<<
>>

2.3. Климатические аспекты загрязнения

Влияние метеорологических элементов на распространение и концентрацию вредных примесей в атмосфере оценивается в некоторых работах, выполненных в последние годы в Главной геофизической обсерватории им.
А. И. Воейкова.

В этих исследованиях подробно рассматриваются и устанавливаются ведущие метеорологические факторы, вклад которых в общие условия увеличения загрязнения различен в зависимости от типа выбросов (холодных или теплых), высоты источников загрязнения и ряда других причин.

В настоящей работе предпринята попытка рассмотреть особенности распределения годового и суточного хода нескольких ведущих метеорологических элементов с точки зрения оценки районов возможного загрязнения. В качестве основного материала использованы исследования ветрового режима и особенностей- распределения туманов, а также данные об инверсиях температуры. Иными словами, сделана попытка оценить условия возможного загрязнения на основании климатических исследований и обобщений. Необходимость подобной попытки обусловлена тем что получение непосредственных данных в ряде случаев невозможно, а оценка возможного загрязнения необходима.

Как видно из приведенных ниже материалов, удалось показать наиболее опасные с точки зрения загрязнения районы исследуемой территории и высказать некоторые рекомендации, которые могут быть полезны при первой, фоновой оценке будущего места строительства.

Исследование условий и причин загрязнения атмосферы промышленными выбросами в последние годы проводилось отделом атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы ГГО и результаты этих исследований позволяют выделить основные метеорологические факторы, распределение которых может быть освещено на основании климатологических материалов.

К метеорологическим факторам, создающим интенсивное скопление примесей в приземном слое воздуха, относятся скорость ветра, опасное значение которой зависит от параметров выбросов, приподнятая инверсия, расположенная над источниками, и туманы.

Для изучения влияния метеорологических условии на общее содержание примесей в воздухе от большого количества различных источников выбросов в работе Л. Р. Сонькина [28] применяется параметр Р = т/n где n— общее число наблюдений в течение рассматриваемого промежутка времени; т — число наблюдений в течение этого же промежутка, когда концентрация примесей в воздухе в 1,5 раза превышала среднее суточное значение в каждом"пункте в отдельности. Параметр Р в меньшей степени, чем значения отдельных концентраций, подвержен влиянию случайных колебаний выбросов и в большей степени определяется метеорологическими условиями. Благодаря применению этого параметра удалось установить, что условия застоя воздуха (скорость ветра 0—1 м/с и приземная инверсия) не всегда сопровождаются повышенной концентрацией примесей в воздухе. Лишь 70% из рассмотренных случаев подтвердили эту зависимость. В то же время значительные загрязнения могут быть и при метеорологических условиях, которые не относятся к неблагоприятным.

Из работ М. Е. Берлянда следует, что ослабление ветра до штиля может привести к тому, что либо сильно возрастет концентрация примесей, особенно при наличии инверсии, либо при отсутствии инверсии неограниченно возрастет подъем перегретых выбросов в высокие слои атмосферы и увеличится их рассеивание.

На распространение примесей влияет также и направление ветра. В условиях городов с большим количеством источников выбросов из-за особенностей внутригородской циркуляции воздуха не удается установить прямой зависимости между направлением ветра и загрязненностью воздуха. Однако общий фон загрязнения над городом связан с направлением ветра и удается обнаружить те направления ветра, при которых содержание примесей в городской атмосфере повышено (табл. 76).

Таблица 76. Неблагоприятные направления ветра

Выделить влияние температуры на загрязнение чрезвычайно так как этот фактор тесно связан и с синоптической ситуацией, и с особенностями циркуляции воздуха в условиях городской застройки.

Удалось установить, что относительно высокая по сравнению со средними значениями температура воздуха при слабых ветрах способствует увеличению концентрации примесей в воздухе. При низких температурах воздуха усиливается всплывание перегретых выбросов за счет увеличения разности между температурой выбрасываемых примесей и температурой окружающего воздуха. Кроме того, при низких температурах и небольшой скорости ветра эффект острова тепла над городом приводит к усилению потока более чистого воздуха с окраин в центр города.

