Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2021, T. 496, № 1, стр. 67-70

Возмущенное состояние среды обитания в крупных городских агломерациях наряду с природными явлениями и процессами определяется также антропогенной деятельностью [1]. Установление карантина по COVID-19 весной 2020 г. предоставляет уникальную возможность для оценки вклада техногенной составляющей в общее негативное воздействие природы и человека на характеристики геофизической среды в условиях мегаполиса. В частности, имеющиеся публикации свидетельствуют о заметном снижении уровня сейсмического шума в период COVID-19 [2–4].

Среди основных факторов, отрицательно сказывающихся на организме человека, является акустический шум [5–8]. Существенный вклад в акустическую нагрузку на среду обитания в условиях мегаполисов вносят многочисленные источники антропогенного типа, связанные с работой производственных, строительных и транспортных предприятий [9]. С целью определения характеристик и оценки вклада источников техногенного происхождения в общий акустический шум, а также формирования базы данных для решения прикладных и фундаментальных задач требуется проведение исследований характеристик акустического шума в условиях мегаполиса. Москва, как один из крупнейших мегаполисов, характеризуется высоким уровнем зашумленности. В период карантина по COVID-19 в Москве была приостановлена деятельность большинства промышленных предприятий, не связанных с обеспечением жизнедеятельности города. Одновременно это привело к значительному снижению автотранспортной нагрузки на город и железнодорожных перевозок.

В настоящей работе рассматриваются параметры акустического шума в условиях г. Москва в период карантина в сравнении с предшествующим ему периодом.

В качестве исходных данных использовались ряды инструментальных наблюдений за микропульсациями атмосферного давления, которые выполняются в Центре геофизического мониторинга г. Москва ИДГ РАН (ЦГМ)¹¹ с 2014 г. по настоящее время [10]. Микропульсации атмосферного давления Р (акустические колебания) регистрируются в разных частотных диапазонах с помощью микробарометров МБ-02 в диапазоне частот 0.05–30 Гц и МБ-03 в диапазоне частот 0.001–10 Гц [11]. Одновременно с помощью цифровой автоматической метеостанции Davis Vantage Pro2 регистрируются метеорологические параметры: скорость ветра, температура и влажность воздуха, атмосферное давление и другие метеопараметры, характеристики которых служат в качестве дополнительной информации о состоянии приземной атмосферы.

Результаты регистрации в виде привязанных ко времени t цифровых рядов Р(t) накапливаются на жестких носителях и выкладываются на сайте ИДГ РАН (www.idg-copm.chph.ras.ru) в графическом и цифровом видах. Для анализа выбирались данные за февраль–май 2020 г., полученные в периоды, характеризующиеся сходными ветровыми характеристиками (скорость ветра составляла 3–6 м/с), а также спокойной метеообстановкой: отсутствием сильных атмосферных возмущений в виде ураганов, шквалов и атмосферных фронтов.

Анализ данных инструментальных наблюдений в ЦГМ свидетельствует о том, что снижение интенсивности транспортных потоков и приостановка деятельности значительного количества производственных предприятий и организаций в г. Москва на время карантина привели к заметному изменению амплитудных и спектральных характеристик городского акустического шума. В частности, на рис. 1 приведены совместно спектры акустического шума в наиболее важном для человека частотном диапазоне, оцененные по результатам инструментальных наблюдений в ЦГМ в период карантина (S_C) и в предшествующий ему период (S₀).

Рис. 1.

Спектры акустических колебаний в г. Москва по данным ЦГМ за период 20–24 марта 2020 г. (а) и в период карантина 20–24 мая 2020 г. (б).

Представленные на рис. 1 данные показывают, что максимальные значения спектральной плотности акустических колебаний наблюдаются и в том и другом случае в диапазоне частот 1–6.5 Гц. Однако в отличие предшествующего карантину периода, когда наблюдается несколько спектральных максимумов с частотами f₀ в диапазоне 1.3–6.3 Гц и спектральной амплитудой S₀ от 1.4 до 5 Па/(Гц)^1/2 (табл. 1), спектр акустического шума во время карантина характеризуется меньшим количеством спектральных пиков с частотами f_С, близкими к f₀, но в более узком диапазоне 2.5–5.1 Гц, и со спектральными амплитудами S_C, существенно меньшими по сравнению с S₀.

Одновременно с изменением спектральных характеристик карантин привел к изменению суточного хода амплитуд разных спектральных максимумов S. В качестве примера на рис. 2 и 3 приведены зависимости S(t) соответственно для частот 3 и 5 Гц совместно для периода карантина и предшествующего ему периода.

Рис. 2.

Суточный ход амплитуды спектральной плотности на частоте 3 Гц в период карантина 22–24 мая 2020 г. (1) и в предшествующий ему период 22–24 марта 2020 г. (2).

Рис. 3.

Суточный ход амплитуды спектральной плотности на частоте 5 Гц в период карантина 22–24 мая 2020 г. (1) и в предшествующий ему период 22–24 марта 2020 г. (2).

Из данных, приведенных на рис. 2 и 3, следует, что в отличие от периода, предшествующего карантину, в период самого карантина спектральные амплитуды на 3 и 5 Гц примерно в 2 раза ниже, а суточная периодичность проявляется в гораздо меньшей степени.