативных пунктов (Стокгольм, Хельсинки) позволяют сделать выводы о динамике температуры приземного воздуха и количества атмосферных осадков в регионе Балтийского моря и непосредственно в Санкт-Петербурге.

Начиная с конца XVIII века, разность между среднегодовой температурой в Санкт-Петербурге и Стокгольме уменьшилась от двух с половиной до полутора градусов Цельсия. Хельсинки же до конца 1950-х годов был «теплее» Санкт-Петербурга в среднем на полградуса. В настоящее временя Стокгольм пока еще продолжает оставаться приблизительно на полградуса теплее Санкт-Петербурга, что же касается Хельсинки, он уже с середины 1960-х годов в «среднегодовом исчислении» стал прохладнее города на Неве. Причиной указанных изменений является то, что эффект антропогенного «острова тепла» мегаполиса Санкт-Петербург почти сравнял естественное географо-климатическое различие их термического режима [8].

В прошедшем столетии годовая сумма осадков в Хельсинки превышала подобную величину для Санкт-Петербурга, хотя в некоторые временные промежутки эта разность бывала и положительной. Обращаясь к анализу линейной тенденции в этом «соревновании» Хельсинки и Санкт-Петербурга, можно сделать вывод, что эти два прибалтийских города уже сравнялись по суммарному количеству осадков. Говоря другими словами, за сто прошедших лет Санкт-Петербург ликвидировал «климатическое отставание» на приблизительно 12% своей годовой суммы осадков. Что касается динамики разности годовых сумм осадков в Санкт-Петербурге и Стокгольме, то к своему преимуществу в 50 миллиметров в начале прошедшего столетия город на Неве к настоящему времени добавил еще такую же величину [8].

Происходящие климатические изменения нашли отражение в действующих строительных нормах и правилах «Строительная климатология». В редакции документа, введенной в действие с 1 января 2013 года, нормативное значение средней годовой температуры приземного воздуха в Санкт-Петербурге выросло на 1°С – с 4,4 до 5,4°С. Особенно выделяется повышение средней температуры воздуха в марте – на 2,4°С. Абсолютная максимальная температура воздуха также существенно возросла – с 34 до 37°С. Продолжительность периодов со средней суточной температурой воздуха, равной и меньше 0°С, 8°С и 10°С сократилась на 7-8 дней [16].

Согласно полученным оценкам, к концу XXI столетия по сравнению с аналогичным периодом в XX веке средняя температура приземного воздуха, повысится на 3-4°С, а количество осадков увеличится более чем на 200 мм [2].
Изменения термического режима уже в настоящее время значимо влияют на проектирование и эксплуатацию топливно-энергического комплекса Санкт-Петербурга.

Увеличение значений максимальной температуры воздуха, повторяемости и продолжительности так называемых «волн жары» влияет на здоровье человека. События лета 2010 года в России продемонстрировали крайнюю уязвимость городского населения и инфраструктуры к подобным экстремальным гидрометеорологическим явлениям. Аномалия смертности в июле-августе 2010 года в Москве составила более 9 тыс. человек, в Санкт-Петербурге – более тысячи человек [11].

В связи с этим при планировании развития Санкт-Петербурга особое внимание следует уделять вопросам озеленения городских территорий. В настоящее время повышение плотности городской застройки, формирование крупных массивов искусственных конструкций и покрытий с низким альбедо способствуют дальнейшему развитию эффекта локального антропогенного возмущения естественного климата, что, на фоне глобальных тенденций гидрометеорологических параметров, приводит к увеличению риска перегрева урбанизированных территорий, влияя на здоровье человека и долговечность строительных материалов.

Среди центральных районов Санкт-Петербурга наименее обеспечены зелеными насаждениями муниципальные образования Адмиралтейского района: «Измайловское», «Коломна», «Сенной округ», а также муниципальные образования Центрального района: «№78», «Владимирский округ» и «Литейный округ», где обеспеченность зелеными насаждениями составляет от 2 до 3 м2/чел., что более чем в два раза ниже городских нормативных значений [3].

