natureПриродопользованиеNature Management2079-3928Институт природопользования НАН Беларусиnature-165Research ArticleГЕОГРАФИЯ. ГЕОЭКОЛОГИЯGEOGRAPHY. GEOECOLOGYБиоклиматическая комфортность урбанизированных территорий БеларусиBioclimatic comfort of urbanized territories in BelarusКруковскаяО. Ю.KrukowskayaO. Yu.

Ольга Юрьевна Круковская, кандидат географических наук, заведующий лабораторией

лаборатория оптимизации геосистем

220076; ул. Ф. Скорины, 10; Минск

Olga Yu. Krukowskaya, Ph. D. (Geography), Head of Laboratory

Laboratory of Geosystem Optimization

220076; 10, F. Skoriny St.; Minsk

olgakrukowskaya@gmail.comАлисиевичС. В.AlisiyevichS. U.

Святослав Владимирович Алисиевич, младший научный сотрудник

лаборатория оптимизации геосистем

220076; ул. Ф. Скорины, 10; Минск

Sviataslau U. Alisiyevich, Junior Researcher

Laboratory of Geosystem Optimization

220076; 10, F. Skoriny St.; Minsk

geo.sviatalv@gmail.comИнститут природопользования НАН БеларусиБеларусьInstitute of Nature Management of the National Academy of Sciences of BelarusBelarus20260708202601132147Copyright © Круковская О.Ю., Алисиевич С.В., 20262026Круковская О.Ю., Алисиевич С.В.Krukowskaya O.Y., Alisiyevich S.U.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nature-journal.by/jour/article/view/165

   Представлены результаты оценки биоклиматической комфортности урбанизированных территорий Беларуси с использованием индекса UTCI. Для периода 2023–2025 гг. для всех городских населенных пунктов на основе данных реанализа и моделирования параметров подстилающей поверхности (фактор видимости неба, шероховатость) выявлены закономерности трансформации термического режима по сравнению с фоновыми условиями метеоплощадок. Установлено, что пространственное распределение индекса подчинено географической зональности (возрастание с северо-востока на юго-запад), которая нарушается в пределах городов под влиянием структуры землепользования. Показано превалирование комфортных условий (41,0 % времени) и отсутствие экстремальных категорий стресса в среднем в течение года, представлена внутригодовая динамика структуры термического стресса. Выявлено, что городская застройка повышает значения UTCI в среднем на 1,3…3,4 °C и увеличивает продолжительность комфортных условий на 5,7 п. п., а также приводит к модуляции экстремального термического стресса. Впервые показано, что для умеренного климата Беларуси в настоящее время морфология городов влияет на частоту и длительность волн тепла в летний период. Результаты работы демонстрируют специфику влияния урбанизации в умеренных широтах и могут быть использованы при планировании городской среды.

   The results of the bioclimatic comfort assessment of urbanized areas in Belarus using the Universal Thermal Climate Index (UTCI) are presented. For the period 2023–2025, patterns of thermal regime transformation in all urban settlements were identified by comparing them with background meteorological station conditions, based on reanalysis data and modeling of surface parameters (sky view factor, roughness). It was established that the spatial distribution of the index follows geographical zonality (increasing from northeast to southwest), which is disrupted within cities under the influence of land-use patterns. The study demonstrates a prevalence of comfortable conditions (41.0 % of the time) and the absence of extreme stress categories on an annual average; the intra-annual dynamics of the thermal stress structure are also presented. It was revealed that urban development increases UTCI values by an average of 1.3…3.4 °C, which extends the duration of comfortable conditions by 5.7 p. p. Furthermore, a modulation effect on extreme thermal stress was observed. For the first time, it is shown that in the temperate climate of Belarus, urban morphology currently affects the frequency and duration of heat waves during the summer period. The results demonstrate the specific impact of urbanization in temperate latitudes and can be utilized in urban environment planning.

