Инверсия. Мифы и не только. Инверсии температуры Температурные инверсии над городами

Инверсия означает аномальный характер изменения какого-либо параметра в атмосфере с увеличением высоты. Наиболее часто это относится к температурной инверсии, то есть к увеличению температуры с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного понижения.

Инверсия температуры препятствует вертикальным перемещениям воздуха и способствует образованию дымки, тумана, смога, облаков,миражей.

Причины и механизмы возникновения инверсии . При определённых условиях нормальный вертикальный градиент температуры изменяется таким образом, что более холодный воздух оказывается у поверхности Земли. Это может произойти, например, при движении тёплой, менее плотной воздушной массы над холодным, более плотным слоем. Этот тип инверсии возникает в близости тёплых фронтов, а также в областях океаническогоапвеллинга, например у берегов Калифорнии. При достаточной влажности более холодного слоя, типично образование тумана под инверсионной «крышкой». Ясной, тихой ночью при антициклоне холодный воздух может спускаться по склонам и собираться в долинах, где в результате температура воздуха будет ниже, чем на 100 или 200 м выше. Над холодным слоем там будет более тёплый воздух, который, вероятно, образует облако или лёгкий туман. Температурная инверсия наглядно демонстрируется на примере дыма от костра. Дым будет подниматься вертикально, а затем, когда достигнет «слоя инверсии», изогнётся горизонтально. Если эта ситуация создаётся в больших масштабах, пыль и грязь (смог), поднимающиеся в атмосферу, остаются там и, накапливаясь, приводят к серьёзному загрязнению.

Инверсия опускания

Инверсия температуры может возникнуть в свободной атмосфере при опускании широкого слоя воздуха, и нагреве его вследствие адиабатического сжатия, что обычно связывается ссубтропическими областями высокого давления. Турбулентность может постепенно поднять инверсионный слой на большую высоту и «проколоть» его, в результате чего образуются грозы и даже (при определённых обстоятельствах) тропические циклоны.

Как связаны значения температурного градиента в тропосфере с устойчивостью атмосферы?

Устойчивость атмосферы проявляется в отсутствии в ней значительных вертикальных движений и перемешиваний. Тогда загр. вещества, выброшенные в атм-ру вблизи земной поверхности, будут задерживаться там. К счастью, перемешиванию воздуха в нижней атмосфере способств. много факторов, один из которых – температурный градиент. Интенсивность теплового перемешивания определяют, сравнивая температурный градиент, реально наблюдаемый в окруж. среде, с адиабатическим вертикальным градиентом температуры (см.рис.).

Когда темп. град-т в окр. среде больше Г(сухоадиаб.вертик.град-т), атмосфера – сверхадиабатическая. Рассм. точку А на рис. 5.1.а. Если объем воздуха с температурой, соотв. точке А, переносится быстро вверх, его конечное состояние м.б. описано точкой Б на прямой сверхадиаб.гр. В этом сост. его температура Т(1) выше реальной темп-рыокр.среды Т(2) в точке В. Поэтому рассматриваемый объем воздуха будет иметь меньшую плотность, чем окруж. воздух, и тенденцию продолжать движение вверх. Если же этот элем. объем из т.А начнет случ. двигаться вниз, он адиабатически сожмется при темп-ре в т.Д, которая ниже Т(окр.возд.) в т.Е. Обладая, т.о., более высокой плотностью, воздух будет продолжать движение вниз. Т.о., атмосфера, для которой характеренсверхадиаб. гр-т температур, является неустойчивой. Когда град.темп-рыокр.воздуха примерно равен сверхадиаб. вертикальному (рис.5.1.б), устойчивость атмосферы называют безразличной: если происходит вертик. перемещение объема воздуха, то его темп-раоказ. такой же, как и у окружающего воздуха, нет тенденции к дальнейшему перемещению. Если темпер. град-т окр.воздуха меньше Г, то атмосфера – подадиабатическая (рис.5.1.в). Аналогично с прошлым выводом можно показать, что она устойчива, т.к. случайно перемещ. объем воздуха будет стремиться вернуть свое первонач. положение.

Температурный градиент атмосферы может изменяться в широких пределах. В среднем он равен 0,6°/100 м. Но в тропической пустыне вблизи поверхности земли он может достигать 20°/100 м. При температурной инверсии температура с высотой увеличивается и температурный градиент становится отрицательным, т. е. может быть равен, например, -0,6°/100 м. Если температура воздуха одинакова на всех высотах, то температурный градиент равен нулю. В этом случае говорят, что атмосфера изотермична.[ ...]