Часть данной территории расположена в зоне активных градостроительных преобразований, заключающихся в освоении площадей бывших промышленных предприятий под жилую застройку. В качестве примера можно привести уже введенные в эксплуатацию и строящиеся массивы многоэтажной многоквартирной жилой застройки в Адмиралтейском районе на территории так называемой «Измайловской перспективы». С сожалением стоит констатировать, что развитие жилой застройки происходит практически без организации новых парков, скверов, что только ухудшает ситуацию с обеспеченностью жителей муниципального образования «Измайловское» зелеными насаждениями (http://new.rgis.spb.ru/).

При увеличении количества атмосферных осадков вопросы защиты городских территорий от затопления и подтопления, водоотведения поверхностного и грунтового стока занимают одно из центральных мест в современном градостроительстве.

Происходящие изменения интенсивности и количества дождей способны привести к самым серьезным последствиям для функционирования ливневой канализации. Существующие сложности могут значительно возрасти при развитии глобального потепления.

Сравнительные гидравлические расчеты канализационных сетей, выполненные применительно к территории Санкт-Петербурга для нормативного и расчетного значения интенсивности дождя q20 (л/с на один гектар), продолжительностью 20 минут при периоде однократного превышения равного 1 году: 60 л/с/га и 63,3 л/с/га, показали, что даже незначительное увеличение этого параметра на 3,3 л/с/га, приводит к возрастанию расходов на некоторых участках сети с большими сечениями труб до 60 л/с, что является причиной возникновения локальных затоплений городских территорий ливневыми водами [9, 17].

Дополнительную обеспокоенность вызывают градостроительные преобразования водосборных бассейнов малых рек, являющихся водоприемниками сточных вод. Значительные увеличения коэффициентов стока, в 5-6 раз, связанные со сменой функционального зонирования территорий, например, переводом земель сельскохозяйственного использования в современные жилые кварталы, вызывают значительные изменения в гидрографах водных объектов, особенно в скоростях прохождения паводковых вод [9].

Климатические изменения приводят к изменению глубины сезонного промерзания – важной строительной нормы, влияющих на надежность фундаментов зданий и сооружений. В настоящее время в Санкт-Петербурге глубина сезонного промерзания практически для всех типов грунтов (суглинков и глин; супесей, песков мелких и пылеватых; песков гравелистых, крупных и средней крупности) сократилась на тридцать и более сантиметров [11].

При развитии глобального потепления природно-климатические условия месторасположения Санкт-Петербурга могут смениться с бореальных на морские. Прогнозируемый тип климата характеризуется менее выраженным годовым и суточным ходом температуры приземного воздуха, повышенной влажностью и облачностью. Это климат прохладного лета и мягкой зимы. Наиболее принципиальным изменением, которое может ожидать Санкт-Петербург в условиях морского климата, это отсутствие условий для формирования устойчивого снежного покрова.
Происходящие и прогнозируемые изменения природно-климатических условий Санкт-Петербурга создают для многих биологических видов благоприятные условия для инвазии, что может привести к значительным экономическим потерям и представлять опасность для здоровья населения.

Массовое размножение тополевой нижнесторонней моли-пестрянки в 2000-2005 годы явилось причиной гибели и снижения эстетических качеств многих тополей в Санкт-Петербурге. К еще большим негативным последствием привело распространение графиоза вязов (голландской болезни).

Глобальное потепление способствует инвазии патогенных организмов в Санкт-Петербург, что может существенно угрожать зеленым насаждениям города в ближайшем будущем. В настоящее время быстрыми темпами происходит распространение ясеневой изумрудной узкотелой златки Agrilus planipennis (Fairmaire) (сем. Buprestidae – Златки). Недавно на территории Санкт-Петербурга появился инвазионный стволовой вредитель пихт – короед Polygraphus proximus (Blandford). Также существенную опасность представляют 4 вида минирующих молей сем. Gracillariidae: тополевая нижнесторонняя моль-пестрянка Phyllonorycter populifoliella (Tr.), минирующая моль листьев конского каштана, или охридский минер, Cameraria ohridella (Deschka et Dimic), липовая минирующая моль-пестрянка Phyllonorycter issikii (Kumata) и кленовая моль-пестрянка Phyllonorycter acerifoliella (Z.) [15].