При рассмотрении условий загрязнения необходимо учитывать и такие факторы, как метеорологическая инерция и инерция самого содержания примесей в воздухе. Метеорологическая инерция представляет собой тенденцию к сохранению тех атмосферных факторов, которые определяют уровень содержания примесей в воздухе. Как уже говорилось, наиболее опасными ситуациями являются застой воздуха и снижение скорости ветра до 0—1 м/с. В условиях застоя воздуха чаще всего наблюдается либо колебание содержания примесей в атмосфере с одним или несколькими максимумами, либо его уменьшение. Это объясняется и особенностями местной циркуляции при образовании острова тепла над городом, и увеличением градиента концентрации, способствующего удалению примесей.

Наиболее опасными являются случаи возникновения застоя, если в предшествующий застою день (скорость ветра уменьшилась до 1 м/с и меньше) уже наблюдалось повышение концентрации примесей.

Таким образом, к метеорологическим факторам, определяющим условия загрязнения воздуха, относятся: скорость ветра, устойчивость пограничного слоя атмосферы, направление ветра, температура приземного слоя воздуха, предшествующие загрязнению воздуха в городе.

В работе Э. Ю. Безуглой и Л. Р. Сонькина [6] рассматривается вопрос зависимости концентрации вредных примесей от комплекса метеорологических условий. Как отмечают авторы, в зависимости от скорости ветра обнаруживаются два максимума загрязнения городского воздуха: при сравнительно слабом ветре (0—1 м/с) —при выбросах низких источников и при ветре 5—6 м/с — при выбросах высоких источников.

При скоростях ветра 2—3 м/с наблюдается относительное понижение концентраций примесей. Опасным является также наличие инверсионных условий. Приземные инверсии способствуют увеличению концентрации при наличии низких источников выбросов, а приподнятые инверсии — при наличии высоких источников. Малые скорости ветра (0—1 м/с) опасны в случае приземных инверсий, а большие (около 5 м/с) — при приподнятых.

Осадки очищают воздух от примесей, однако при прямом переносе примесей со стороны источников выбросов очищение воздуха осадками не наблюдается.

Наблюдается тесная связь повышения концентраций примесей в воздухе с условиями существования стационарных антициклонов. При этом повышенная загрязненность воздуха наблюдается над обширным районом, включающим несколько пунктов.

Авторы выделяют три типа периодов с различным состоянием загрязнения городского воздуха:

Тип I — период общего интенсивного загрязнения в городе, при Р > 0,5;

Тип II — период повышенного загрязнения воздуха в городе, при Р - 0,3...0,5;

Тип III — период пониженного загрязнения воздуха в городе.

Анализ табл. 77 позволяет сделать следующий вывод: повышенное загрязнение воздуха зимой одновременно над значительной территорией города наблюдается при слабом ветре у земли и на уровне 500 м, небольшой облачности и мощных инверсиях, сохраняющихся в дневные часы. Сочетание подобных условий характерно для условий застоя воздуха. В летнее время периодов I типа практически не обнаружено.

В основном все вышесказанное относится к городам, где источники загрязнения расположены в различных районах города. В том случае, если промышленные предприятия расположены за пределами города, доминирующим фактором является направление ветра.

Большое влияние на годовой ход загрязнения приземного слоя воздуха оказывают сезонные особенности развития атмосферных процессов. Так, Л. Р. Сонькину [28] удалось выявить наличие зимнего максимума загрязнения в Восточной Сибири, обусловленного большой повторяемостью застойных явлений, связанных с зимним антициклоном.

Кроме того, зимнему максимуму способствуют и повышенные выбросы примесей в связи с дополнительным использованием топлива для обогрева зданий. В работе [7] отмечается наличие связи между сезонными изменениями примесей и повторяемостью скорости ветра 0—1 м/с. Увеличение числа слабых ветров в годовом ходе сопровождается повышением средних месячных значений концентраций окислов азота, окиси углерода и сернистого газа. Наиболее высокая корреляция между этими величинами обнаруживается в городах с преобладанием низких источников выбросов, а также там, где слабые ветры наблюдаются в большом слое и часты приподнятые инверсии.

Увеличение концентрации сернистого газа часто отмечается в месяцы с наибольшим числом дней с туманом и дымкой. Поскольку высокая частота туманов сопровождается большой повторяемостью слабых ветров и температурных инверсий, то все эти факторы совместно приводят к повышению уровня загрязнения воздуха.

Рассмотрим распределение отдельных метеорологических элементов, обусловливающих концентрацию примесей: число дней и продолжительность туманов, особенности годового хода туманов; вероятность слабых скоростей ветра на исследуемой территории. Вопрос об инверсиях подробно рассматривается в разделе 2.4.