биоклиматическая комфортностьуниверсальный термический климатический индекс (UTCI)локальные климатические зоны (LCZ)городской микроклиматтепловой комфортурбанизированные территорииволны теплаbioclimatic comfortUniversal Thermal Climate Index (UTCI)local climate zones (LCZ)urban microclimatethermal comforturbanized areasheat wavesРабота выполнена в рамках задания 1.01 «Геоэкологические риски: прогнозы, оценки последствий, способы адаптации и снижения негативных воздействий» научно-исследовательской работы 3 «Разработать научные основы рационального использования геоэкологического потенциала урбанизированных территорий Беларуси» государственной программы научных исследований «Рациональное природопользование» на 2026–2030 годыThe work was carried out within the framework of task 1.01 “Geoecological risks: forecasts, impact assessments, adaptation methods and reduction of negative impacts” of research work 3 “Develop scientific foundations for the rational use of the geoecological potential of urbanized territories of Belarus” of the state scientific research program “Rational Nature Management” for 2026–2030ReferencesOutdoor human thermal perception in various climates : A comprehensive review of approaches, methods and quantification / O. Potchter, P. Cohen, T. Lin, A. Matzarakis // Science of the Total Environment. – 2018. – Vol. 631–632. – P. 390–406. – DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.02.276.Potchter O., Cohen P., Lin T., Matzarakis A. Outdoor human thermal perception in various climates : A comprehensive review of approaches, methods and quantification. Science of The Total Environment, 2018, vol. 631–632, pp. 390–406, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.02.276.An introduction to the Universal thermal climate index (UTCI) / K. Błazejczyk, G. Jendritzky, P. Bröde [et al.] // Geographia Polonica. – 2013. – Vol. 86, № 1. – P. 5–10. – DOI: 10.7163/GPol.2013.1.Błazejczyk K., Jendritzky, G., Bröde, P., Fiala, D., Havenith, G., Epstein, Y., Psikuta, A., Kampmann, B. An introduction to the Universal thermal climate index (UTCI). Geographia Polonica, 2013, vol. 86, no. 1, pp. 5–10, DOI: 10.7163/GPol.2013.1Fiala, D. A computer model of human thermoregulation for a wide range of environmental conditions: the passive system / D. Fiala, K. J. Lomas, M. Stohrer // Journal of Applied Physiology. – 1999. – Vol. 87, № 5. – P. 1957–1972. – DOI: 10.1152/jappl.1999.87.5.1957.Fiala D., Lomas K. J., Stohrer M. A computer model of human thermoregulation for a wide range of environmental conditions: the passive system. Journal of Applied Physiology, 1999, vol. 87, no. 5, pp. 1957–1972, DOI: 10.1152/jappl.1999.87.5.1957.Heat and health in the WHO European Region: updated evidence for effective prevention / World Health Organization. Regional Office for Europe. – Copenhagen : WHO, 2021. – 190 p.WHO. Heat and health in the WHO European Region: updated evidence for effective prevention. Copenhagen, World Health Organization Regional Office for Europe Publ., 2021, 190 p.Особенности изменения комфортности климата Беларуси для человека по месяцам и сезонам года / В. Ф. Логинов, М. А. Хитриков, П. О. Зайко, О. Г. Савич-Шемет // Природопользование. – 2022. – № 1. – С. 5–21. – DOI: 10.47612/2079-3928-2022-1-5-21.Loginov V. F., Khitrykov M. A., Zaiko P. O., Savich-Shemet O. G. Osobennosti izmeneniya komfortnosti klimata Belarusi dlya cheloveka po mesyatsam i sezonam goda [Specifics of changes in the climate comfort of Belarus for humans by months and seasons of the year]. Prirodopol’zovanie = Nature Management, 2022, no. 1, pp. 5–21, DOI: 10.47612/2079-3928-2022-1-5-21. (in Russian)Логинов, В. Ф. Изменение биоклиматического потенциала Республики Беларусь / В. Ф. Логинов, О. Г. Савич-Шемет, М. А. Хитриков // Природные ресурсы. – 2022. – № 1. – С. 5–14.Loginov V. F., Savich-Shemet O. G., Khitrykov M. A. Izmenenie bioklimaticheskogo potentsiala Respubliki Belarus’ [Change in the bioclimatic potential of the Republic of Belarus]. Prirodnye resursy = Natural Resources, 2022, no. 1, pp. 