Гидрометеорологические условия Санкт-Петербурга и прилегающих территорий Ленинградской области благоприятны для распространения и высокой численности насекомых комплекса гнуса. Глобальное потепление приводит к изменению в численности и границах ареалов видов насекомых комплекса гнуса и переносимых ими инфекций, включая малярию. В результате исследований последних лет в интересующем нас регионе впервые обнаружены 3 вида кровососущих комаров − Aedes behningi, A. sticticus и Culex modestus, а также 3 вида мошек − Cnetha beltucovae, C. silvestris и Stegopterna dentatа [5].

В настоящее время установлено, что на территории Санкт-Петербурга обитает 4 вида иксодовых клещей (Ixodes persulcatus, I. ricinus, I. trianguliceps, I. apronophorus), а не 2 (Ixodes persulcatus и I. ricinus), как считали ранее [6].
Изменение климатических условий также приводит к перестройке орнитофауны города [18]. Также имеются оценки, что одной из причин снижения нерестовой миграции холодолюбивой корюшки в Невскую губу, является повышение температуры воды, особенно на мелководьях, вызванное климатическими изменениями [4].

Санкт-Петербург в силу своего низинного рельефа и подверженности наводнениям чувствителен к неблагоприятным последствиям климатических изменений.

При этом развитие глобального потепления сопровождается увеличением повторяемости опасных гидрометеорологических явлений (http://meteo.ru/). Для Санкт-Петербурга, в текущий климатический период, общее количество нагонных наводнений было максимальным за весь период наблюдений. Например, с 1981 по 2011 годы произошло 60 наводнений, что более чем на 30% больше по сравнению с промежутком 1950-1980 годы. С даты ввода в эксплуатацию Комплекса защитных сооружений в 2011 году было остановлено 17 наводнений. В последний климатический период произошло смещение годового максимума повторяемости наводнений с осени на зиму. Особенно сильно возросло их число в январе: за 1981-2011 годы в этот месяц произошло 19 наводнений, а за предшествующие им 278 лет – только 16 [12; 13].

Статистика остановленных наводнений, ведущаяся Дирекцией Комплекса защитных сооружений, свидетельствует, что с конца 2011 года по настоящее время больше всего наводнений также произошло именно в зимний период – одиннадцать: в 2011 (2), 2013 (1), 2015 (7) и 2018 (1) (https://dambaspb.ru/).

Проблема возможного изменения повторяемости опасных гидрологических явлений и увеличения зоны затопления при глобальном потеплении является особенно важной для Санкт-Петербурга.

Основными факторами, способными повлиять на увеличение зоны затопления Санкт-Петербурга, являются: средний уровень моря, повторяемость и продолжительность нагонных наводнений, уровень Ладожского озера и расход Невы, игнорирование фактора климатических изменений при градостроительном планирования развития побережья и акватории.

Анализ данных о средних многолетних значениях уровня моря показывает, что в ряду наблюдений можно выделить периоды по 30 лет, как с отрицательными, так и положительными значениями уровня относительно нуля кронштадского футштока. При этом в последнее тридцатилетие средний многолетний уровень моря достиг максимального значения за весь период наблюдений и составил 8,7 см, что на 7,5 см выше предыдущего периода. Наличие положительных тенденций в динамике среднего годового уровня моря отмечается на всех пунктах наблюдений в Невской губе (Ломоносов, Лисий Нос, Невская устьевая) [10].

Региональные изменения уровня моря в XXI веке могут отличаться от средних глобальных прогностических оценок. По данным второго оценочного доклада о климатических изменениях для бассейна Балтийского моря, в конце XXI века уровень Финского залива может повыситься от 30-40 до 80-90 см по сравнению с концом XX века [24]. В этом случае только прямые земельные потери города составят более одной тысячи гектаров ценных приморских территорий [12].