Распределение туманов

Анализ случаев интенсивного загрязнения воздуха показал, что часть их относится к периодам продолжительных туманов.

Вредное действие дымовых и газовых примесей при туманах ощущается более остро, чем при других погодных условиях; наличие примесей в туманах дополнительно ухудшает видимость. Отмечается и обратный эффект, когда наличие дыма способствует концентрации атмосферной влаги.

При наличии туманов изменяется качественный состав атмосферных примесей и токсический характер их воздействия па человека, оборудование и т. п. Примеси частично поглощаются водяными каплями, что приводит иногда к образованию новых веществ; концентрация примесей в воздухе при этом изменяется.

Существенный интерес представляет исследование влияния тумана на диффузию сернистого газа, относящегося к наиболее распространенным в атмосфере вредным примесям. Растворение сернистого газа в каплях тумана приводит к образованию аэрозоля сернистой кислоты. Последняя по сравнению с сернистым газом обладает большой токсичностью, при ее наличии в атмосфере существенно увеличивается коррозия металлов. Оказалось, что в заметном количестве капли сернистой кислоты в воздухе обнаруживаются только при туманах. Учитывая вредное воздействие туманов как на здоровье людей, так и на промышленные сооружения и конструкции, необходимо принимать во внимание этот метеорологический элемент при рассмотрении условий загрязнения в районах будущих застроек.

Широкие возможности развития промышленности в Восточно-Сибирском и Дальневосточном экономических районах на базе богатых природных ресурсов, а также чрезвычайно сложный рельеф местности и многообразие природных условий свидетельствуют о том, что целесообразно более подробно рассмотреть характеристики распределения туманов по их территории.

Восточная Сибирь и Забайкалье. На распределение числа дней и продолжительность туманов в Восточной Сибири оказывает влияние континентальный климат и рельеф (рис. 19).

На побережье моря Лаптевых число дней с туманом за год составляет более 70, а в отдельных пунктах 80 и более. Продолжительность туманов здесь в среднем за год равна 400—450 ч„ в годовом ходе преобладают летние туманы. Например, на ст. Остров Преображения в июле наблюдается до 130 ч с туманом. На побережьях и островах Восточно-Сибирского и Чукотского морей в среднем за год отмечается до 650—700 ч с туманом. Основное количество туманов в этом районе также наблюдается в летние месяцы, а максимум падает на июль (табл. 78).

По мере удаления от побережий в глубь материка число дней с туманом резко уменьшается и изменяется их годовой ход.

В долинах рек число дней с туманом за год составляет от 40 до 50 и более. Так, например, в Туре (р. Нижняя Тунгуска) отмечается 53 дня с туманом, в Вилюйске (р. Вилюй) — 50 дней. В среднем течении р. Лены, в районе Якутска, число дней с туманом за год достигает 60, а в долине р. Алдана, на ст. Томмот, наблюдается до 90 дней с туманом.

Характер туманов Восточной Сибири определяется общими погодными условиями (низкими температурами и безветрием) и наличием мощных инверсий температуры воздуха в холодный период года. Для Якутии типичны длительные туманы, возникающие в населенных пунктах вследствие поступления в воздух дополнительного количества выбросов во время отопительного сезона.

В широких долинах, например в долинах рек Лены, Амги, Алдана, т. е. в тех местах, где наблюдается сильное выхолаживание, преобладают зимние туманы населенных пунктов.

По мере сужения долин и увеличения их высоты условия для застоя холодного воздуха становятся менее подходящими; выше уровня инверсии годовой ход туманов меняется: преобладающими становятся туманы теплой половины года.

Предбайкалье характеризуется значительным числом дней с туманом. В отрогах Восточных Саян, в долинах рек Оны и Чуны наблюдается от 30 до 50 дней с туманом, а в отдельных пунктах — более 60. В верхней части долины р. Ангары отмечается от 40 до 60 дней с туманом, а в некоторых пунктах — более 70. В среднем течении Ангары число дней с туманом уменьшается и в отдельных пунктах не превышает 30. В верхнем течении р. Лены также наблюдается значительное число дней с туманом — от 50 до 75, в отдельных пунктах более 80.