Температурные инверсии определяют во многих горных системах континентальных областей обратное расположение вертикальных почвенных зон. Так, в Восточной Сибири у подножия и в нижних частях склонов некоторых гор располагаются инверсионные тундры, далее идут горные таежные леса и выше снова горные тундры. Инверсионные тундры охлаждаются только в определенные сезоны, а в остальное время года они значительно теплее «верхних» тундр и используются в земледелии.[ ...]

Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы (обычно в интервале 300-400 м от поверхности Земли) вместо обычного понижения. В результате циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Нередко возникают туманы. Концентрации оксидов серы, взвешенной пыли, оксида углерода достигают опасных для здоровья человека уровней, приводят к расстройству кровообращения, дыхания, а нередко и к смерти. В 1952 г. в Лондоне от смога с 3 по 9 декабря погибло более четырех тысяч человек, до десяти тысяч человек тяжело заболели. В конце 1962 г. в Руре (ФРГ) смог убил за три дня 156 человек. Рассеять смог может только ветер, а сгладить смогоопасную ситуацию - сокращение выбросов загрязняющих веществ.[ ...]

С температурными инверсиями связаны случаи массовых отравлений населения в периоды токсических туманов (долина р. Мане в Бельгии, не- ■¿однократно в Лондоне, Лос-Анджелесе и др.).[ ...]

Иногда температурные ¡инверсии распространяются на большие площади земной (поверхности. Область их распространения ¡обычно совпадает с областью распространения антициклонов, ¡которые возникают ¡в зонах высоких ¡барометрических (Давлений.[ ...]

Синоним: температурная инверсия. ИНВЕРСИЯ ТРЕНИЯ. См. турбулентная инверсия.[ ...]

Под влиянием холодных зим и температурных инверсий почвы зимой глубоко промерзают, весной - медленно прогреваются. По этой причине слабо протекают микробиологические процессы, и несмотря на высокое содержание гумуса в почве, необходимо внесение повышенных норм органических удобрений (навоза, торфа и компостов) и легкодоступных растениям минеральных удобрений.[ ...]

Возможны два других типа локальных инверсий. Одна из них связана с морским бризом, упомянутым выше. Нагревание воздуха в утренние часы над сушей приводит к потоку более холодного воздуха по направлению к суше от океана или достаточно большого озера. В результате более теплый воздух поднимается вверх, а холодный занимает его место, создавая инверсионные условия. Инверсионные условия создаются также при прохождении теплого фронта над большим континентальным участком суши. Теплый фронт часто имеет тенденцию «подминать под себя» более плотный и более холодный воздух, расположенный перед ним, создавая таким образом локальную температурную инверсию. Прохождение холодного фронта, перед которым расположена область теплого воздуха, приводит к такой же ситуации.[ ...]

К таким же последствиям может привести температурная инверсия, связанная с вертикальными перемещениями воздуха.[ ...]

Веерообразная форма струн возникает при температурной инверсии. Ее форма напоминает извивающуюся реку, которая постепенно расширяется с удалением от трубы.[ ...]

В небольшом американском городе Доноре такая температурная инверсия вызвала заболевания около 6000 человек (42,7% от всего населения), причем у некоторых (10%) проявились симптомы, свидетельствующие о необходимости госпитализации этих людей. Иногда последствия длительной температурной инверсии можно сравнить с эпидемией: в Лондоне во время одной из таких длительных инверсий умерли 4000 человек.[ ...]

Веерообразная струя (рис. 3.2, в, г) образуется при температурной инверсии или при температурном градиенте, близком к изотермическому, что характеризует очень слабое вертикальное перемешивание. Образованию веерообразной струи благоприятствуют слабые ветры, чистое небо и снежный покров. Такая струя наиболее часто наблюдается в ночное время.[ ...]

При неблагоприятных метеорологических ситуациях, таких как температурная инверсия, повышенная влажность воздуха и атмосферные осадки, накопление загрязнения может происходить особенно интенсивно. Обычно в приземном слое температура воздуха уменьшается с высотой, при этом происходит вертикальное перемешивание атмосферы, уменьшающее концентрацию загрязнения в приземном слое. Однако при некоторых метеорологических условиях (например при интенсивном охлаждении поверхности земли в ночное время) происходит так называемая температурная инверсия, т. е. изменение хода температуры в приземном слое на обратный- с увеличением высоты температура увеличивается. Обычно такое состояние сохраняется короткое время, однако в ряде случаев температурная инверсия может наблюдаться в течение нескольких дней. При температурной инверсии воздух вблизи от поверхности земли оказывается как бы заключенным в ограниченный объем, и могут возникать весьма высокие концентрации загрязнения вблизи земной поверхности, способствующие повышенному загрязнению изоляторов .[ ...]

Бурназян А. И. и др. Загрязнение приземного слоя атмосферы при температурных инверсиях.[ ...]