5–14. (in Russian)Витченко, А. Н. Геоэкологическая оценка комфортности климата крупных городов Беларуси / А. Н. Витченко, И. А. Телеш // Вестник БГУ. Серия 2. – 2008. – № 3. – С. 73–78.Vitchenko A. N., Telesh I. A. Geoekologicheskaya otsenka komfortnosti klimata krupnykh gorodov Belarusi [Geoecological assessment of climate comfort in large cities of Belarus]. Vestnik BGU. Seriya 2 = Bulletin of BSU. Series 2, 2008, no. 3, pp. 73–78. (in Russian)Matzarakis, A. Modelling radiation fluxes in simple and complex environments – Application of the RayMan model / A. Matzarakis, F. Rutz, H. Mayer // International Journal of Biometeorology. – 2007. – Vol. 51, № 4. – P. 323–334. – DOI: 10.1007/s00484-006-0061-8.Matzarakis A., Rutz F., Mayer H. Modelling radiation fluxes in simple and complex environments – Application of the RayMan model. International Journal of Biometeorology, 2007, vol. 51, no. 4, pp. 323–334, DOI: 10.1007/s00484-006-0061-8.Holmer, B. Sky view factors in forest canopies calculated with IDRISI / B. Holmer, U. Postgård, M. Ericksson // Theoretical and Applied Climatology. – 2001. – Vol. 68, № 1–2. – P. 33–40. – DOI: 10.1007/s007040170051.Holmer B., Postgård U., Ericksson M. Sky view factors in forest canopies calculated with IDRISI. Theoretical and Applied Climatology, 2001, vol. 68, no. 1–2, pp. 33–40, DOI: 10.1007/s007040170051.Froehlich, D. Estimation of human-biometeorological conditions in south west Germany for the assessment of mitigation and adaptation potential / D. Froehlich, A. Matzarakis // Conference Proceedings of the 9<sup>th</sup> International Conference on Urban Climate. – 2015. – P. 1–6.Froehlich D., Matzarakis A. Estimation of human-biometeorological conditions in south west Germany for the assessment of mitigation and adaptation potential. Conference Proceedings of the 9<sup>th</sup> International Conference on Urban Climate, 2015, pp. 1–6.Kasten, F. Solar and terrestrial radiation dependent on the amount and type of cloud / F. Kasten, G. Czeplak // Solar Energy. – 1980. – Vol. 24, № 2. – P. 177–189. – DOI: 10.1016/0038-092X(80)90391-6.Kasten F., Czeplak G. Solar and terrestrial radiation dependent on the amount and type of cloud. Solar Energy, 1980, vol. 24, no. 2, pp. 177–189, DOI: 10.1016/0038-092X(80)90391-6.Molina, M. O. Comparison of ERA5 surface wind speed climatologies over Europe with observations from the HadISD dataset / M. O. Molina, C. Gutiérrez, E. Sánchez // International Journal of Climatology. – 2021. – Vol. 41, № 10. – P. 4864–4878. – DOI: 10.1002/joc.7103.Molina M. O., Gutiérrez C., Sánchez E. Comparison of ERA5 surface wind speed climatologies over Europe with observations from the HadISD dataset. International Journal of Climatology, 2021, vol. 41, no. 10, pp. 4864–4878, DOI: 10.1002/joc.7103.Stewart, I. D. Local climate zones for urban temperature studies / I. D. Stewart, T. R. Oke // Bulletin of the American Meteorological Society. – 2012. – Vol. 93, № 12. – P. 1879–1900. – DOI: 10.1175/BAMS-D-11-00019.1.Stewart I. D., Oke T. R. Local climate zones for urban temperature studies. Bulletin of the American Meteorological Society, 2012, vol. 93, no. 12, pp. 1879–1900, DOI: 10.1175/BAMS-D-11-00019.1.Global map of Local Climate Zones / M. Demuzere, J. Kittner, A. Martilli [et al.] // Earth System Science Data. – 2022. – Vol. 14, iss. 8. – DOI: 10.5194/essd-14-3835-2022.Demuzere M., Kittner J., Martilli A., Mills G., Moede C., Stewart I. D., van Vliet J., Bechtel B. Global map of Local Climate Zones. Earth System Science Data, 2022, vol. 14, iss. 8. DOI: 10.5194/essd-14-3835-2022.Impact of urban form and design on mid-afternoon microclimate in Phoenix Local Climate Zones / A. Middel, K. Häb, A. J. Brazel [et al.] // Landscape and Urban Planning. – 2014. – Vol. 122. – P. 16–28. – DOI: 10.1016/j.landurbplan.2013.11.004.Middel A., Häb K., Brazel A. J., Martin C. A., Guhathakurta S. Impact of urban form and design on mid-afternoon microclimate in Phoenix Local Climate Zones. Landscape and Urban Planning, 2014, vol. 122, pp. 16–28, DOI: 10.1016/j.landurbplan.2013.11.004.Impact