Весьма велики различия в распределении туманов на оз. Байкал. Так, в южной и западной частях озера, наблюдается от 7 до 15 дней с туманом. В северной части озера число дней с туманом увеличивается и достигает в отдельных пунктах 20 и более. Туманы в холодный период года возникают в южной части озера в связи с большими контрастами температур воздуха и воды, достигающими более 30° С, так как озеро до конца января не замерзает из-за большого объема воды и накопленного тепла.

Туманы, возникающие в декабре и январе в связи с большими контрастами температур воздуха и воды, особенно часты на Ангаре в районе Иркутска, где за год отмечено 103 дня с туманом, из которых 80 приходится на зимнее время. Долина Ангары ниже Иркутска и прилегающие к ней возвышенности характеризуются не очень большой продолжительностью туманов: в среднем за год бывает 250—300 ч с туманом. Исключение составляет Иркутск, где в течение года наблюдается 631 ч с туманом. Причиной такой большой продолжительности туманов в Иркутске является то, что зимой при достаточно низких температурах воздуха Ангара не замерзает в районе города до января—февраля. Парящая Ангара и инверсии температур, характерные для этого района, создают благоприятные условия для образования туманов. Кроме того, в районе Иркутска Ангара сужается и соотношение ширины полосы воды с шириной долины таково, что возникающий туман заполняет долину и, поднимаясь вверх, окутывает город. Ниже Иркутска пойма Ангары опять становится широкой, течение — более медленным и река быстро замерзает. Таким образом, ниже Иркутска условия туманообразования совершенно другие. В соответствии с этим годовой ход туманов в Иркутске и на других станциях на Ангаре различен. ' '

Продолжительность туманов на юго-западных и продолжительность на северо-восточных берегах оз. Байкал значительно различаются. В юго-западной части озера продолжительность туманов невелика —20—50 ч в год, в северо-восточной части озера она возрастает до 70— 100 ч в год. В годовом ходе преобладают летние туманы, возникающие в основном в июле. Июльские туманы отличаются большой интенсивностью и длительностью. Частые и густые туманы в течение почти всего года наблюдаются у устья р. Верхней Ангары.

Распределение туманов в Забайкалье очень сложное, оно обусловлено значительной пересеченностью рельефа. Почти для всего Забайкалья, за исключением пунктов с особым местоположением (пади, котловины, узкие долины рек), характерен летний максимум числа дней с туманом. В среднем за год число дней с туманом изменяется от 25 (70—100 ч) в районе Улан-Удэ до 50—60 (200—300 ч) в пунктах, расположенных на возвышенностях и склонах Яблонового хребта, В Чите число дней с туманом за год составляет более 60 (продолжительность 290 ч), причем преобладают зимние туманы. Следует отметить, что в верхнем течении р.Онона и в Кяхтенско-Борзинском районе продолжительность туманов невелика: за год наблюдается 50— 100 ч с туманом. В годовом ходе преобладают зимние туманы, что, по-видимому, связано с сильным выхолаживанием этого района зимой и наличием инверсии. В долинах рек Зеи, Бурей и их притоков продолжительность туманов изменяется от 70— 100 ч в устьях до 200—400 ч в верхних течениях.

Орографические условия верховья Амура (реки Шилка, Ар-гунь) в значительной степени влияют на образование туманов. Преобладание туманов в теплый период связано с радиационным выхолаживанием воздуха в долинах. В северной гористой части верховья Амура число дней с туманом летом мало отличается от числа дней с туманом зимой.

Режим туманов в средней части бассейна р. Амура (Благовещенск, Хабаровск) определяется муссонной циркуляцией. Туманы наблюдаются преимущественно в теплый период года (апрель—сентябрь). Дни с туманом за этот период составляют от 60 до 80% годового числа. Гористый характер местности и множество долин способствует ночному выхолаживанию воздуха и образованию радиационных туманов. В среднем течении рек Амура и Уссури количество часов с туманом невелико (80— 100 ч) причем преобладающими являются летние туманы. В нижнем течении Амура и в окружающем районе количество часов с туманом возрастает до 120—200.

В нижней части бассейна Амура (Комсомольск-на-Амуре) число и продолжительность туманов определяются муссонной циркуляцией в теплый период года. Разнообразие рельефа в сильной степени влияет на распределение туманов в этом районе.