Современный климат в Балтийском регионе характеризуется более частой повторяемостью штормов и синоптических ситуаций, способствующих нагонным наводнениям, что приводит к увеличению, по сравнению с проектными условиями, продолжительности закрытия затворов Комплекса защитных сооружений. К примеру, в период подобной ситуации 27-28 декабря 2011 года Комплекс защитных сооружений был закрыт в течение 31 часа, а во время тройного наводнения с 5 по 7 декабря 2015 года продолжительность закрытия затворов составила 48 часов. Учащение повторяемости синоптических ситуаций, вызывающих нагонные наводнения, способно существенно повлиять на максимальный уровень, так называемых остаточных наводнений в Невской губе (https://dambaspb.ru/).
В сложившихся климатических условиях уровень Ладожского озера, дающего начало стоку реки Невы, близок к максимальным отметкам в своем квазитридцатилетнем цикле. В связи с этим, возрастают риски достижения расходов Невы в осенний период более 4000 м3/с, что способно значительно сократить время наполнения Невской губы за счет речного стока при закрытых затворах Комплекса защитных сооружений. Такое изменение гидрографа стока Невы на фоне повышения повторяемости и продолжительности нагонных наводнений может еще больше повысить максимальные уровни остаточных наводнений [14].

Площадь зоны затопления от Финского залива может существенно увеличиться в XXI веке от существующих 40 до 110 км2 [10]. Соответственно возрастет численность населения, количество зданий и сооружений, подверженных негативному воздействию вод, особенно на участках, сформированных намывами. В связи с этим весьма целесообразно рассмотреть возможные варианты по сохранению аккумулирующей способности Невской губы и уменьшению уровней остаточных наводнений.

В первую очередь следует существенно повысить точность и заблаговременность прогнозирования динамики поднятия уровня в огороженной акватории, что позволит производить закрытие затворов Комплекса защитных сооружений заблаговременно при как можно более низких отметках воды. В настоящее время его закрытие, как правило, происходит при уровнях воды, соответствующих 80-100 см. Однако, проблема излишне заблаговременного закрытия затворов Комплекса защитных сооружения осложняется в первую очередь тем, что данное решение входит в конфликт с интересами морского и речного судоходства. Следует принять во внимание, что в XXI веке в соответствии со стратегическими целями развития Санкт-Петербурга, как морской столицы России, данное противоречие будет только обостряться.

Одной из бесспорных позиций перспективного территориального планирования Санкт-Петербурга является значительное повышение его роли как крупного международного торгово-транспортного центра, способного успешно конкурировать с другими логистическими центрами Балтийского региона. Например, Генеральным планом Санкт-Петербурга запланировано увеличение объема пассажироперевозок морским транспортом: до трех миллионов человек в год. В связи с этим и с утвердившимися тенденциями представляется очевидным, что в акватории Невской губы и реки Невы будет продолжать развиваться система пассажирских портовых транспортных терминалов морского и речного назначения. 

Увеличение случаев и продолжительности закрытия затворов Комплекса защитных сооружений вследствие повышения уровня Финского залива и повторяемости наводнений могут войти в противоречие с планами по ускоренному развитию морской транспортной роли Санкт-Петербурга в Балтийском регионе. 

В связи с этим целесообразно рассмотреть еще один способ сохранения аккумулирующей способности Невской губы, который способен решить проблему регулирования стока Невы в период наводнений и закрытия затворов Комплекса защитных сооружений. Этот способ связан с сооружением гидротехнического узла на каком-либо из участков Невы, расположенном от Усть-Ижоры до Шлиссельбурга.

Такой гидроузел позволил бы полностью решить проблему зажоров путем регулирования расхода реки Невы в период установления ледостава на ней и сохранить аккумулирующую способность Невской губы при закрытии Комплекса защитных сооружений.

Однако, в настоящее время в связи со сложившейся планировочной структурой, градостроительными преобразованиями и планами, касающимися Санкт-Петербурга и ряда населенных пунктов Ленинградской области, (Новосаратовка, поселок им. Свердлова, Маслово, Отрадное, Павлово, Пески, Кировск, Шлиссельбург), предложение по строительству гидроузла в указанном месте вряд ли будет поддержано. Это связано с тем, что в случае его реализации пришлось бы перенести все жилые и иные нормируемые объекты, расположенные выше отметки затоплния, равной приблизительно семи метрам в Балтийской системе высот.