ГОРИЗОНТ ПЫЛИ. Верхняя граница слоя пыли (или дыма), лежащего под температурной инверсией. При наблюдении с высоты создается впечатление горизонта.[ ...]

При некоторых неблагоприятных метеорологических условиях (слабый ветер, температурная инверсия) выброс вредных веществ в атмосферу приводит к массовым отравлениям. Примером массовых отравлений населения являются катастрофы в долине реки Маас (Бельгия, 1930 г.), в г. Доноре (штат Пенсильвания, США, 1948 г.). В Лондоне массовые отравления населения во время катастрофического загрязнения атмосферы наблюдались неоднократно - в 1948, 1952, 1956, 1957, 1962 гг.; в результате этих событий погибло несколько тысяч человек, многие получили тяжелые отравления.[ ...]

В районах с антициклональным характером погоды и при наличии значительных инверсий максимальное накопление примесей наблюдается в долинах и котловинах в зоне «озер холода», т. е. на уровне 200-300 м от их дна, поэтому при формировании функционально-планировочной структуры поселения города необходимо помимо розы ветров учитывать розу температурных инверсий и их длительности. Зону населенного пункта размещают на склонах выше «озер холода», а промышленную зону - ниже по рельефу по отношению к селитьбе; улицы и открытые торговые пространства ориентируют в направлении господствующих ветров для усиления проветривания. При формировании промышленной зоны у подножий холмов и гор планировочными методами организуют пропуск стекающих в понижения холодных масс воздуха, используя защитные зоны, улицы, проезды и т. п.[ ...]

В котловинах городов (например, Лос-Анджелес, Кемерово, Алма-Ата, Ереван) наблюдается температурная инверсия, в результате чего не происходит естественного перемешивания масс воздуха, и в нем аккумулируются вредные вещества. Проблема фотохимического смога существует и в других крупных городах, где преобладает солнечная погода (Токио, Сидней, Мехико, Буэнос-Айрес и др.).[ ...]

Старожилы Нью-Йорка хорошо знают, что такое отравленный воздух. В 1935 г. за несколько суток температурной инверсии погибло более 200 человек, в 1963 г. - более 400, а в 1966 г. - около 200 человек.[ ...]

Лос-анджелесский (летний, фотохимический) смог возникает летом также при отсутствии ветра и температурной инверсии, но обязательно в солнечную погоду. Он образуется при воздействии солнечной радиации на оксиды азота и углеводороды, поступающие в воздух в составе выхлопных газов автомобилей и выбросов предприятий. В результате образуются высокотоксичные загрязнители - фотооксиданты, состоящие из озона, органических пероксидов, пероксида водорода, альдегидов и т.д.[ ...]

Продукты неполного сгорания топлива, вступающие в реакцию с находящимся в воздухе туманом в периоды температурной инверсии, являются причиной образования смога, который в прошлом уносил много человеческих жизней.[ ...]

Острое действие атмосферных загрязнений провоцируется резким изменением погодных условий на данной территории (температурная инверсия, штиль, туман, сильный устойчивый ветер со стороны промышленной зоны), а также авариями на промышленных предприятиях города или на очистных сооружениях, в результате которых концентрация загрязнений в атмосферном воздухе жилых районов значительно возрастает, превышая допустимые уровни нередко в десятки раз. Особенно тяжелая ситуация возникает в случаях,’ когда оба этих события происходят одновременно.[ ...]

В ряде городов атмосферные выбросы столь значительны, что при неблагоприятной для самоочищения атмосферы погоде (безветрие, температурная инверсия, при которой дым стелется к земле, антициклональная погода с туманом) концентрация загрязнений в приземном воздухе достигает критической величины, при которой наблюдается остро выраженная реакция организма на вредные атмосферные выбросы. При этом различают две ситуации (густой туман, смешанный с дымом) лондонского типа и фотохимический туман (лос-анджелесский).[ ...]

Лондонский тип; смога возникает зимой в крупных промышленных городах при неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра и температурная инверсия).[ ...]

Лондонский (зимний) смог образуется зимой в крупных промышленных центрах при неблагоприятных погодных условиях: отсутствии ветра и температурной инверсии. Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой (в слое 300-400 м) вместо обычного понижения.[ ...]

Загрязнение атмосферного воздуха отрицательно сказывается на здоровье населения и санитарных условиях жизни. При безветрии, туманах и температурных инверсиях, когда затрудняется рассеивание выбросов, в воздухе возрастает концентрация примесей, особенно сернистого ангидрида и фотооксидантов, что оказывает острое воздействие на людей, вызывая слезотечение, конъюнктивиты, кашель, бронхиты, а также обострение болезней, хронические обструктивные болезни легких, сердечно-сосудистые заболевания.[ ...]