В горных районах Восточной Сибири и в пунктах, расположенных в глубоких долинах продолжительность туманов невелика, в среднем за год здесь бывает 50—60 ч с туманом. Туманы преобладают в конце лета — начале осени. Например, на ст. Кумах (долина р. Яны) в среднем за год наблюдается 56 ч с туманом, из которых 48 отмечается в августе—октябре.

В долине р. Колымы, в отрогах Черского и Колымского хребтов число дней и продолжительность туманов значительно изменяются в зависимости от местоположения и высоты станций. В среднем течении Колымы (по данным ст. Зырянка) за год бывает 560 ч с туманом. Максимум падает на зимние месяцы (в декабре наблюдается 174 ч с туманом). В верхнем течении Колымы в крупных населенных пунктах туманы часты и максимум отмечается в зимние месяцы. Так, в Сеймчане за год наблюдается до 700 ч с туманом, а в декабре и январе — до 200—225 ч с туманом в месяц. В пунктах, расположенных на значительных высотах, вследствие развития инверсий температуры в зимнее время количество туманов велико, причем преобладают зимние туманы. В местах, где имеет место свободный сток холодного воздуха, число туманов невелико и преобладают туманы теплого полугодия (табл. 79).

Для всей обширной территории Восточной Сибири и Забайкалья характерны туманы, образующиеся при штиле или очень слабых ветрах (1—3 м/с) неустойчивых направлений.

Чукотка, Дальний Восток, Камчатка, Сахалин. Туманы в бассейне р. Колымы в значительной мере зависят от орографических условий, определяющих большие различия в режиме туманов даже в близко расположенных пунктах. Горные цепи на юге и юго-востоке препятствуют проникновению теплых и влажных масс воздуха с Тихого океана. Значительное влияние на образование туманов в прибрежной полосе в теплый период оказывает муссон Восточно-Сибирского моря. Зимой в долинах рек и горах радиационные туманы образуются чаще, чем в прибрежных зонах. Таким образом, в прибрежной зоне максимальное количество туманов наблюдается в теплый период года, в глубине материка — в зимнее время за счет радиационного выхолаживания и инверсий температуры.

Побережье Чукотского моря, Берингова пролива, Анадырского залива характеризуются значительным числом туманов, максимум которых отмечается в летние месяцы. В среднем за год на мысах и островах наблюдается от 70 до 90 дней с туманом (продолжительность 500—600 ч); в местах, более защищенных от влажных ветров, отмечается до 200—300 ч с туманом. В долине р. Анадырь число дней с туманом составляет от 20 до 30 (продолжительность 160—180 ч); преобладающими являются туманы холодного полугодия.

На побережье Охотского моря наиболее интенсивно образуются туманы в теплый период года. В этот период преобладают ветры южного, юго-западного и юго-восточного направлений. Летний муссон приносит влажный воздух со сравнительно холодного моря, способствующего конденсации водяного пара и интенсивному туманообразованию. Характерной чертой туманов на побережье является их значительная продолжительность. Так например, в Нагаево за год отмечено 70 дней с туманом (продолжительность 552 ч), в Чумикане — 55 дней (продолжительность 547 ч). Примерно такое же число дней с туманом за год наблюдается и в других пунктах на побережье (Охотск — 48, Аян — 58).

В холодное полугодие туманы на побережье весьма редки: за весь период действия зимнего муссона наблюдается 1—2 дня с туманом. Много длительных туманов отмечается в Татарском проливе (Советская гавань — 46 дней, Клостер-Кампский— 70 дней за год). Во Владивостоке в среднем за год наблюдается более 80 дней с туманом (продолжительность около 800 ч). Максимум туманов отмечается в конце весны — начале лета. В Приамурье наблюдается от 20 до 35 дней с туманом продолжительностью до 200 ч за год. В Приханкайской низменности число дней с туманом невелико — от 20 до 30 (продолжительность 60—70 ч за год).

В горной части рассматриваемой территории продолжительность туманов на наветренных склонах до определенных высот увеличивается, на подветренных склонах она, как правило, меньше. На восточном побережье Японского моря число дней с туманом за год изменяется от 30 до 90 (продолжительность до 250—350 ч). Увеличение числа туманов намечается уже в мае, т. е. в начале периода развития муссонов. По данным А. А. Заниной [22], для береговой зоны Дальнего Востока наиболее характерны туманы, связанные с выносом морских воздушных масс с юга, юго-востока, а местами с востока и юго-запада. Однако преобладающее число туманов наблюдается при штилях и слабых ветрах.

