169736 (Влияние климатических характеристик на рассеивание вредных веществ в атмосфере на территории Иркутской области)

Введение

Человек всегда хотел победить природу и обуздать ее, но для этого необходимо изучить и проанализировать процессы, происходящие в ней. В связи с возросшим уровнем градостроительства, оказывающим существенное влияние на формирование климатических особенностей, особый интерес вызывает климат.

Курсовая работа позволяет, в дальнейшем, использовав, данные аэрологических наблюдений и некоторые сведения рианализа геоклиматических характеристик, изучить и проанализировать распределение метеоэлементов в свободной атмосфере и у поверхности земли, а также зависимость метеоэлементов от сезонов года над промышленными городами Иркутской области или над конкретно выбранным городом. И рассмотреть вопросы загрязнения атмосферы действующими промышленными предприятиями.

Цель курсовой работы – изучить влияние климатических характеристик на рассеивание вредных веществ в атмосфере на территории Иркутской области.

Курсовая работа выполнена на основе изучения литературы по данной теме.

Курсовая работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

Во «Введении» поставлена цель работы.

В первой главе описано физико-географическое положение Иркутской области.

Во второй главе рассмотрены климатические характеристики Иркутской области.

В третьей главе – влияние климатических характеристик на рассеивание вредных веществ в атмосфере и оценка состояния загрязнения атмосферы на территории Иркутской области.

В четвертой главе – влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека.

В заключении сделаны основные выводы.

1. Физико-географическое описание Иркутской области

Иркутская область занимает площадь 767.9 тыс. км² (4.6% территории России). По этому показателю она находится на шестом месте в России. На территории Иркутской области смогли бы разместиться Италия, Дания, Бельгия, Великобритания, Португалия и Голландия вместе взятые. С севера на юг область протянулась почти на 1450 км, с запада на восток – на 1318 км. Расстояние от Москвы до Иркутска – 5042 км. Общая протяженность границ превышает 7240 км, в том числе по озеру Байкал – 520 км.

Крайняя южная точка области располагается на 51^о с. ш., северная оконечность почти достигает 65-й параллели.

На западе область граничит с Красноярским краем, на востоке – с Читинской областью, на юго-востоке и юге – с Республикой Бурятия, на юго-западе – с Республикой Тыва, на северо-востоке граница проходит с Республикой Саха (Якутия). Иркутская область расположена почти в центре Азии, на основных транспортных магистралях, соединяющих Европу с дальневосточными районами России и странами Азиатско-Тихоокеанского региона.

По климатическим условиям территория области выделяется среди других регионов страны, лежащих в тех же широтах, но находящихся в Европейской России или на Дальнем востоке. Удаленность от морей и расположение в центре Азиатского материка придают климату резкоконтинентальный характер с суровой, продолжительной, малоснежной зимой и теплым летом с обильными осадками.

Географическое положение Иркутской области на стыке двух геотектонических структур – южной части Сибирской платформы и Байкальской рифтовой зоны – определило сложность и многообразие геологического строения, характер полезных ископаемых и формирование природных комплексов. Около 70% территории находится на высоте от 200 до 750 м над уровнем моря. Низменности (до 200 м над уровнем моря) занимают всего 1% общей площади и приурочены к долинам рек Лены, Ангары, Чуны и Бирюсы. Основная часть территории области имеет плоскогорный рельеф с незначительным уклоном к северу и северо-западу. На юге области находятся обширные горные массивы Хамар-Дабана и Восточного Саяна. Их средняя высота достигает 1500 м, а вершины отдельных хребтов, расположенных на территории Республики Бурятия вблизи границ области, поднимаются до 3000 м.

Самая высокая точка находится на вершине Кодарского хребта на отметке 2999 м выше уровня моря.

Самая низкая – на дне озера Байкал, вблизи о. Ольхон, и соответствует отметке 1181 м ниже уровня моря. Таким образом общий перепад высот в пределах области достигает 4180 м.

По своему ресурсному и индустриальному потенциалу Иркутская область занимает важное место среди субъектов Российской Федерации. Это один из немногих регионов России, где имеются все виды собственных топливно-энергетических ресурсов (более 7% общероссийских запасов угля, столько же нефти и горючего газа, 10% гидроэнергоресурсов). По лесистости территории (78%) и запасам древесины (8.8 млрд м³) область лидирует среди регионов России. Общероссийское значение имеет и целый ряд ископаемых ресурсов (золото, слюда, магнезит, тальк, калийная и поваренная соли, редкие металлы, железная руда и др.). В пределах области высока вероятность открытия промышленных месторождений алмазов.