Накопление продуктов фотохимических реакций в атмосферном воздухе в результате неблагоприятных метеорологических условий (отсутствие ветра, температурные инверсии) приводит к ситуации, называемой фотохимическим смогом, или смогом лос-анжелесского типа. Основными симптомами такого смога являются раздражение слизистых оболочек глаз и носоглотки у человека, снижение видимости, характерный неприятный запах, а также гибель растительности и порча резиновых изделий. При этом значительно повышается окислительная способность воздуха вследствие присутствия в нем окислителей, в первую очередь озона и некоторых других.[ ...]

Особенно неблагоприятны для рассеивания вредных веществ в воздухе местности с преобладанием слабых ветров или штилей. В этих условиях возникают температурные инверсии, при которых наблюдается избыточное накопление вредных веществ в атмосфере. Примером такого неблагоприятного расположения является Лос-Анджелес, зажатый между горным хребтом, который ослабляет ветер и мешает оттоку загрязненного городского воздуха, и Тихим океаном. В этом городе температурные инверсии случаются в среднем 270 раз в год, причем 60 из них сопровождаются очень высокими концентрациями вредных веществ в воздухе .[ ...]

Здесь потребляется в расчете на душу населения значительно большее, чем где-либо, количество нефтяных продуктов, включая автомобильный бензин. В то же время совсем или почти не употребляется уголь. Воздух загрязнен главным образом углеводородами и другими продуктами сгорания нефти, а также продуктами сжигания бытового и садового мусора частными домовладельцами. В последнее время предпринимаются меры для централизованного сбора и.удаления бытовых отбросов. Законодательство запрещает выброс в атмосферу дыма густотой в 2 и более единицы по шкале Рингельмана более 3 минут в час. Соединения серы могут выбрасываться в атмосферу в концентрациях, не превышающих 0,2% по объему. Такое ограничение выбросов не является слишком жестким, ибо вполне допускает использование на электростанциях нефти с содержанием серы 3%. Что касается выброса пыли, то постановление этого округа предусматривает: шкалу, которая изменяется в зависимости от общего количества потребляемого топлива. Максимальный выброс не должен превышать 18 кг в час. Такое ограничение было бы практически неосуществимо во многих районах, но в округе Лос-Анжелос уголь почти не употребляется и имеется несколько предприятий, выбрасывающих в атмосферу большие количества пыли.[ ...]

Способность земной поверхности поглощать или излучать теплоту влияет на вертикальное распределение температуры в приземном слое атмосферы и приводит к температурной инверсии (отклонение от адиабатности). Повышение температуры воздуха с высотой приводит к тому, что вредные выбросы не могут подниматься выше определенного потолка. В инверсионных условиях ослабляется турбулентный обмен, ухудшаются условия рассеивания вредных выбросов в приземном слое атмосферы. Для приземной инверсии особое значение имеет повторяемость высот верхней границы, для приподнятой инверсии - повторяемость нижней границы.[ ...]

В Советском Союзе также отмечен случай отравления населения промышленного города сернистым ангидридом в зимнее время в результате образования мощного слоя температурной инверсии у земли, что способствовало прижатию к земле струи дымовых газов.[ ...]

Необходимо избегать строительства предприятий со значительными выбросами вредных веществ на площадках, где может происходить длительный застой примеси при сочетании слабых ветров с температурными инверсиями (например, в глубоких котловинах, в районах частого образования туманов, в частности в районах с суровой зимой ниже плотин гидроэлектрических станций, а также в районах возможного возникновения смогов).[ ...]

В некоторых случаях определение валовой продукции проводится по суточной кривой уровня С02 в ценозе. В дубово-сосновом лесу, например, воздух в некоторые ночи опускается вниз в результате температурной инверсии (температура возрастает от почвы вверх к древесному пологу). В этом случае СОг, выделяемый при дыхании, скапливается ниже инверсионного слоя и его количество можно измерить. Обобщая результаты изучения распределения С02 в зависимости от температуры среды в разные сезоны года, можно получить приближенные оценки интенсивности дыхания всего сообщества в целом. Так, затраты на дыхание для дубовососнового сообщества составляют 2110 г/м2-год. Измерения в газовой камере показывают, что непосредственно растения расходуют на дыхание 1450 г/м2-год. Разница между этими двумя цифрами, равная 660 г/м2-год, есть результат дыхания животных и сапробов.[ ...]

Распространение техногенных примесей зависит от мощности и расположения источников, высоты труб, состава и температуры отходящих газов и, конечно, от метеорологических условий. Штиль, туман, температурная инверсия резко замедляют рассеяние выбросов и могут послужить причиной чрезмерного локального загрязнения воздушного бассейна, образования газо-дымового «колпака» над городом. Так возник катастрофический лондонский смог в конце 1951 г., когда от резкого обострения легочных, сердечных заболеваний и прямого отравления за две недели погибли 3,5 тыс. чел. Смог в Рурской области в конце 1962 г. за три дня погубил 156 чел. Известны случаи очень серьезных смоговых явлений в Мехико, Лос-Анжелесе и многих других крупных городах.[ ...]