На режим туманов п-ова Камчатка определяющее влияние оказывает муссонная циркуляция, но это влияние по-разному проявляется на западном и восточном побережьях. Для юго-восточной части Камчатки характерно большое число дней с туманом в теплое время года. Так, например, в районе мыса Лопатка наблюдается в среднем за год 115 дней с туманом, из которых 106 приходится на теплый период. В Петропавловске-Камчатском за год наблюдается 46 дней с туманом, из них 40 — в теплый период. Столь значительное число дней с туманом на мысе Лопатка объясняется наличием в некоторых проливах Курильской гряды холодных течений. В суровые зимы в Беринговом и Охотском морях образуется большое количество льда. Вынос льдов в теплое время года к югу приводит к интенсивному туманообразованию на побережье Камчатки. Большое число летних туманов в некоторых пунктах на побережье Камчатки связано с адвекцией относительно теплого и влажного субтропического воздуха над холодными течениями Берингова моря. В центральных горных районах Камчатки и в долине р. Камчатки преобладают радиационные туманы — от 10 до 30 дней в году.

В отдельных пунктах в северо-западной части Камчатки и на побережье залива Шелехова за год наблюдается от 20 до 40 дней с туманом (Усть-Лесная—24 дня, Гижига — 28, Ная-хан — 40, Ямск — 40 дней). В западной части полуострова число дней с туманом увеличивается к югу и составляет от 50 до 75 и более (Ича — 54 дня, Кихчик — 70, Октябрьская—76 дней). Для ее западного побережья характерны весьма длительные туманы, количество которых увеличивается по мере продвижения с севера на юг. Для всего полуострова типично преобладание туманов теплого полугодия, и лишь в средней части долины р. Камчатки преобладают зимние туманы. Средняя годовая продолжительность туманов на западном побережье изменяется от 188 ч на ст. Усть-Лесная до 540 ч на ст. Октябрьская и 1180 ч на Мысе Лопатка. На восточном берегу число дней с туманом составляет от 20 до 70 (продолжительность 100—300 ч).

На Карагинском острове, за год наблюдается 20 дней с туманом (продолжительность 112 ч), а на Командорских островах (ст. Никольское)—63 дня (продолжительность 350 ч). Значительное количество туманов наблюдается наг ст. Петропавловск-Камчатский, маяк (74 дня с туманом, продолжительность 782 ч за год). Это объясняется особенностью/местоположения станции. В долине р. Камчатки число дней с туманом изменяется от 30 (продолжительность 70 ч) в районе ст. Козыревск до 54 (продолжительность 274 ч) в районе ст. Начики. По мере сужения долины р. Камчатки и увеличения высоты преобладающими становятся летние туманы.

На северной оконечности о. Сахалин число дней с туманом велико: оно достигает в отдельных пунктах 55—75 (продолжительность 300—400 ч за год). В Тымь-Поронайской низменности туманы зимой наблюдаются редко: в среднем за год здесь отмечается от 20 до 30 дней с туманом (продолжительность 100— 200 ч). В Южно-Сахалинске в среднем за год наблюдается 37 дней с туманом (продолжительность до 200 ч). Зимой туманы бывают не ежегодно и, как правило, короткое время. Значительное увеличение количества туманов наблюдается здесь с мая по сентябрь.

В некоторые годы число туманов очень велико и значительно превосходит средние многолетние значения. Так, в Южно-Сахалинске при среднем многолетнем значении продолжительности туманов в июле 25 ч, в июле 1954 г. отмечено 78 ч с туманом. Туманы Дальнего Востока приурочиваются обычно к ночным и утренним часам.

Побережье Северного Ледовитого океана. Туманы в Арктике образуются главным образом в результате адвекции воздушных масс. В теплое время года, когда контрасты температур суши и моря весьма значительны, интенсивное образование туманов на побережье происходит при ветрах с моря. Число дней с туманом за- теплый период составляет на станциях Остров Диксон до 70%, Мыс Челюскин до 82%, Остров Муостах до 92% годового числа дней с туманом.

Туманы побережья Северного Ледовитого океана связаны с муссонной циркуляцией. В холодную половину года при стационировании сибирского антициклона преобладает адвекция с холодного материка на море, поэтому на побережье наблюдается сравнительно мало туманов.

