< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Атмосфера - Литосфера (rot А - Л)

Раздел посвящен рассмотрению вопроса физического переноса загрязняющих веществ из атмосферы в литосферу.

Перенос загрязняющих веществ из атмосферы в литосферу определяется следующими факторами. Изменения концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы зависят от особенностей динамики балансов граничных сфер. Приходную часть баланса каждой из них определяют природные и техногенные процессы, происходящие в основном на земной поверхности, где сосредоточено большинство источников выбросов. Расходную часть формируют природные процессы, происходящие в атмосфере: ветер, способный как приносить, так и уносить вещество из рассматриваемой сферы, а также атмосферные осадки, вымывающие содержащиеся в сфере газы и частицы аэрозоля. Из перечисленных факторов ветер не является фактором определяющим перенос ЗВ из атмосферы в литосферу. Так как согласно [2] загрязняющие воздух вещества не осаждаются на поверхность земли (литосферу), а находятся постоянно во взвешенном состоянии. Одновременно согласно данным приведенным в [1] загрязняющие вещества имеют тенденцию к выпадению на земную поверхность и как следствие ее загрязнению. Из двух перечисленных источников авторы считают более достоверной гипотезу о взвешенном состоянии ЗВ в течении ограниченного промежутка времени. Поэтому в качестве основного фактора переноса ЗВ принимаются атмосферные осадки, выпадающие на территорию региона, которые растворяют в себе взвешенные в атмосфере ЗВ и при падении на землю загрязняют литосферу (т.е. осуществляют перенос).

Характеристики, как ветра, так и атмосферных осадков на любой территории весьма изменчивы, поскольку на состояние этих местных атмосферных процессов существенно влияют многочисленные метеорологические факторы, представляющие собой сложные колебания. В зависимости от масштабов, в которых действуют подобные факторы, их принято относить к глобальным, крупномасштабным и местным.

Значительное влияние на изменения характеристик ветра и атмосферных осадков, как правило, оказывают глобальные факторы, к которым принято относить процессы, воздействующие на всю земную атмосферу. Примерами глобальных факторов являются [20], [21]: изменения солнечной активности, влияющие на спектр солнечной радиации и характеристики воздействующего на нашу планету потока солнечного ветра [9], вариации солнечной постоянной, обусловленные циклами Миланковича [10] или Паттерсона - Шнитникова [11], уменьшение напряженности геомагнитного поля [12], увеличение содержания в атмосфере парниковых газов [13].. Подобные процессы тем более ощутимы, чем более продолжителен отрезок времени на котором они рассматриваются. Указанные закономерности проявляются лишь в среднем, поскольку на режимы ветра и выпадения атмосферных осадков на различных территориях существенно влияют не только глобальные, но и крупномасштабные и местные факторы.

На отрезках времени, продолжительностью от единиц суток до года, более существенное влияние на изменения состояния атмосферы оказывают многочисленные крупномасштабные факторы. В большинстве своем они представляют собой происходящие в масштабах огромных регионов планеты изменения поля атмосферного давления или поверхностной температуры, которые влияют на особенности общей циркуляции земной атмосферы и распределение в ней воды (в виде водяного пара и облаков). К числу такого рода крупномасштабных процессов, влияющих на метеоусловия над Украиной, относятся Североатлантическое [14] и Южное [15] колебания. Состояния всех крупномасштабных процессов количественно характеризуются соответствующими глобальными климатическими индексами (ГКИ), в качестве которых используют те или иные их параметры (чаще всего это значения разностей атмосферного давления между центрами некоторых акваторий Мирового океана и средние значения температуры их поверхностей). Североатлантическое колебание представляет собой взаимосвязанные изменения особенностей поля атмосферного давления в областях Азорского максимума и Исландского минимума. Оно возникает вследствие того, что различаются периоды циркуляции вод в Северном субполярном циклоническом и Северном субтропическом круговороте течений, включающих течения, определяющие температуры поверхности океана и атмосферы над этими областями. Последнее приводит к тому, что одна и та же вода Северо-Атлантического течения поступает в области Азорского максимума и Исландского минимума в разное время, вследствие чего температуры поверхности океана и атмосферное давление над этими областями непрерывно изменяется.

Разность атмосферных давлений в Азорском максимуме и Исландском минимуме является фактором, обуславливающим существование западного переноса воздушных масс над умеренным климатическим поясом Северного полушария, благодаря которому в Украину поступает влажный воздух Атлантики. Данный фактор влияет и на траектории движения атлантических циклонов, приносящих с собой основную часть выпадающих в Европе атмосферных осадков. При уменьшении значений их разности средняя скорость движения воздушных масс с запада уменьшается, а траектории движения циклонов над Европой в меньшей степени отклоняются к северу. При этом скорости ветра и количество осадков, выпадающих на юге Украины возрастают, вызывая более интенсивную аэрацию нижних слоев атмосферы и более эффективное удаление из них газообразных и аэрозольных примесей. В тоже время над северными регионами Украины происходят противоположные явления. При увеличении разности атмосферных давлений в Азорском максимуме и Исландском минимуме западный перенос активизируется, а траектории атлантических циклонов над Украиной сильней отклоняются к северу, что на ее юге приводит к ослаблению упомянутых процессов самоочищения атмосферы.

Как следует из изложенного, в нынешней его фазе интенсивность западного переноса в Северном полушарии минимальна, а траектории атлантических циклонов наиболее близки к зональным. Это объясняет обильные осадки летом 20 года, выпадавшие в Западной Европе, и засуху, происходившую в Восточной Европе, куда влага с Атлантики просто не успевала доходить. При этом природные факторы, способные уменьшать содержания в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ, в среднем будут становиться слабее.

Согласно [16] приход загрязняющих веществ за счет осадков, выпадающих на поверхность региона города (Мос), определяют по результатам химического анализа проб осадков, собранных на береговых осадкомерных пунктах, а также путем учета на этих пунктах количества выпавших осадков. Количество загрязняющих веществ, выпавших с этими осадками, определяют как произведение средневзвешенной концентрации загрязняющих веществ в осадках (сос) на объем осадков за определенный период времени (V). Расчет количества осадков по

площади региона и прилегающей к нему прибрежной полосы производят методами изогинет и треугольников [19].

Годовая масса загрязняющих веществ, осаждающихся на грунт региона в результате выпадения осадков составит, г/год.

где hoc — годовой уровень атмосферных осадков, м; Fpez — площадь региона, м2.

При приближенных расчетах величину средневзвешенной концентрации загрязняющих веществ в осадках можно определять по формуле

где е1 — ;-ая проба отбора концентрации загрязняющего вещества в

3

осадках, г/м .

п — количество проб.

Мощность переноса загрязняющих веществ из атмосферы в литосферу составит, г/с

где д — количество календарных дней в году; ч — количество часов в сутках; м — количество минут в часе; с — количество секунд в минуте.

Таким образом зависимость (6) определяет массу ЗВ переходящую из атмосферы в литосферу за определенный промежуток времени, секунду.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >