РД 52.04.306-92 Охрана природы. Атмосфера. Руководство по прогнозу загрязнения воздуха

4.2. Термическая устойчивость атмосферы.
Температура воздуха

Термическая устойчивость характеризуется вертикальной разностью температуры воздуха .

Обнаруживается зависимость параметра от в слое от земли до уровня АТ или АТ. Связь между и наиболее значительна при инверсионных условиях, при этом имеет место обратная линейная корреляция. По материалам наблюдений в Чите коэффициент корреляции =-0,44±0,13. Уровень загрязнения воздуха в городе зависит от толщины слоя перемешивания , который определяется в соответствии с рис.5. Как видно из рисунка, для определения следует на аэрологической диаграмме провести сухую адиабату от точки с приземной температурой () до пересечения с кривой стратификации. При определении в утренние часы для учета острова тепла в городе к прибавляется 3 или 5 °С. На рис.5 показана схема определения в утренние часы и в период, соответствующий максимальной температуре дня. С учетом ожидаемого суточного хода температуры может предсказываться на любую часть дня. При слабом ветре с уменьшением концентрации примесей в воздухе возрастают. С усилением ветра связь между и загрязнением воздуха значительно ослабевает.

Рис.5. Схема определения слоя перемешивания для дневного () и утреннего () периодов.

1 - кривая стратификации; 2 - сухая адиабата.

В среднем загрязнение воздуха повышено, когда штиль сопровождается приземной инверсией, т.е. в ситуации застоя воздуха. При застое практически отсутствует перенос воздуха и резко ослаблено его вертикальное перемешивание.

Вместе с тем в условиях застоя не всегда отмечается высокий уровень загрязнения воздуха. В таких условиях по данным наблюдений в рассмотренных городах (Санкт-Петербург, Алма-Ата, Красноярск, Чита, Омск) периоды с >0,2 наблюдаются только в 60-70% случаев. Это означает, что наряду с процессом переноса и рассеивания примесей существуют другие факторы, определяющие уровень концентраций примесей в городе.

Одним из таких факторов является термическое состояние воздушной массы, характеризующееся температурой воздуха. В зимнее время чаще всего обнаруживается повышение уровня загрязнения при понижении температуры. Это в первую очередь характерно для антициклонической погоды, когда при низких температурах воздуха устанавливается устойчивая термическая стратификация. Кроме того, при понижении температуры, увеличивается количество сжигаемого топлива и, следовательно, количество выбросов вредных веществ в атмосферу. Таким образом, рост загрязнения воздуха при понижении температуры связан не с термическим состоянием воздушной массы, а с сопутствующими факторами.

При слабых ветрах и при прочих равных условиях (погоды и выбросов) загрязнение атмосферы в городе в ряде случаев повышается с увеличением температуры воздуха. Наиболее четко это обнаруживается зимой в условиях застоя воздуха, сохраняющегося в течение всего дня. Коэффициент корреляции между и параметром в этих условиях по материалам наблюдений в Чите и Алма-Ате составляет 0,5-0,6. Таким образом, неблагоприятной является ситуация застоя воздуха в сочетании с относительно высокими температурами. Значительное загрязнение воздуха обнаруживается также, когда зимой сравнительно высокие температуры сопровождаются скоростью ветра не более 4-5 м/с. Такие условия отмечаются обычно в теплых секторах циклонов.