На побережье Берингова моря наибольшее количество туманов наблюдается в теплое время года (например, на мысе Наварин около 90%, в Олюторском заливе около 93% их годового количества). В зимний период туманов наблюдается мало, особенно в средней и южной частях моря, где господствующие ветры с материка не благоприятствуют образованию туманов.

В ряде работ [7], выполненных в последние годы, уделяется особое внимание речным туманам. Возникающие зимой в долинах незамерзающих рек, например в долине Ангары в районе крупного промышленного города Иркутска, речные туманы не только вызывают значительные и продолжительные ухудшения видимости, наносящие ущерб авиации, но и способствуют дополнительному загрязнению воздуха.

Для условий речных туманов характерно поглощение значительной части примеси каплями тумана над рекой и вблизи берега, где наблюдается наибольшая водность тумана; на всех высотах в слое тумана примеси в газообразном состоянии почти отсутствуют.

Опасность возникновения речных туманов на фоне низких температур появляется при наличии участков воды, которые длительное время не замерзают. Такие условия создаются при строительстве плотин и на реках, в которые сбрасываются отработанные промышленные воды, а также на охладительных каналах тепловых электростанций. Поэтому необходимо учитывать возможность существования или возникновения в будущем в застраивающихся районах речных туманов, так как они ведут к усилению загрязненности приземного слоя воздуха.

Малые скорости ветра

Одним из основных факторов, определяющих потенциал загрязнения воздуха, является ветровой режим и, в частности, режим слабых скоростей ветра [1].

Как показали некоторые исследования [6], максимальная концентрация примесей формируется при различных скоростях ветра в зависимости от характера источников выбросов. Так, для тепловых электростанций опасными являются ветры скоростью 5—7 м/с, обусловливающие значительные концентрации выбросов у земли. В то же время такие скорости способствуют быстрому рассеиванию примесей от источников с холодными выбросами из труб, вблизи которых наибольшая концентрация бывает при ветре 1—2 м/с.

Многочисленные случаи опасных загрязнений воздуха связывают именно с малыми скоростями ветра.

Анализ метеорологической информации и данных о концентрации примесей в городах позволил обнаружить связь между сезонными изменениями содержания примесей и повторяемостью скорости ветра 0—1 м/с. Коэффициенты корреляции между повторяемостью скорости ветра 0—1 м/с и средней месячной концентрацией окислов азота, окиси углерода и сернистого газа, рассчитанные для 30 городов, составляют от 0,47 до 0,71, причем наиболее высокая корреляция обнаружена в городах с преобладанием источников выбросов с низкими трубами. Это показывает на необходимость изучения для городских условий прежде всего повторяемости скорости ветра 0—1 м/с.

Были исследованы повторяемости малых скоростей ветра, данные о которых опубликованы в Справочниках по климату СССР [29].

Анализ распределения повторяемостей скоростей ветра О—1 м/с (высота флюгера 10 м) позволил выделить некоторые важные закономерности в режиме малых скоростей ветра. На территории СССР выделен ряд крупных районов, значительно различающихся по повторяемости этих скоростей (рис. 20). Наименьшая повторяемость ветра 0—1 м/с (I район, 20% времени года) наблюдается на всем северном, северо-восточном и восточном побережьях СССР, на побережьях внутренних морей, а также в юго-восточной части Европейской территории Советского Союза и Центральном Казахстане. На открытых северных морских побережьях повторяемость такого ветра составляет в открытых условиях местоположения 5—10%. На побережьях п-ва Камчатка до 15—20%, а на о. Сахалин до 12—15%. В Восточной Сибири благодаря особенностям атмосферный циркуляции повторяемость ветра 0—1 м/с составляет 40—55% времени года (III район), а в некоторых наиболее защищенных условиях местоположения — до 60—70% времени года (IV район). В Забайкалье повторяемость ветра 0—1 м/с довольно велика и достигает в некоторых пунктах 60—65%, а в некоторые месяцы идо 70—75%.

Рис. 20. Карта-схема районирования по скоростям ветра 0—1 м/с.

Переход от внутренних горных районов к побережью характеризуется очень большими градиентами давления, усилением циклонической деятельности и резким уменьшением повторяемости малых скоростей ветра. Особенно значителен градиент по побережью Охотского моря, где с севера и юга вдоль хребта Джугджур повторяемость малых скоростей уменьшается в два раза.

