Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мониторинг и охрана городской среды. Учебное пособие
.pdf
31
потоки, встречая меньшее сопротивление движению над водой при ветре,
дующем под углом к суше, имеют тенденцию обтекать береговую линию
со стороны моря. Встречая на пути мысы, особенно гористые, ветер
частично обтекает, а частично переваливает через них и резко усиливается,
поэтому на мысах нередко можно наблюдать скорости ветра большие, чем
над открытым морем.
Существенное влияние на температурный режим оказывают и менее
значительные по своим размерам водоемы: озера, водохранилища, реки.
Так, например, в низовьях Волги при ветрах с реки дневные температуры
понижаются на 1-2о C и приблизительно на столько же повышается ночная
температура.
При исследовании изменений микроклиматических характеристик
побережья под воздействием водоема необходимо учитывать
изменчивость направления ветра внутри выбранного интервала времени.
При направлении ветра с водоема он оказывает наибольшее влияние на
микроклиматические характеристики. В случае противоположного
направления ветра водоем оказывается под влиянием суши. Водоемы
оказывают большое влияние на продолжительность безморозного периода.
В долинах больших рек, на берегах озер, водоемов длительность
безморозного периода увеличивается на 10 – 20 дней (табл. 2). В тех
случаях, когда расположение водоемов в понижениях сочетается с
влиянием вогнутых форм рельефа, влияние водоема на термический режим
оказывается более значительным.
32
Таблица 4
Время начала и конца заморозков в различных условиях рельефа
Местоположение
Изменение средних дат
заморозков (дни) по
сравнению с ровным
открытым местом
Длительность
безморозного
периода, дни
Весна Осень
Вершины и верхние
части склонов
Долины глубиной от
50 до 100 м
Котловины и
низины
+10
–5
–11
+10
–10
–14
+20
–15
–25
Примечание: знак "плюс" означает увеличение длительности безморозного
периода, знак "минус" – уменьшение его длительности.
Например, осенью в ночные часы над озерами, расположенными в
котловинах и долинах рек, стекание воздушных масс способствует
образованию туманов испарения.
В прибрежных районах морей и водоемов наблюдаются значительные
контрасты в распределении всех метеорологических величин. Они имеют
суточный ход и сильно зависят от изменчивости скорости и направления
ветра в районах с хорошо развитой бризовой циркуляцией.
2.1.3. Влияние рельефа на микроклимат
Неровности поверхности с разностями высот порядка сотен или
десятков метров влияют на мезо- и микроклимат в основном так же, как и
крупномасштабный рельеф на общие условия климата. Основная роль в
микроклимате пересеченной местности принадлежит экспозиции, т.е.
ориентации склонов относительно стран света, а также формам рельефа.
Неравномерное распределение солнечной радиации по склонам разной
крутизны и ориентации является одной из основных причин
33
возникновения термических различий подстилающей поверхности в
условиях изрезанного рельефа.
Наиболее высокие температуры почвы, как показывают наблюдения,
отмечаются на юго-западных склонах. Различия в нагревании почвы на
склонах различной экспозиции сказываются и на распределении
температуры воздуха, что может отразиться на характере растительности.
Разность температур на южных и северных склонах холмов в ясную
погоду днем может достигать у земной поверхности несколько градусов,
но на высоте 2 м она обычно составляет всего несколько десятых долей
градуса. В пасмурную погоду, естественно, различия в температуре на
склонах сглаживаются.
Увеличение колебаний температуры в вогнутых формах рельефа и ее
уменьшение на вершинах холмов четко проявляются не только в условиях
макрорельефа, но и микрорельефа. Особенно велики различия в
минимальных температурах. Разности абсолютных минимумов могут
достигать 15 оC на высоте метеорологической будки. Это объясняется
стоком холодного воздуха по склону местности и ослабленным обменом
воздуха в низинах. Влияние рельефа, наиболее четко проявляющееся в
распределении минимальных температур, сказывается и на длительности
безморозного периода. В табл. 4 приведены данные об изменении средних
дат заморозков в зависимости от рельефа.
