Физические механизмы и экологические проблемы загрязнения атмосферного пограничного слоя над неоднородными поверхностями (1097952), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Таким образом,вынос тонкодисперсного аэрозоля из пустынь можно оценивать по температуреповерхности, которую можно получить из спутниковых данных. Это позволяетвключать в численные модели влияния опустыненных территорийнаатмосферу оценку выноса тонкодисперсного аэрозоля при малых скоростяхветра, что ранее никогда не делалось.В третьей главе рассмотрены исследования некоторых экологическихпроблем, вызванных аэрозольным загрязнением атмосферы над территориейРоссии.Целью комплексных измерений концентраций малых газовых примесей иаэрозолей в атмосфере с помощью вагона-лаборатории являлось получениеинформации об экологическом состоянии регионов, влиянии железной дорогина загрязнение атмосферы и почв вдоль железнодорожного полотна, а такжеданных для верификации математических моделей, описывающих перенос итрансформацию примесей в атмосфере.Анализ результатов комплексных измерений концентраций малых газовыхпримесей и аэрозолей в атмосфере, полученные с борта вагона-лабораторииВНИИЖТ МПС в экспедициях по маршруту Москва−Хабаровск−Москва в 1998,1999 и 2001 гг., выполненных при участии автора как координатора программыаэрозольных измерений, показал, что, несмотря на различие по рельефу, общимклиматическим особенностям и повышением массовой концентрации аэрозолейвпромышленныхцентрахдлявсехпятиисследованныхприродно-территориальных комплексов (ПТК) среднее значение массовойконцентрации аэрозоля в летний период изменялось от 20−30 мкг/м3 в дневныечасы, до 30–40 мкг/м3 в ночные часы, что характерно для изменения суточногохода аэрозоля.
В тех случаях, когда измерения проводились в одно и то жевремя, достаточно близок и ход изменения массовой концентрации. В шлейфахпромышленных центров, а также в городах, среднее значение массовойконцентрации аэрозоля повышалось до 100−120 мкг/м3. В выходные дни36среднее значение массовой концентрации аэрозоля ниже, чем в рабочие, внесколько раз. В зимний период среднее значение массовой концентрацииаэрозоля во всех пяти исследованных природно-территориальных комплексахсоставляло 20−30 мкг/м3 как в дневные, так и в ночные часы, и было ниже, чемв летнее время.
Также наблюдается суточный ход изменения массовойконцентрации аэрозоля. В большинстве промышленных центров и городахзначение массовой концентрации аэрозоля повышается до 80- 100 мкг/м3, чтотакже ниже, чем в летнее время.Анализэлементногосоставаатмосферногоаэрозоляпоказал,чтосуммарная массовая концентрация макрокомпонентов в летний периодсущественно превышает их содержание зимой, что можно объяснить болеевысокой степенью выноса и последующей эмиссией в атмосферу аэрозолей споверхностных слоев почвы региона игрунта полотна железной дороги.Суммарная массовая концентрация микрокомпонентов в зимний периодпревышаетлетнююпрактическивовсехПТК,заисключениемДальневосточного региона.
Данное обстоятельство указывает на наличиедополнительных техногенных источников поступлений аэрозолей в атмосферув этот период.Исследования по влиянию региональной урбанизации на качество воздуха иэкологию окружающей среды выполненное под руководством автора в рамкахгосударственного контракта от 01 августа 2007 г.
№ 02.515.11.5081 включалоанализ многолетних данных измерений аэрозольных характеристик атмосферымегаполисов Москвы и Пекина по концентрации субмикронных частиц, посодержанию сажевой компоненты и по параметру конденсационной активности.Анализ близких по мощности источников загрязнения атмосферымегаполисов Москвы и Пекина показал, что существенно различающиесяусловия адвекции и конвекции в атмосфере этих городов, приводят кзначительным различиям в уровнях загрязнения атмосферы – в Пекине онисущественно выше как в среднем, так и в экстремальных случаях. Вместе с темнаиболее вероятные уровни загрязнения в осенний период, как приземных37концентраций сажи и субмикронного аэрозоля, над городом Пекином не намного выше, чем средние значения для осеннего периода измерений в Москве.Экстремальные уровни загрязнения в Пекине наблюдаются, в основном,при южных и юго-восточных направлениях ветра в сочетании с температурнымиинверсиями и малым изменением скорости ветра с высотой.Проведенные одновременные измерения параметров аэрозолей в городахМосква и Пекин показали, что массовая концентрация аэрозольных частиц визмеряемый период в некоторые дни существенно превышает допустимыеконцентрации и достигает 1000 мкг/м3 в Пекине и 800 мкг/м3 в Москве, чтосвязано, по-видимому, с наличием большого количества транспорта.
Вотдельные дни концентрация аэрозолей падает ниже предельно допустимой исоставляет порядка 30 мкг/м3, что, видимо, связано со сменой воздушных масс.Установлено, что как в Москве, так и в Пекине воздействие загрязненногоатмосферноговоздуханаздоровьевоздействиемклиматическихлюдейфакторов.сочетаетсяРазработанныеснегативнымметодическиерекомендации по учёту влияния загрязнения городской атмосферы Москвы иПекина на здоровье людей включает в себя как комплексное изучение состояниязагрязнённости атмосферы (особенно в случае возникновения инверсий,ведущих к резкому нарастанию загрязнения воздуха), так и оценку влиянияклиматических и метеорологических факторов с одновременным контролемстепени биотропности погоды у метеочувствительных людей при различныхтипахпогоды:антициклоническом,циклоническомифронтальном,вызывающих изменения артериального давления и другие отрицательныереакции организма.Важно было выявить вклад городских, региональных и природныхисточников в загрязнение атмосферы.