Уникальное сочетание топливно-энергетических, лесных и минерально-сырьевых ресурсов создает благоприятные предпосылки для развития электроэнергетики, цветной и черной металлургии, горнодобывающей, нефтехимической, лесной и целлюлозно-бумажной промышленности. Причем, масштабы производства этих базовых для области отраслей могут значительно превышать потребности всей Восточной Сибири (Государственный доклад…2004).

2. Климатическая характеристика Иркутской области

Климат, являясь одной из физико-географических характеристик среды, окружающей человека, оказывает решающее влияние на хозяйственную деятельность людей: на специализацию сельского хозяйства, размещение промышленных предприятий, воздушный, водный и наземный транспорт (Хромов, Петросянц, 2004).

Климат Иркутской области резкоконтинентальный, с малоснежной зимой и теплым, с обильными осадками летом. Физико-географические условия, значительная территориальная протяженность области, сложность и расчлененность рельефа определяют разнообразие климатических элементов. Средние годовые температуры воздуха по всей территории области отрицательные, от 0^оС на юге до -8^оС на крайнем севере. Самый холодный месяц года – январь, на Байкале – февраль. Средние температуры этого месяца в горных районах минус 16, минус 20, в северных минус 30, минус 34, на остальной территории минус 20, минус 30^оС. в июле, самом теплом месяце года, средние месячные температуры составляют 12 – 14⁰С в горных районах и 16 – 18^оС на остальной территории. Абсолютные максимальные температуры могут достигать 35 – 40^оС на основной территории, 30 – 33^оС на побережье озера Байкал. Наиболее низкие температуры могут колебаться от минус 50 на юге до минус 61^оС на крайнем севере, от минус 40 по южному побережью Байкала до минус 51^оС на северо-востоке озера (Государственный доклад…2004).

Характерной особенностью климата Иркутской области является инверсионное распределение температуры (повышение температуры воздуха с высотой вместо обычно наблюдаемого падения) в нижнем слое атмосферы, особенно в зимний период (Швер, Форманчук, 1981).

На распределение осадков по территории Иркутской области кроме атмосферной циркуляции существенное влияние оказывает рельеф местности. На большей части равнинной территории и в предгорьях Восточного Саяна выпадает 300–500 мм осадков за год, увеличиваясь на наветренных склонах хребтов до 800–1400 мм. Максимум осадков приходится на июнь-август и составляет 50-90 мм, увеличиваясь на Хамар-Дабане до 190-290 мм. В месяцы минимума (февраль-март) суммы осадков не превышают 5-15 мм, в горах Восточного Саяна – 20 – 55 мм.

Сложность орографии определяет ветровой режим территории. В верхнеленских, северных районах а также с наветренной стороны горных хребтов Восточного Саяна среднегодовые скорости равны 1–2 м/с, в районах Приангарья и Присаянья они несколько выше (2–3 м/с). в зимний период отмечается большая повторяемость штилей (на большей части территории – 30–70, в Тайшетском и южном районах – 10–35%) (Государственный доклад…2004).

3. Влияние климатических характеристик на рассеивание вредных веществ в атмосфере на территории Иркутской области

Жизненно важной проблемой современных антропогенных процессов является обеспечение чистоты атмосферы крупных городских агломераций, сохранение естественной окружающей среды

Воздух, почва и вода – основные компоненты биосферы, без которых немыслимо существование человечества – в результате интенсивной производственной деятельности, как в нашей области, так и во многих других регионах находятся под угрозой предельно допустимого загрязнения (Ломоносов, 1993).

Атмосфера загрязняется в основном химическими веществами, поступающими в нее на различных стадиях производства и утилизации продукции. Эти вещества находятся в газообразном, жидком и твердом (пыль, сажа) состоянии. Большую опасность представляют собой радиоактивное загрязнение (изотопы радона, стронция, плутония) в виде газов или взвешенных частиц. Кроме того, существуют тепловое загрязнение, образующееся в результате антропогенной деятельности и влияющее на температурный баланс, загрязнение шумов, образующееся в результате работы техники, транспорта, бытовых приборов и, наконец, электромагнитное загрязнение из-за функционирования телерадиостанций, радиолокационных установок, линий электропередач высокого напряжения (Бобылев, Ходжаев, 2004).

