Высокий опасный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА-I)

Метеорологический потенциал загрязнения атмосферы (МПЗА)

Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА).

ПЗА это совокупность метеорологических и климатических факторов, определяющих условия рассеивания выбросов в атмосфере и ее самоочищение за длительный период. При районировании территории по ПЗА учитываются характеристики воздушного переноса: направление, абсолютные значения, интенсивность по отношению к наименьшим значением воздушного переноса; факторы, способствующие загрязнению атмосферы: штили, туманы, изотермические инверсии, опасные скорости ветра; факторы, способствующие самоочищению атмосферы: осадки, суммарная радиация, доза ультрафиолетовой радиации, длительность безморозного периода и т.д..

Для расчета климатического ПЗА требуются данные аэрологических наблюдений (станций зондирования атмосферы), которые выполняются в ограниченном числе пунктов. Климатический ПЗА отражает среднемноголетнюю повторяемость неблагоприятных для рассеивания примесей метеорологических условий для относительно больших регионов, поэтому является стабильной характеристикой (рис.3).

Таблица 1. Сравнение потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) в промышленных районах.

Факторы и типы влияния	Мончегорск	Норильск
Характеристики воздушного переноса	Направление годового переноса	С ЮЗ на СВ	С ЮЗ на СВ
Абсолютное значение воздушного переноса (млн м^3/год)
Коэффициент интенсивности воздушного переноса	1-2
Факторы, способствующие загрязнению атмосферы	изотермические инверсии (%/год)
штили (%/год)		20-30
туманы (дни)
опасные скорости ветра (%/год)		5,7
Факторы способствующие самоочищению атмосферы	осадки, мм/год (равнины-горы)		350-500
грозы (дней/год)	6-8	5-8
Суммарная радиация (ккал/см^2 в год)
доза ультрафиолетовой радиации (кВт ч/м^2 в год)
безморозный период (дней/год)
Густота речной сети	0,4-0,7	0,4-0,7
Потенциал загрязнения атмосферы	Очень высокий	высокий

При выборе районов с заданной степенью экологичности при размещении промышленного объекта предпочтение отдается территориям с низким потенциалом загрязнения атмосферы при отсутствии факторов, увеличивающих его. В целом высокой экологи­ческой опасностью обладают территории с высоким потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА-I), особенно в районах сильной промышленной освоенности.

Следующая градация — территории с повышенным потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА-II), которым присуща повышенная экологическая опасность, резко возрастающая в промышленно освоенных и урбанизированных районах и в районах действия экстремальных и стихийных процессов.

Для территорий с умеренным потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА-III) характерна низкая экологическая опасность промышленного освоения, за исключением промышленных районов Среднего и Южного Урала и высокоширотных районов с экстремальными природными условиями.

Четвертая градация — пониженный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА-IV) — характеризуется низкой степенью экологической опасности.

Для следующих градаций (ПЗА-V и ПЗА-VI) с низкими значениями потенциала загрязнения атмосферы возрастание экологической опасности происходит в районах действия пыльных бурь и в районах побережий морей с высокой встречаемостью стихийных бедствий и экстремальным климатом.

На территориях с высоким потенциалом загрязнения атмосферы и интенсивным промышленным освоением возможно размещать лишь экологически безопасные производства с высокой степенью очистки. На территориях, обладающих резервом ПЗА, возможно размещение с меньшими ограничениями.

МПЗА определяется конкретными метеоусловиями в регионе и может быть оценен для меньших периодов времени. В частности МПЗА может использоваться для оценки степени потенциала загрязнения в зависимости от местных локальных условий по данным метеостанций. Для оценок МПЗА предложен ряд формул, одна из простейших оценок сделанная для условий Западной Сибири (см. Стурман, 2003):

(4)

где Рсл повторяемость слабых ветров от 0 до 1 м/с за какой либо период на метеостанции, Рт повторяемость дней с туманами, Ро повторяемость дней с осадками>0,5 мм, Рв повторяемость дней со скоростью ветра > 6 м/с.

Задание.

1. Охарактеризуйте условия погоды, сопутствующие антициклону и гребню давления?

2. Как меняется погода при прохождении циклона?

3. В качестве уровня для оценки разности температур ΔТ используют температуру на уровне z, соответствующему Ф_р абсолютной высоте изобарической поверхности 925 гПа (АТ₉₂₅), оцените ΔТ, если Ф_р=750 м, давление у земли 1020 гПА, температура воздуха равна 5⁰С.