Для горных долин, ориентированных вдоль направления преобладающих ветров, характерна повышенная средняя скорость ветра, особенно при больших горизонтальных градиентах атмосферного давления. В таких условиях температурные инверсии появляются реже. Кроме того, если температурные инверсии наблюдаются одновременно с умеренными и сильными ветрами, то их влияние на рассеивающие свойства атмосферы невелико. Условия рассеивания примеси в долинах указанного типа более благоприятны, чем в долинах, где ветровой рея:им слабее, чем в условиях ровного места.[ ...]

Условиями, способствующими образованию фотохимического тумана при высоком уровне загрязнения атмосферного воздуха реактивными органическими соединениями и оксидами азота, являются обилие солнечной радиации, температурные инверсии и малая скорость ветра.[ ...]

Типичным примером острого провоцирующего влияния атмосферных загрязнений являются случаи токсических туманов, возникавших в разное время в городах разных континентов мира. Токсические туманы появляются в периоды температурных инверсий с низкой ветровой активностью, т. е. в условиях, способствующих накоплению промышленных выбросов в приземном слое атмосферы. В периоды токсических туманов регистрировалось увеличение загрязнения, тем более значительное, чем длительнее сохранялись условия для воздушного застоя (3-5 суток). В периоды токсических туманов увеличивалась смертность лиц, страдающих хроническими сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, а среди обратившихся за медицинской помощью регистрировались обострения этих заболеваний и появление новых случаев. Вспышки бронхиальной астмы описаны в ряде населенных мест при появлении специфических загрязнений. Можно предположить появление острых случаев аллергических заболеваний при загрязнении воздуха такими биологическими продуктами, как белковая пыль, дрожжи, плесени и продукты их жизнедеятельности. Примером острого воздействия загрязнения атмосферного воздуха являются случаи фотохимического тумана при сочетании факторов: выбросы автотранспорта, высокая влажность, штилевая погода, интенсивное ультрафиолетовое излучение. Клинические проявления: раздражение слизистой глаз, носа, верхних дыхательных путей.[ ...]

Таким образом, нигде на территории СССР не создаются столь неблагоприятные метеорологические условия для переноса и рассеивания выбросов от низких источников выбросов, как на территории БАМ. Расчеты показывают, что за счет, высокой повторяемости застойных условий в большом слое атмосферы и мощных температурных инверсий при одинаковых параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы в городах и поселках БАМ может быть в 2-3 раза выше, чем на Европейской территории страны. В связи с этим охрана воздушного бассейна от загрязнения вновь осваиваемой территории, прилегающей к БАМ, является особенно важной.[ ...]

Вероятно, самым печально известным районом смогов в мире является Лос-Анжелос. Дымовых труб в этом городе хватает с избытком. Кроме того, здесь имеется огромное число автомобилей. Заодно с этими щедрыми поставщиками дыма и копоти действуют оба элемента образования смога, которые сыграли такую важную роль в Доноре: температурные инверсии и гористый характер местности.[ ...]

Норильский промрегион находится в крайней северо-западной части Средне-Сибирского плоскогорья, благодаря чему характеризуется наличием резко континентального арктического климата (среднегодовая температура -9,9°С, средняя температура июля +14,0°С, а января -27,6°С. Зима в Норильске длится около 9 месяцев. Длинные зимы - малоснежны, часты температурные инверсии воздуха. В периоды ци-клональной активности, в пургу скорость ветра может достигать 40 м/с. Лето наступает после 5-10 июля и продолжается две-три недели; остальное приходится на весну и осень. На плато выпадает до 1000-1100 мм осадков, в депрессиях - чуть меньше половины этого количества. Примерно 2/3 осадков - дожди. Это совсем неплохо, ибо кислотные осадки менее ущербны для растительности, чем сухие выпадения серы.[ ...]

Промышленные предприятия, городской транспорт и теплогенерирующие установки являются причиной возникновения (в основном, в городах) смога: недопустимого загрязнения обитаемой человеком наружной воздушной среды вследствие выделения в нее указанными источниками вредных веществ при неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра, температурная инверсия и др.).[ ...]