Таким образом, независимо от реализации того или иного прогноза подъема среднего уровня Финского залива, наиболее целесообразным и геоэкологически обоснованным мероприятием по защите от затопления является ограничение намывов искусственных земельных участков в Невской губе и освоения побережья под жилую и нормируемую общественно-деловую застройку.

Выводы

В настоящее время в рядах гидрометеорологических параметров в Санкт-Петербурге наблюдаются значимые положительные тренды, вызванные, как глобальными тенденциями, так и локальными эффектами урбанизированной территории.

В XXI столетии фактор климатических изменений будет влиять на принятие решений по стратегическому планированию Санкт-Петербурга вне зависимости от реализации того или иного сценария социально-экономического развития города.

При развитии глобального потепления природно-климатические условия месторасположения Санкт-Петербурга могут смениться с бореальных на морские. Прогнозируемый тип климата характеризуется менее выраженным годовым и суточным ходом температуры приземного воздуха, повышенной влажностью и облачностью. Это климат прохладного лета и мягкой зимы. Наиболее принципиальным изменением, которое может ожидать Санкт-Петербург в условиях морского климата, это отсутствие условий для формирования устойчивого снежного покрова.
Полученные оценки изменения природно-климатических условий позволяют при разработке концепции адаптации градостроительного комплекса Санкт-Петербурга к глобальному потеплению осуществлять поиск наилучших практических решений в городах, расположенных в аналогичных зонах.

При развитии глобального потепления площадь зоны затопления территории Санкт-Петербурга от Финского залива может увеличиться до 110 км2, что в несколько раз повысит численность населения и количество объектов капитального строения, подверженных опасному гидрологическому явлению.

Наиболее действенным способом по защите исторической части города от затопления является отказ от дальнейших планов по намыву искусственных земельных участков в Невской губе и освоение побережья под жилую и нормируемую общественно-деловую застройку.

Увеличение количества нагонных наводнений и смещение максимума их повторяемости на зимние месяцы приводит к разрушению берега Санкт-Петербурга. Игнорирование данного процесса приведет к деградации и потере большей части пляжей в течение XXI века, что требует оперативной реализации мероприятий по берегозащите.

Полученные оценки последствий современных изменений климата для градостроительного развития Санкт-Петербурга в XXI веке позволяют принять обоснованные проектные решения при подготовке стратегического документа города, его нового Генерального плана, реализация которого будет происходить в условиях глобального потепления.

Фактор глобального потепления должен комплексно учитываться при подготовке проектов различных строительных правил, отраслевых схемы, документов стратегического планирования, прогнозов социально-экономического развития, схем инженерной инфраструктуры.

 