Интенсивность заморозков также находится в сильной зависимости от
формы рельефа. Это влияние проявляется даже при самых малых
разностях высот. Разницы температур почвы и прилегающих слоев воздуха
на грядках и между грядками могут достигать нескольких градусов.
В горных районах вследствие термической неоднородности вдоль
склона и разности температур в приземном слое над склоном и в
свободной атмосфере на той же высоте возникают местные циркуляции.
Воздействие холмистого рельефа на ветер наиболее отчетливо
прослеживается при антициклонических условиях погоды и небольших
34
скоростях основного потока. Ночью в холмистом рельефе с вершины и
склонов воздух стекает вниз под влиянием силы тяжести и получает еще
дополнительное ускорение за счет горизонтальной термической
неоднородности склон – атмосфера. На смену стекающему охлажденному
воздуху из атмосферы поступает более теплый воздух. Прямым
следствием такого процесса является возникновение или усиление тер-
мической неоднородности вдоль склона: температура убывает от вершины
и верхних частей склона вниз. По мере уменьшения крутизны склона
условия для стока охлаждающегося воздуха ухудшаются, а у подножия
склона и особенно в бессточных отрицательных формах рельефа, где стока
уже нет, происходит скопление холодного воздуха. Таким образом, в
условиях микрорельефа может создаваться местная циркуляция по типу
горно-долинной.
Анализ материалов наблюдений показал, что при отсутствии
склоновых ветров разности температуры вдоль склона малы и редко
превышают 0,5 оC, при наличии склоновых ветров эти различия возра-
стают в среднем до 4-5 оC, а в отдельных случаях до 8 – 12 оC.
На количество осадков и их перераспределение оказывают влияние
расчлененность рельефа, экспозиция склонов относительно влагонесущего
потока, высота возвышенностей, их горизонтальная протяженность. При
большой горизонтальной протяженности возвышенностей (сотни
километров) на увеличение осадков основное влияние оказывает высота
над уровнем моря. На возвышенностях с небольшой горизонтальной
протяженностью увеличение количества осадков обусловлено ростом
турбулентности, связанной со значительной изрезанностью рельефа. При
малых горизонтальных размерах возвышенностей начинает влиять пе-
рераспределение осадков ветром, что может привести к увеличению
осадков на подветренных склонах.
В теплое время года в нижних частях вогнутых форм рельефа приход
воды увеличивается по сравнению с вершинами и верхними частями
35
склонов за счет воды, поступающей с вышележащих участков, что
является одной из причин различий во влагозапасах почвы на пересе-
ченной местности.
Явления, сходные с перераспределением осадков в зависимости от
ветра, возникают и в результате переносов снежного покрова метелями и
поземками. Зимой в пониженных формах рельефа, как правило, про-
исходит скопление снега за счет сдувания его с возвышенных мест. Высота
снежного покрова значительно больше на подветренных склонах. Весной
снег раньше всего сходит на вершинах и южных склонах холмов, где
увеличен приток солнечной радиации. Характер схода снега и оттаивания
почвы на склонах различной экспозиции обусловливает неодинаковое
поглощение почвой талых вод. На северном склоне, где почва обычно
оттаивает раньше, чем сходит снег, ею поглощается больше талых вод, чем
на южном склоне, где снег сходит раньше, чем оттаивает почва.
Таганрог
Таганрог – приморский город областного подчинения. Расположен
город в юго-западной части Ростовской области, по северному побережью
Таганрогского залива. Средняя высота над уровнем моря – 48 м. На
востоке территория ограничивается рекой Самбек, а на юго-востоке и юге
омывается водами Азовского моря. Западная граница проходит по реке
Миус, которая заканчивается Миусским лиманом, соединяющимся с
Азовским морем в 36 км от города. Протяженность с запада на восток – 17
км, а с севера на юг – 16 км, площадь – 79 кв. км.