Поэтому особое внимание было уделеноисследованию влияния региональных факторов на состояние качества воздуха.Синхронные измеренияконцентрации субмикронного аэрозоля, проведенныена фоновой региональной станции ИФА КАНсеверо-восточнее г. Пекина(гора Синлун 150 кмна высоте 1000 м над уровнем моря), показали38хорошую корреляцию уровней загрязненияс мегаполисом, как для сажи, так итонкодисперсного аэрозоля. При этом в период наблюдений с 29 октября по 12ноября наблюдались три смога как в Пекине, так и в 150 км от него с высокойконцентрацией не только тонкодисперсного аэрозоля но и сажи и бенз(а)пирена.•Типичные примеры измерения загрязнения атмосферы в Москве и ПекинеМеждугодичная изменчивость массовой концентрациисубмикронного аэрозоля в приземном слое городов Пекин иМосква по данным осенних измерений 1992 - 2006 годов.годов.Рис.
12.В отличие от г. Москвы на качество воздуха в г. Пекинесущественноевлияние оказывают крупные промышленные объекты, находящиеся от г. Пекинав радиусе порядка 1000 км. Смоги Пекина – это более трети всех состоянийвоздушного бассейна города, они мелкодисперсны, основной размер частицнаходитсявпределах0,2–0,4мкм.Онихорошоаппроксимируютсяодномодальным логнормальным распределением.
В смоговых ситуацияхвысокие концентрации примесей распространяется на обширную территорию,охватывая регион размером 300–500 км. С одной стороны, такое скоплениеаэрозоля и парниковых газов оказывает существенное влияние на климат, а сдругой стороны, на здоровье населения на большой территории.Таким образом, существенная часть аэрозольного и сажевого загрязнениякак в Пекине, так и в Москве обусловлена вкладом региональных источников.При анализе условий возникновения локальных аэрозольных выносов вособо охраняемом эколого-курортном регионе Кавказские Минеральные Воды,39установлено, что средняя картина поведения примесей во всех обследованныхгородах Кавказских Минеральных Вод практически тождественна.
В утренниечасы по мере активизации автотранспорта в приземном воздухе быстронарастает концентрация NO, субмикронного и сажевого аэрозоля от 30 до 150мкг/м3,осбенно в случаях сжигания сухой травы или мусора. Измерения наКисловодской высокогорной станции (высота более 2км) позволяют ,всочетании с траекторным анализом движения частиц на высотах 2-3 км,зафиксировать дальний трансграничный перенос аридного аэрозоля изпустынных регионов – Калмыкии, Турции или Сахары.Рисунок 13. АэрозольныеслоизафиксированныелидаромнаразрезеОрсо–КрестовскийИсследованияпространственно-временнойизменчивостидинамикипереноса примесей в атмосфере над акваторией Байкала зафиксировали явлениетрансграничного переноса через Приморский хребет из региона Иркутска,Ангарска, Черемхова.
Выполненные ранее исследования показали, что южнаякотловина оз. Байкал загрязнена значительно сильнее северной части Байкалавследствие трансграничного переноса через Приморский хребет и по долинеАнгары из региона Иркутска, Ангарска, Черемхова.
Одной из причин этогоявляется орографические особенности региона Байкала. Основные воздушныепотоки западного и северо-западного направлений в атмосферном пограничномслоеперетекаютчерезПриморскийхребет,ибоБайкальскийхребетзначительно выше.40Результаты оценки корреляции химических элементов в приземномаэрозоле с их содержанием в гидрозоле поверхностного слоя воды реки Обь;свидетельствуют о том, что во время отсутствия крупномасштабных вторженийвоздушных масс на территорию Западно-Сибирской низменности содержаниеэлементов в приземном аэрозоле в существенной мере коррелирует с ихсодержанием в веществе, взвешенном в обской воде. Тем самым констатируетсяобщность механизмов обогащения этих взвесей химическими элементами:поступления в воду и воздух частиц почво-грунтов со сходным элементнымсоставом на обширных пространствах водосбора и формирования приземнойаэрозольной компоненты атмосферы.На основании созданной автором стратегии проведения самолетныхизмерений трансконтинентального переноса атмосферных загрязнений надтерриторией России для разных сезонов выработаны критерии благоприятных инеблагоприятныхконцентрацийусловийкомпонентов.дляпроведенияРазработанасамолетныхизмеренийтехнологиястартовогометеорологического обеспечения для проведения самолетных измерений ипроведено предварительное моделирование переносов примеси с помощьюподготовленной системы прогноза изменения метеорологических параметров сиспользованием специальной версии мезомасштабной метеорологическоймодели ММ5.Разработанная модель расчета распространения компонентов ракетноготоплива (КРТ), выбрасываемых в атмосферу на пассивном участке движенияракеты-носителя(РН)протестированаприпроведениисамолетногоэксперимента по лидарному зондированию выброса гарантийного запасаокислителя в результате разрушения второй ступени РН “Протон-К” при входе вплотные слои атмосферы (пуск от 16 июня 2001 г.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