Дальнейшим этапом исследований свойств ДБК-кофер-мента явилось изучение кривых кругового дихроизма (КД) кофермента и его аналогов. Хотя однозначной интерпретации кривых КД еще не существует, изучение спектров КД различных корриновых соединений показывает, что имеется параллель между кривыми КД и ультрафиолетовыми спектрами. Особенно важным оказалось свойство кривых КД претерпевать инверсию при замещении гранс-аксиаль-ных лигандов X и Y, в то время как на ультрафиолетовые спектры такое замещение оказывает небольшое влияние. Интересными оказались результаты, полученные нами при исследовании кривых КД 5 -дезоксинуклеозидных.аналогов ДБК-кофермента. В этом случае оказалось, что при 300- 600 нм кривые КД-кофермента и аналогов практически идентичны, а в области 230-300 нм в некоторых случаях наблюдается большое различие. Эти результаты безусловно необходимо учитывать в сравнительном изучении кривых КД В -завмсимых ферментов.[ ...]

В табл. 5.3 приводятся оценки количеств пяти основных загрязняющих воздух веществ, выброшенных в атмосферу над континентальной частью США в отдельные годы. Около 60% загрязняющих веществ приносится из других районов, промышленность дает 20%, электростанции-12%, отопление - 8%. Хотя наибольшую прямую угрозу здоровью людей представляют загрязняющие вещества, накапливающиеся в больших концентрациях во время температурных инверсий над такими городами, как Токио, Лос-Анджелес и Нью-Йорк (слои теплого воздуха мешает загрязняющим веществам подниматься и рассеиваться), их воздействием в масштабе страны и всего мира также нельзя пренебрегать. Как видно из табл. 5.3, количество загрязняющих веществ достигло максимума в начале 70-х годов, а к концу десятилетия оно упало примерно на 5%, причем количество взвешенных частиц упало на 43%. Качество воздуха в США улучшается: отчет за 1980 г. Совета по качеству окружающей среды отмечает, что в 23 городах число «нездоровых» или опасных дней (определяемое по довольно условному стандарту чистоты воздуха) с 1974 по 1978 г. упало на 18%. По-видимому, в результате мер по экономии горючего, энергии и установки предписанных Федеральным правительством устройств по контролю загрязненности воздуха удалось хотя бы остановить рост этой загрязненности. Подобная остановка роста загрязненности воздуха отмечена и в Европе.[ ...]

Основной причиной образования фотохимического тумана является сильное загрязнение городского воздуха газовыми выбросами предприятий химической промышленности и транспорта и главным образом выхлопными газами автомобилей. На каждом километре пути легковой автомобиль выделяет около 10 г окиси азота. В Лос-Анджелесе, где скопилось свыше 4 млн. автомобилей, они выбрасывают в воздух около 1 тыс. т этого газа в сутки. Кроме того, здесь часты температурные инверсии (до 260 дней в году), способствующие застою воздуха над городом. Фотохимический туман возникает в загрязненном воздухе в результате фотохимических реакций, протекающих под действием коротковолновой (ультрафиолетовой) солнечной радиации на газовые выбросы. Многие из этих реакций создают вещества, значительно превосходящие исходные по своей токсичности. Основные компоненты фотохимического смога - фотооксиданты (озон, органические перекиси, нитраты, нитриты, пероксилацетилнитрат), окислы азота, окись и двуокись углерода, углеводороды, альдегиды, кетоны, фенолы, метанол и т. д. Эти вещества в меньших количествах всегда присутствуют в воздухе больших городов, в фотохимическом смоге их концентрация часто намного превышает предельно допустимые нормы.[ ...]

Углеводороды, диоксид серы, оксид азота, сероводород и другие газообразные вещества, попадая в атмосферу, относительно быстро из нее удаляются. Углеводороды удаляются из атмосферы за счет растворения в воде морей и океанов и последующих фотохимических и биологических процессов, происходящих при участии микроорганизмов в воде и почве. Диоксид серы и сероводород, окисляясь до сульфатов, осаждаются на поверхности земли. Обладая кислотными свойствами, они являются источниками коррозии различных сооружений из бетона и металла, разрушают также изделия из пластических масс, искусственных волокон, тканей, кожи и т. д. Значительное количество диоксида серы поглощается растительностью и растворяется в воде морей и океанов. Оксид углерода доокисляется до диоксида углерода, который интенсивно поглощается растительностью в процессе фотохимического синтеза. Оксиды азота удаляются за счет восстановительных и окислительных реакций (при сильной солнечной радиации и температурной инверсии они образуют опасные для, дыхания смоги).

Плавное убывание температур с высотой следует считать только общим свойством тропосферы. Очень часто наблюдается такая стратификация воздуха, при которой в направлении вверх температура или не падает, или даже повышается. Возрастание температуры с высотой над земной поверхностью называется ее инверсией (лат. inversio - переворачивание).