Климат Таганрога умеренно-континентальный, отличается
неустойчивостью и значительными колебаниями температуры в отдельные
годы. Зимы малоснежные и умеренно холодные, лето сухое и жаркое.
Термический режим неустойчив, периоды низких зимних температур
нередко сменяются оттепелями. Влагосодержание высокое, особенно при
отсутствии ледяного покрова на Азовском море. Характерны значительная
облачность, обложные и моросящие осадки. Нередко образуются туманы,
36
которые иногда удерживаются по несколько суток. В этих случаях
ухудшается вентиляция атмосферы города и в приземном слое
накапливается дым, порождающий смог. При слабых ветрах 1-3 м/с
происходит вынос влажного теплого воздуха с водной поверхности залива,
который, быстро охлаждаясь над сушей в утренние часы, способствует
образованию тумана, а при наличии тумана над водной поверхностью
происходит его усиление. Сохраняются туманы в районе города всю
первую половину дня.
Средняя годовая температура воздуха в Таганроге – 9 градусов.
Самый холодный месяц – январь, а самый теплый – июль. Зимой
температура воздуха в отдельные годы может понижаться до – 33
о
С, а
летом повышаться до +40 оС. На рис. 6 представлена годовая роза ветров
по восьми основным и восьми дополнительным направлениям.
Рис. 6. Годовая роза ветров г. Таганрога
Частота наблюдаемых направлений ветра в полярных координатах
пропорциональна длине линий, а числовые значения в конце линий
показывают количество дней в году с этим направлением ветра.
Преобладающими для города являются ветры восточной составляющей:
восточные и северо-восточные.
37
Увлажнение Таганрога можно считать недостаточным, в городе
выпадает за год в среднем 495 мм осадков. В отдельные годы их месячное
количество может отклоняться от среднего многолетнего. За год
насчитывается 124 дня с осадками, из них 30 дней с величиной, не
превышающей, 5 мм. С осадками 30 мм – не более одного дня за год.
Общая продолжительность осадков составляет около 800 часов в год.
Город находится в зоне повышенного потенциала загрязнения
атмосферы, которая характеризуется следующими метеорологическими
условиями, способствующими созданию неблагоприятных санитарно-
гигиенических условий, скоплению примесей в воздухе:
— повторяемость приземных инверсий 30 –50 %;
— повторяемость скорости ветра 0-1 м/с – 20–40 %;
— повторяемость застоев воздуха (сочетание приземных инверсий и
слабых ветров) 8–18 %;
— продолжительность туманов в отдельные годы может достигать
100–600 час.
Перечень нормативных документов, регламентирующих качество
атмосферного воздуха, приведен в прил.2.
2.1.4 Загpязнение воздушной сpеды гоpодов
Проблема загрязнения городского воздуха давно привлекает внимание
и исследователей, и самих горожан. Вот что еще в середине ХVI века
писал о Лондоне английский натуралист Дж.Эльвин: "...тогда как во всех
других
местах воздух чист и пpозpачен, здесь его затмевает такая пелена
сернистого газа, что даже солнце едва может пробиться сквозь эту завесу и
рассеять ее: уже на расстоянии нескольких миль... утомленный путник
узнает по запаху город, в который держит путь". Причина тому лежала в
любви лондонцев к каминам, которые они
топили каменным углем.
Отсутствие достаточной тяги приводило к неполному сгоранию угля в
каминах и, как следствие, загрязнению городской атмосферы.
38
В России высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха
наблюдается в настоящее время в 38 городах. В ряде городов, отнесенных
в начале последнего десятилетия 20 века к числу наиболее загрязненных,
концентрации загрязняющих примесей снизились. Например, сократились
концентрации пыли, бенз(а)пирена и формальдегида в Абакане,
сероуглерода и оксидов азота в Березниках, бенз(а)пирена в
Челябинске.
Эти города в 1994 г. не вошли в список городов с высоким уровнем
загрязнения воздуха. Также несколько снизился уровень загрязнения
воздуха в Краснодаре, Магадане, Москве, Мытищах, Петропавловске-
Камчатском, Тольятти, Ульяновске и Череповце. Однако они остаются в
списке городов с высоким уровнем загрязнения.