Наряду с проблемами природопользования возникает ряд серьезных проблем, связанных со специфическими природными особенностями. Например, климатические условия нашего региона, характеризующиеся антициклональным режимом погоды с сопровождающими его инверсионными явлениями (большой повторяемостью и мощностью), особенно зимой, слабых ветров, застоев воздуха. Это все затрудняет перенос и рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере, способствует образованию смогов над городами и промышленными центрами (Ломоносов, 1993).

Оценка влияния метеорологических условий на рассеяние примесей в атмосфере основана на использовании о вышесказанных климатических характеристик, таких как застой воздуха (сочетание инверсий температуры и слабого ветра) и повторяемость инверсий и туманов. Рассеивающая способность атмосферы выражается через ее потенциал загрязнения, представляющий отношение средних уровней концентраций примесей при заданных выбросах в конкретном и условном районе. За условный принимается район с минимальной повторяемостью метеорологических условий, способствующих увеличению загрязнения. Таким образом наш регион относится к пятой зоне с очень высоким потенциалом загрязнения атмосферы.

Летний сезон по характеру синоптических процессов резко отличается от зимнего. У земли над всей Иркутской областью преобладает слабоградиентное поле низкого давления. В течении лета циклоны в большинстве случаев перемещаются с запада на восток или с юга на северо-восток, а также часто выходят южные циклоны.

Зимой распределение давления способствует развитию на большей части территории южных, юго-западных и западных ветров, а в юго-восточной части территории – северных и северо-западных.

В переходные сезоны, к которым относятся сентябрь и апрель, зимнее распределение ветра сочетается с летним.

В зимнее время Иркутская область с характерным для нее антициклоническим режимом отличается небольшими скоростями ветра. На большей части территории наименьшие скорости ветра отмечаются в январе, феврале.

В летнее время в связи с усилением циклонической деятельности на большей части территории скорости ветра больше, чем зимой.

Суточный ход скорости ветра хорошо выражен в теплый сезон и слабее – в холодный. Максимум приходится на дневные часы, минимум на ночные. Для решения многих задач, в особенности при оценке рассеивающей способности атмосферы и переноса примесей в атмосфере, недостаточно знать только средние величины скорости. Для более полной характеристики ветрового режима используются вероятностные характеристики ветра в различных пределах данных скоростей по румбам.

Данные о повторяемости направлений ветра используются при проектировании расположения заводов и других источников загрязнения относительно жилых массивов.

Для отдельных районов Иркутской области отмечается суточный ход направления ветра, достаточно четко выраженный в теплый период и переходные сезоны, и практически отсутствующий зимой. Например, в Иркутске с апреля по сентябрь преобладающим направлением ветра: ночью и утром являются юго-восточные ветра, а во второй половине дня – северо-западные, причем повторяемость юго-восточных ветров во второй половине дня уменьшается в 1,5-2 раза.

Почти вся Иркутская область находится в районе с повторяемостью слабого ветра (0-1 м/с) 41-60% пространственного распределения повторяемости слабых ветров, при которых происходят наиболее опасные экологические ситуации.

Другой отличительной чертой, характерной для всей Иркутской области, является большая повторяемость приземных и приподнятых инверсий температуры, которые в сочетании со слабыми ветрами дают большую вероятность застоя воздуха. В зимний период происходит значительное выхолаживание подстилающей поверхности, усиливается сток холодного воздуха в долинах, а нисходящие движения в сибирском антициклоне приводят к образованию мощных (по высоте) и интенсивных (по разности температур) инверсий.

Весной при ослаблении антициклона повторяемость инверсий остается высокой. Летом в некоторых местах она уменьшается. Осенью повторяемость приземных инверсий увеличивается.

Влияние других факторов на формирование уровня загрязнения, таких, как туманы и осадки, состоит в том, что капли тумана поглощают вредные вещества как вблизи земли, так и из вышележащих слоев воздуха, и концентрация примеси в тумане возрастает. Влияние осадков дождя или снега заключается в захвате примесей и их переносе к подстилающей поверхности. При этом происходит загрязнение почв и водоемов.