4. Оцените высоту до которой поднимется адиабатически[2] частица перегретого на 50К воздуха, если температура у уровня источника, находящегося на 100 м равна 283К. Считайте, что градиент температуры в погранслое равен среднему для тропосферы.

5. Используя доступную литературу, охарактеризуйте термины туман, морось, сильный, слабый дождь в терминах интенсивности осадков, размеров капель и т.д.

6. Оцените условия формирования наветренной и подветренной (за зданием) зоны циркуляции в месте вашего проживания. Ветра каких направлений будут формировать зоны повышенных концентраций, связанных с высокими источниками (промышленность и энергетика) и низкими (автотранспорт). Считайте, что высота 1 этажа здания равна 3 м.

7. Используя карту-схему «Районирование территории по природному потенциалу загрязнения атмосферы» (рис. 1) и текстовую легенду к ней оценить потенциал загрязнения атмосферы на Южном Урале и Предуралье. Опишите характерные условия факторы климата, способствующие и препятствующие накоплению примесей в регионах.

8. Используя климатические справочники оценить МПЗА в Златоусте, Челябинске и Бредах. Дайте оценку относительной возможности размещения предприятий в этих районах.

Литература.

1) Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ содержащихся в выбросах предприятий. Общесоюзный нормативный документ (ОНД-86), Госкомгидромет СССР, 1987, 107с.

2) Охрана природы. Атмосфера. Руководство по прогнозу загрязнения воздуха. РД 52.04.306.92. Берлянд, М.Е., Сонькин Л.Р. и др., Росгидромет, 1993, 104 с.

3) Руководство по краткосрочным прогнозам погоды. Гидрометцентр СССР, 1984. Коллектив авторов.

4) Семенченко, Б.А., 2002: Физическая метеорология. Аспект Пресс, 2002.-415 с.

5) Коваленко П.П., Орлова Л.Н, Городская климатология. Москва. Стройиздат, 1993, 144 с.

Приложение -легенда к карте-схеме (рис. 3)

Это худшие условия рассеивания на территории бывшего СССР характерны почти для всей Восточной Сибири, Саян, Алтая, гор Средней Азии, Казахстана и Кольского полуострова (классы Iа и I6). Эти территории обладают высокой экологической опасностью нового промышленного освоения.

Класс Iа характеризуется однородным по всем направлениям переносом, наименьшим на территории. Его объем не превышает 10—12 млн м³/год при минимуме 5—6 млн м³, что определяет предельно малую интенсивность переноса К_ип = 1-2 Он наблюдается в Восточной Сибири (Ia¹, Ia², Ia⁴, Ia⁵), в Саянах и на Алтае (1а³) (см. рис. 3). Факторы, способствующие загрязнению атмосферы, характеризуются высокими значениями: повторяемость инверсий (изотермий) зимой — 95—100% летом — 70-80%. Вследствие большой меридиональной протя­женности района приходящая суммарная радиация варьирует в широких пределах. По радиации, осадкам и расчлененности рельефа выделяются: центральный (Ia¹), северо-восточный (Iа²), юго-западный (Iа³) и юго-восточный подрайоны (Iа⁴, Iа⁵). В под­районах Iа⁴ и Iа⁵ высокая степень экологической опасности за­грязнения атмосферы возможна не только за счет высокого ПЗА, но также за счет будущего промышленного освоения, в частности в зоне тяготения к трассе БАМа (Iа⁴).

Класс I6 — слабый воздушный перенос по большинству направ­лений в сочетании с умеренным переносом в одном каком-либо направлении. Такие условия наблюдаются на северо-вос­токе Сибири (Iб¹), в горах Средней Азии и Казахстана (1б²), Предуралье (Iб³), Закавказье (Iб⁴) и на Кольском полуострове (Iб⁵). Повторяемость штилей велика — на северо-востоке Сибири она составляет 40-50%, а менее всего (около 20%) — в Предуралье и горных тундрах Кольского полуострова. Опасные скорости ветра в подрайонах Iб³ и Iб⁵ достигают 20%. Повторяемость инверсий и изотермий также велика.

Территории обладают высокой степенью экологической опасности за счет высокого ПЗА, а также сильной промышленной освоенности территории подрайона Iб⁵; средней, местами сильной промышленной освоенностью подрайона Iа⁴ и средней степенью промышленной освоенности территории подрайона Iб³. В этих подрайонах возможно размещение лишь малоотходных производств с высокой степенью очистки выбросов.

Дата добавления: 2014-01-07