Литература

1. Второй Оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Основной том, Техническое резюме, Общее резюме. Росгидромет, 2014.
2. Геологические и экологические риски Санкт-Петербурга. 2014. Практические рекомендации по адаптации к климатическим изменениям. 2014 / О. Томилина, Ю. Меньшова, Г. Савенкова, И. Богатырев, Д. Рябчук, Д. Франк-Каменецкий, А. Павловский. Южная Финляндия – Россия ЕИСП ПГС 2007-2013. Адаптация городской окружающей среды к негативным последствиям климатических изменений (CliPLivE). Санкт-Петербург, 2014.
3. Закон Санкт-Петербурга от 28.06.2010 №396-88 «О зеленых насаждениях в Санкт-Петербурге».
4. Максимов А.А. 2008. Влияние климатических факторов на динамику макрозообентоса. Сб. Экосистема эстуария реки Невы: биологическое разнообразие и экологические проблемы / Под ред. А.Ф. Алимова, С.М. Голубкова. М.: Изд-во «Товарищество научных изданий КМК», 2008. С.346-355.
5. Медведев С.Г., Айбулатов С.В. 2012. Насекомые комплекса гнуса Санкт-Петербурга и Ленинградской области. «Настоящее и будущее урбанизации: экологические вызовы». Материалы конференции (21 марта 2012 г., Санкт-Петербург) / Отв. ред. В.А.Румянцев, Г.В.Менжулин. СПб., 2012. С.49-54.
6. Медведев С.Г., Шапарь А.О., Третьяков К.А., Бычкова Е.М. 2013. Иксодовые клещевые инфекции на территории Санкт-Петербурга. «Нерешенные проблемы климатологии и экологии мегаполисов». Материалы конференции (20 марта 2013 г., Санкт-Петербург) / Отв. ред. К.В.Чистяков, Г.В.Менжулин. СПб., 2013. С.47-52.
7. Международное Парижское соглашение от 12.12.2015.
8. Менжулин Г.В., Павловский А.А. 2016. Комплексная методика расчета и оценки нарушений естественного климатического режима в мегаполисе Санкт-Петербург. Ученые записки РГГМУ. 2016. №43. С.154-173.
9. Павловский А.А. 2013. О ливневых затоплениях некоторых территорий Санкт-Петербурга при современных изменениях климата. TerraHumana, 2013, Вып.2. С.251-256.
10. Павловский А.А. 2016. Об определения зон затопления на территории Санкт-Петербурга. Ученые записки РГГМУ №43. Научно-теоретический журнал. СПб.: РГГМУ, 2016. С.39-50.
11. Павловский А.А. Менжулин Г.В. 2013. Современные изменения климатических норм и обеспечение устойчивого развития Санкт-Петербурга как крупнейшего мегаполиса Северной Европы. Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер.7. 2013. Вып.2. С.71-78.
12. Павловский А.А., Малинина Ю.В. 2010. Повышение уровня Финского залива в XXI веке: сценарии и последствия. К вопросу о затоплении береговой зоны в пределах Курортного района Санкт-Петербурга. TerraHumana, 2010, Вып.4. С.219-226.
13. Павловский А.А., Менжулин Г.В. 2010. О динамике Санкт-Петербургских наводнений в различные климатические периоды и оценки изменений уровня Финского залива при ожидаемом глобальном потеплении. Вестник СПбГУ, Серия 7, Геология, география, №2. C.71-83.
14. Павловский А.А., Менжулин Г.В. 2019. Изменения климата и оценка перспективы использования в петербургском градостроительстве искусственных намывных территорий. Труды ГГО. Вып.593. 2019. С.70-84.
15. Селиховкин А.В., Мусолин Д.Л. 2013. Биологические инвайдеры в городской среде. «Нерешенные проблемы климатологии и экологии мегаполисов». Материалы конференции (20 марта 2013 г., Санкт-Петербург) / Отв. ред. К.В.Чистяков, Г.В.Менжулин. СПб., 2013. С.75-80.
16. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*».
17. СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85».
18. Храбрый В.М. 2012. Многолетняя динамика численности птиц зеленых насаждений Санкт-Петербурга. «Настоящее и будущее урбанизации: экологические вызовы». Материалы конференции (21 марта 2012 г., Санкт-Петербург) / Отв. ред. В.А.Румянцев, Г.В.Менжулин. СПб., 2012. С.126-129.
19. Assinovskaya B., Shchukin J., Gorshkov V., Shcherbakova N. 2011. On recent geodynamics of the Eastern Baltic Sea region. Baltica, 24 (2), 61-70. Vilnius. ISSN 0067-3064.
20. Carmin J., Nadkarni N., Rhie C. 2012. Progress and Challenges in Urban Climate Adaptation Planning: Results of a Global Survey. Massachusetts Institute of Technology, ICLEI - Local Governments for Sustainability. Cambridge, MA. 30 p.
21. IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.
22. IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.
23. Lidberg M., Johansson J.M, Scherneck H.-G., Milne G.A. 2010. Recent results based on continuous GPS observations of the GIA process in Fennoscandia from BIFROST. Elsevier, Journal of Geodynamics, Volume 50, Issue 1 (July 2010), pp. 8-18.
24. Second Assessment of Climate Change for the Baltic Sea Basin. 2015. The BACC II Autor Team. Series editors Hans-Jürgen Bolle, München, Germany. Massimo Menenti, S. Sebastiano al Vesuvio, Italy. S. Ichtiaque Rasool, Bethesda, USA. Springer International Publishing AG Switzerland is part of Springer Science+Business Media. DOI 10.1007/978-3-319-16006-1.
25. United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2018). World Urbanization Prospects: The 2018 Revision, Online Edition. Available from https://esa.un.org/unpd/wup/Publications.