Ответственными за очень высокий уровень загрязнения воздуха
являются
предприятия черной металлургии (13 городов), цветной
металлургии (11 городов), химической (19 городов) и нефтехимической
промышленности (15 городов), стройиндустрии (6 городов), энергетики
(18 городов), целлюлозно-бумажной промышленности (6 городов).
Несмотря на некоторое снижение уровня загрязнений городского воздуха,
связанное с сокращением производства, выбросы от стационарных
источников продолжают оставаться значительными. Достаточно сказать,
что только валовые выбросы г. Норильска составляют около 9 %
всех
выбросов в атмосферный воздух России от стационарных источников.
Причиной этого являются моральный и физический износ
пылегазоочистного оборудования, а зачастую и его отсутствие (особенно
сероулавливающего). Отсутствие средств самым негативным образом
сказывается на работе основного технологического оборудования и
совершенствовании технологических процессов предприятий, что, в свою
очередь, не способствует защите атмосферного воздуха от
загрязнения. В
результате этого существенен не только общий выброс загрязняющих
веществ, но и его разнообразный качественный состав.
39
В настоящее время в России выделяются данные о валовом выбросе
примерно по 50 специфическим ингредиентам: в Архангельской области
обнаружено 36 химических компонентов, в Мурманской – 29, в
Республике Саха (Якутия) –19, в Ямало-Ненецком автономном округе – 20,
в Таймырском автономном округе – 4.
Снижение загрязнения воздушной среды городов может быть
достигнуто двумя путями: 1) за счет понижения количества выбросов
отходящих
газов и золы, 2) за счет более целесообразной планировки
города, в частности:
взаимного размещения селитебных зон и источников выбросов в
атмосферу с учетом преобладающего наплавления и силы ветра;
организации зон санитарной охраны и так называемых буферных
зон, расположенных между производственными комплексами, ГРЭС,
головными сооружениями ТЭЦ и жилыми городскими кварталами;
выбора под застройку хорошо пpоветpиваемых склонов, не
подверженных процессам инверсии и кумуляции загрязнений воздушной
среды.
Таганрог
Таганрог считается одним из наиболее загрязненных городов
Ростовской области. Общие особенности геологического строения,
почвообразующих пород и рельефа обусловливают тот факт, что
наибольшее накопление загрязняющих веществ происходит на побережье,
на границе берег – море, в результате выпадения загрязнителей из
атмосферы. Также положение усугубляется тем, что эта часть города
расположена в котловине, в которую поступают химические соединения –
поллютанты как воздушным путем, так и в результате плоскостного смыва
из соседних ландшафтов. Особенности почвоподстилающих пород
позволяют предположить «вторичное» загрязнение городской среды в
результате миграции поллютантов с грунтовыми водами, а также
40
частичного вовлечения загрязняющих веществ в биологический
круговорот.
По степени вклада в загрязнение воздушного бассейна города на
первом месте стоит автотранспорт (около 80 %), из промышленных
предприятий по количеству вредных выбросов лидируют АО
«Таганрогский металлургический завод» – 53 %, ОАО «Тепло-энерго» – 12
% и ОАО “ТКЗ «Красный Котельщик»” – 9,8 % (Егорова, 1995).
Н.Н.Чернов и В.И.Тимошенко при изучении загрязнения
атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий выявили
неоднородность загрязнения территории города и условно разделили её на
7 зон: 3 промышленные зоны PI, P2 и РЗ и 4 жилых зоны Gl, G2, G3 и G4.
На рис. 7 приведена схема зонирования города по степени загрязнения
атмосферы.
Рис.7. Схема зонирования города Таганрога по степени загрязнения атмосферы
Из нее видно, что самым грязным является жилой район G2,
находящийся между двумя промышленными зонами Р1 («Красный
Котельщик») и Р2 (АО «Таганрогский металлургический завод»).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]