По мощности слоя воздуха, в котором наблюдается повышение температуры, различают инверсии приземные, захватывающие несколько метров, и свободной атмосферы, простирающиеся до 3 км. Приращение температуры (или величина инверсии) может достигать 10° С и более. Тропосфера оказывается расслоенной: одна масса воздуха от другой отделяется слоем инверсии.

По происхождению приземные инверсии разделяются на радиационные, адвективные, орографические и снежные. Часто возникают смешанные типы, поскольку процессы, вызывающие инверсии, действуют совокупно.

Радиационная инверсия возникает летом при тихой и безоблачной погоде. После захода солнца поверхность, а от нее и нижние слои воздуха охлаждаются, а лежащие выше еще сохраняют дневной запас тепла. Образуется инверсия. Мощность таких инверсий колеблется от 10 до 300 м в зависимости от погоды. Радиационная инверсия бывает над ледяными поверхностями в ‘ любое время года при потере ими тепла лучеиспусканием.

Орографические инверсии формируются в пересеченной местности при безветренной погоде, когда холодный воздух стекает вниз, а на холмах и склонах гор удерживается более теплый.

Адвективная инверсия бывает при продвижении теплого воздуха в холодную местность. Причем нижние слои воздуха охлаждаются от соприкосновения с холодной поверхностью, а верхние на время остаются теплыми.

Снежные, или весенние, инверсии наблюдаются ранней весной над снежныМи поверхностями. Они вызываются затратой воздухом большого количества тепла на таяние снега.

В свободной атмосфере наиболее распространены анти-циклональные инверсии сжатия и циклонические фронтальные инверсии.

Инверсии сжатия образуются в антициклонах зимой и наблюдаются на высотах 1-2 км. Температура опускающегося воздуха в средней тропосфере повышается, но близ земной поверхности, где начинается горизонтальное растекание воздуха, она понижается. Это явление наблюдается на огромных площадях Арктики, Антарктиды, Восточной Сибири и др. Фронтальные инверсии образуются в циклонах вследствие натекания теплого воздуха на холодный.

Следовательно, инверсии температуры не исключение, а одно из постоянных свойств погоды и климата. В разные сезоны и в разных местностях они отмечены в 75-98% всех наблюдений.

Относятся:

1. Резкое изменение климата.

Существует две стороны проблемы изменения климата:

• резкое изменение погоды или климата в результате антропогенного фактора (вырубка и выжигание леса, распахивание земель, создание новых водохранилищ, изменение русел рек, осушение болот – все это влияет на изменение теплового баланса и на газовый обмен с атмосферой);
• процесс изменения климата как эволюционный, происходящий в весьма медленном темпе.

По данным Национального агентства США по аэронавтике и исследованию космического пространства, на планете стало теплее за столетие на 0,8 0С. Температура подледной воды в районе Северного полюса возросла почти на 20С, вследствие чего началось таяние льда снизу и происходит постепенное повышение уровня Мирового океана. По оценкам ученых, средний уровень океана к 2100 году может повыситься на 20-90 см. Все это может вызвать катастрофические последствия для стран с территориями на уровне моря (Австралия, Нидерланды, Япония, отдельные районы США).

2 . Превышение ПДК вредных примесей в атмосфере (выбросы промышленные, ТЭЦ, автотранспорта приводит к непрерывному повышению среднего содержания двуокиси углерода в атмосфере.

Происходит потепление климата вследствие так называемого «парникового эффекта». Уплотненный слой двуокиси углерода будет свободно пропускать солнечную радиацию к поверхности земли и в то же время задерживать излучение земного тепла в космос.

На основе расчетов с использованием компьютерных моделей установлено, что если сохранится нынешняя скорость поступления парниковых газов в атмосферу, то за 30 лет температура в среднем по земному шару повысится примерно на 10С. При этом глобальное потепление будет сопровождаться увеличением количества осадков (к 2030 году на несколько процентов) и повышением уровня Мирового океана (к 2030 году – на 20 см., к концу столетия – на 65 см).

Опасные последствия глобального потепления климата:

• повышение уровня Мирового океана создаст опасную ситуацию для жизнедеятельности около 800 млн. человек.
• овышение среднегодовых температур вызовет сдвиг всех климатических зон от экватора к полюсам, что может лишить сотни миллионов людей привычного ведения хозяйства.
• рост температуры приведет к ускорению размножения кровососущих насекомых и вредителей леса, и они выйдут из под контроля своих естественных врагов (птиц, лягушек и т.п.), тропические и субтропические виды кровососов будут распространяться на север, а вместе с ними в умеренные широты придут такие болезни, как малярия, тропические вирусные лихорадки и др.