of sky view factor on seasonal microclimate and thermal comfort variability across urban campus streets and buildings / Z. Yao, P. Wang, Y. Tian [et al.] // Urban Climate. – 2025. – Vol. 60. – P. 1–20. – DOI: 10.1016/j.uclim.2025.102315.Yao Z., Wang P., Tian Y., Zhang Y., Zhang Q., Wang X., Wang P., Han Q. Impact of sky view factor on seasonal microclimate and thermal comfort variability across urban campus streets and buildings. Urban Climate, 2025, vol. 60, pp. 1–20, DOI: 10.1016/j.uclim.2025.102315.Ambient air pollution: A global assessment of exposure and burden disease / A. R. Garcia [et al.]. – Geneva : WHO, 2016. – 121 p.Garcia A. R. et al. Ambient air pollution: A global assessment of exposure and burden disease. Geneva, WHO Publ., 2016, 121 p.Deriving the operational procedure for the Universal Thermal Climate Index (UTCI) / P. Bröde, D. Fiala, K. Błażejczyk [et al.] // International Journal of Biometeorology. – 2012. – Vol. 56, № 3. – P. 481–494. – DOI: 10.1007/s00484-011-0454-1.Bröde P., Fiala D., Błażejczyk K., Holmér I., Jendritzky G., Kampmann B., Tinz B., Havenith G. Deriving the operational procedure for the Universal Thermal Climate Index (UTCI). International Journal of Biometeorology, 2012, vol. 56, no. 3, pp. 481–494, DOI: 10.1007/s00484-011-0454-1.Tomczyk, A. M. Human-biometeorological conditions during heat waves in Poland / A. M. Tomczyk, E. Bednorz, A. Matzarakis // International Journal of Climatology. – 2020. – Vol. 40, № 12. – P. 5043–5055. – DOI: 10.1002/joc.6503.Tomczyk A. M., Bednorz E., Matzarakis A. Human-biometeorological conditions during heat waves in Poland. International Journal of Climatology, 2020, vol. 40, no. 12, pp. 5043–5055, DOI: 10.1002/joc.6503.Vinogradova, V. V. Universal Thermal Climate Index (UTCI) in the middle of the 21<sup>st</sup> century according to model forecasts / V. V. Vinogradova // Bulletin of the RAS Geography. – 2025. – Vol. 89, № 3. – P. 63–74. – DOI: 10.7868/S2658697525030066.Vinogradova V. V. Universal Thermal Climate Index (UTCI) in the middle of the 21<sup>st</sup> century according to model forecasts. Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk. Seriya geograficheskaya = Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Geographical Series, 2025, vol. 89, no. 3, pp. 406–419, DOI: 10.7868/S2658697525030066.Kuchcik, M. Long-term changes in hazardous heat and cold stress in humans: multi-city study in Poland / M. Kuchcik, K. Błażejczyk, A. Halaś // International Journal of Biometeorology. – 2021. – Vol. 65, № 9. – P. 1567–1578. – DOI: 10.1007/s00484-020-02069-7.Kuchcik M., Błażejczyk K., Halaś A. Long-term changes in hazardous heat and cold stress in humans: multi-city study in Poland. International Journal of Biometeorology, 2021, vol. 65, no. 9, pp. 1567–1578, DOI: 10.1007/s00484-020-02069-7.Лысенко, С. А. Метеорологическое моделирование городских «островов тепла» на территории Беларуси в условиях современного глобального потепления / С. А. Лысенко, П. О. Зайко // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2023. – Т. 67, № 2. – С. 134–143. – DOI: 10.29235/1561-8323-2023-67-2-134-143.Lysenko S. А., Zaiko P. A. Meteorologicheskoe modelirovanie gorodskih “ostrovov tepla” na territorii Belarusi v usloviyah sovremennogo global’nogo potepleniya [Meteorological modeling of urban “heat islands” on the territory of Belarus under modern global warming]. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2023, vol. 67, no. 2, pp. 134–143 (in Russian), DOI: 10.29235/1561-8323-2023-67-2-134-143. (in Russian)Solanki, P. Optimizing sky view factor and vegetation to mitigate urban heat in hot-humid climates / P. Solanki, L. R. Amirtham, C. Deb // Build. Environ. – 2025. – Vol. 268. – P. 1121–1135. – DOI: 10.1016/j.buildenv.2024.112135.Solanki P., Amirtham L. R., Deb C. Optimizing sky view factor and vegetation to mitigate urban heat in hot-humid climates. Building and Environment, 2025, vol. 268, pp. 1121–1135, DOI: 10.1016/j.buildenv.2024.112135.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.