Однако общая оценка возможных затиший недостаточна для планирования работ промышленных предприятий, выбрасывающих вредные примеси в воздух в значительных концентрациях. Важное значение имеет учет годового и суточного хода малых скоростей ветра. Годовой ход малых скоростей ветра весьма различен и определяется общим уровнем повторяемости этих скоростей. В районах с повторяемостью ветра 0—1 м/с годовой ход скорости сглажен и колебания от месяца к месяцу в течение года составляют 5—10%. Наибольший интерес представляет годовой ход малых скоростей ветра в Восточной Сибири и Забайкалье. В зимние месяцы в этих районах практически господствует штиль (табл. 80), который в течение года сменяется небольшими увеличениями скоростей ветра.

Однако различия в повторяемости скорости ветра 0—1 м/с в месяцы минимума и максимума составляют до 30—40%. К западу и востоку от обширной зоны в Восточной Сибири с максимумом затиший зимой появляются вторичные максимумы в летнее время. Наименьшая повторяемость слабых ветров наблюдается в апреле—мае и октябре—ноябре, т. е. в месяцы переходных сезонов и общей перестройки барических систем.

Кроме значительного годового хода скоростей ветра, имеет место суточный ход, амплитуда которого весьма различна и зависит как от времени года, так и от географического положения района.

Данные о суточном ходе различных скоростей ветра опубликованы в Справочнике по климату СССР [29].

В качестве примера в табл. 81 приведены повторяемости скоростей ветра в различные часы суток зимой и летом. Как и следовало ожидать, зимой суточный ход очень мал. Летом же суточный ход настолько велик, что от ночи ко дню возможность затиший уменьшается в два-три раза. Следовательно, если рассматривать повторяемость скоростей ветра 0—1 м/с как некоторую меру возможного увеличения концентрации примесей, то следует иметь в виду, что суточный ход этой величины очень велик в переходные сезоны и летом. Это необходимо учитывать при разработке графиков работы промышленных предприятий и их очистных установок.

Таким образом, из рассмотренного выше материала следует ряд выводов:

1. В Восточной Сибири скорости ветра 0—1 м/с наблюдаются до 70—80% времени года.

2. Годовой ход повторяемости скоростей ветра 0—1 м/с очень существен в Восточной Сибири, где летом они наблюдаются на 30—40% реже, чем зимой.

3. Суточный ход малых скоростей ветра во всех районах велик в переходные сезоны и летом.

4. При определении условий возможного застоя воздуха и оценке потенциала загрязнения следует использовать данные о повторяемости скорости ветра 0—1 м/с как по месяцам, так и в различные часы суток.

В следующем параграфе рассматриваются особенности в распределении температуры воздуха, возникающие в сложных орографических условиях исследуемых районов.

Как указывалось выше, одним из ведущих метеорологических факторов, способствующих значительному загрязнению воздуха, является инверсия температуры. Это весьма важно знать при решении ряда других практических вопросов.

<< | >>
Источник: Анапольская Л.Н., Копзнева И.Д.. Климатические параметры Восточно-Сибирского и Дальневосточного Экономических районов. 1979

Еще по теме 2.3. Климатические аспекты загрязнения:

  1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
  2. Лекция 2. ИСТОЧНИКИ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОСФЕРЫ (В СИСТЕМЕ ТЕХНОСФЕРА - АТМОСФЕРА - ЛИТОСФЕРА - ГИДРОСФЕРА) Характеристика загрязнений
  3. КЛИМАТИЧЕСКИЕ БИТВЫ
  4. КЛИМАТИЧЕСКИЕ РИТМЫ
  5. Девятая версия - климатическая.
  6. § 16. Климатические зоны
  7. 6.1. Климатический фактор в сферах деятельности федеральных ведомств
  8. Исследование проблематики климатических изменений как пример «постнормальной» науки
  9. 6.2. Климатический фактор її стратегиях национально» безопасности и социально-экономического рал пития
  10. Изменения в понимании причинности в связи с освоением марксистского наследия Закон как аспект психологической теории и как методологический аспект понимания детерминации
  11. 1.2. Загрязнения естественных водоемов и          океанов
  12. Хрупкость загрязнений
  13. Глава XIV. Загрязнение водоемов
  14. 1.1. Химическое загрязнение атмосферы
  15. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ
  16. Дополнительный список загрязнений
  17. Как бороться с загрязнениями
  18. Два типа ментальных загрязнений