Глобальное потепление на планете неизбежно вызовет оттаивание больших участков вечной мерзлоты. К концу ХХI века южная граница вечной мерзлоты в Сибири может тогда отодвинуться к северу до 55-й параллели, в результате ее таяния будет нарушаться хозяйственная инфраструктура. Наиболее уязвимыми окажутся объекты добывающей промышленности, энергетических и транспортных систем, коммунального хозяйства. Значительно возрастут в этих районах риски возникновения ЧС техногенного характера.

Возможное глобальное потепление климата отрицательно скажется на здоровье человека, усилит факторы воздействия окружающей среды на него, повлияет на временной и сезонный ход заболеваний во многих странах.

3. Температурные инверсии над городами .

Температура в тропосфере, начиная от земли, по высоте снижается на 5-6 градусов на каждый километр. Теплые нижележащие слои воздуха, как более легкие, движутся к верху, обеспечивая циркуляцию воздуха над землей, образуя восходящие вертикальные, а так же горизонтальные потоки воздуха, ощущаемые нами как ветер. Однако иногда при антициклонах и при штилевой погоде может произойти так называемая температурная инверсия, при которой расположенные выше слои атмосферы окажутся более нагретыми, чем нижележащие. Тогда прекращается нормальная циркуляция воздуха и слой теплого воздуха как одеялом покрывает участки земли. Если это происходит над городом, то вредные выбросы от промышленных предприятий, автотранспорта задерживаются под этим «воздушным одеялом» и создают опасные для населения загрязнения атмосферы, вызывающие заболевания.

4. Острый недостаток кислорода над городами

В крупных городах наземная растительность в процессе фотосинтеза выделяет в атмосферу меньше кислорода, чем его потребляется промышленность, транспортом, людьми и животными. В связи с этим общее количество кислорода в околоземной оболочке биосферы ежегодно уменьшается.
Недостаток кислорода в воздушной среде городов способствует распространению легочных и сердечнососудистых заболеваний.

5. Значительное превышение предельно допустимого уровня городского шума.

Основные источники шума в городах:
- транспорт. Удельный вес транспортного шума города составляет не менее 60-80% (Пример: Москва – днем и ночью транспортный шум...)
- внутриквартальные источники шума,- возникают в жилых кварталах (игры спортивные, детские на площадках; хозяйственная деятельность людей…)
- шумы в зданиях. Шумовой режим в жилых кварталах складывается из проникающего внешнего шума и шума, образующего при эксплуатации инженерно и санитарно-технического оборудования зданий: лифтов, насосов подкачки воды, мусоропроводов и т.д.
Высокие уровни шума способствуют развитию заболеваний неврологического, сердечнососудистого характера и других.

6. Образование зон кислотных дождей.

Кислотные дожди – результат промышленного загрязнения воздуха. Большая доза в загрязнении воздуха принадлежит окислам азота, источниками образования которых являются выхлопные газы двигателей, а также сжигания всех видов топлива. 40% всех окислов азота выбрасывают в атмосферу тепловые электростанции. Эти окислы преобразуются в азот и нитраты, а последние взаимодействуя с водой, дают азотную кислоту.
Кислотные осадки представляют серьезную опасность для растительного и живого мира на земле.

7. Разрушение озонового слоя атмосферы .

Озон обладает способностью поглощать ультрафиолетовые излучения солнца и, следовательно, предохранять от их губительного воздействия все живые организмы на Земле.

Количество озона в атмосфере не велико. Наиболее существенное влияние на разрушение озона оказывают реакции с соединениями водорода, азота, хлора. В результате деятельности человека резко возрастает поступление веществ, содержащие такие соединения.

Огромные масштабы разрушения озонового слоя наблюдаются в отдельные периоды. Так, например, в весенние месяцы над Антарктидой наблюдалось постепенное разрушение стратосферного слоя озона, иногда достигающее 50 % от его общего количества в атмосфере региона наблюдения.

Разрыв озоносферы диаметром, превышающим 1000 км, возникающий над Антарктидой и перемещающийся к населенным районам Австралии, называли «озоновой дырой».

Сокращение озонового слоя на 25% и повышенное воздействие доз коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца приводит к:

Уменьшению биологической продуктивности многих растений, снижается урожайность сельскохозяйственных культур;
- болезням человека: резко возрастает вероятность заболеванием рака кожи, ослабляется иммунная система, увеличивается количество заболеваний катарактой глаз, возможна частичная или полная потеря зрения.

8. Значительные изменения прозрачности атмосферы.

Прозрачность атмосферы в значительной степени зависит от процентного содержания в ней аэрозолей (понятие «аэрозоль» в данном случае включает пыль, дым, туман).

Увеличение содержания аэрозолей в атмосфере уменьшает количество приходящей к поверхности Земли солнечной энергии. В результате этого возможно охлаждения поверхности Земли, что вызывает понижение средней планетной температуры и, в конечном счете, начало нового ледникового периода.