В пограничном слое атмосферы четко проявляется влияние подстилающей поверхности на распределение метеоэлемептов. Наиболее значительные изменения с высотой скорости ветра, температуры воздуха п турбулентности наблюдаются в приземном слое атмосферы толщиной 50—100 м (/х). Была проверена возможность расчета высоты пограничного слоя Но по значениям коэффициента турбулентного обмена на высоте 1 м в соответствии с работой [10].[ ...]
Периодически в атмосфере образуются области пониженного давления с мощными воздушными потоками, перемещающимися по спирали к центру, которые называют циклонами. Для них характерно большое количество осадков и неустойчивая погода. Противоположные природные явления называют антициклонами. Они характеризуются устойчивой погодой, слабыми ветрами и в ряде случаев температурной инверсией. При антициклонах порой возникают неблагоприятные метеорологические условия, способствующие накоплению в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ.[ ...]
АЭРОБЙОСФЕРА — приземный слой атмосферы (до 6—7 км над поверхностью земли), в котором, при наличии подходящих субстратов, постоянно присутствуют живые организмы, способные нормально жить и размножаться.[ ...]
Химический состав атмосферы многообразен, но в основном в ней присутствуют азот и кислород. В меньших концентрациях в ней присутствуют углекислый газ и аргон. Сухой воздух приземного слоя атмосферы — тропосферы — состоит из азота (78,084%), кислорода (20,946%), аргона (0,934%) и углекислого газа (0,033%). Из этих четырех газов, составляющих тропосферу, только аргон не связан с жизнедеятельностью организмов, а поступление и расход кислорода, азота, углекислого газа регулируются живыми организмами. За тропосферой до высоты примерно 100 км следует стратосфера. В верхних слоях тропосферы и в стратосфере под влиянием излучения молекулы кислорода распадаются на свободные атомы и, присоединяясь к молекуле кислорода, образуют озон. В то же время озон поглощает энергию ультрафиолетового излучения, разлагаясь на атомарный и молекулярный кислород. Озоновый слой или «экран» составляет верхнюю часть атмосферы — ионосферу.[ ...]
Среди загрязнителей приземного слоя атмосферы наибольшее распространение имеют органические соединения в виде газов, паров и аэрозолей; углеводороды — предельные, непредельные, ароматические; полициклические, гетероциклические соединения; фенол и его производные, амины, карбонильные соединения и др. Для количественного определения этих загрязнителей, наряду с рассмотренными выше фотоколориметрическими методами, разработаны и внедрены спектрофотометрические методы по светопо-глощению УФ-излучений. Они основаны на спектрально-избирательном поглощении УФ-участка спектра (200—400 нм) бесцветными растворами исследуемых веществ при соблюдении основного-закона светопоглощения Бугера — Ламберта — Бера. Интенсивность светопоглощения исследуемых растворов измеряют по оптической плотности с помощью различных спектрофотометров. Эт методы широко применяют также при определении озона, паров: ртути, оксида и диоксида углерода и т. д.[ ...]
Для организмов, обитающих в приземном слое атмосферы и в почве, главным источником В. являются осадки. Экологическая роль осадков меняется в зависимости от других параметров климата в особенности от температурного режима, который определяет интенсивность испарения В. с поверхности почвы, водоема или транспирации растений.[ ...]
В нижней части пограничного слоя вертикальные турбулентные потоки количества движения, тепла и пара над отдельными сравнительно однородными по шероховатости участками земной поверхности остаются постоянными. В связи с этим примыкающий к земной поверхности слой атмосферы, где имеет место постоянство турбулентных потоков по высоте, называется приземным слоем. Толщина приземного слоя атмосферы достигает десятков метров.[ ...]
Парниковый эффект - разогрев приземного слоя атмосферы, вызванный поглощением длинноволнового (теплового) излучения земной поверхности. Главной причиной этого процесса является обогащение атмосферы газами, поглощающими тепловое излучение. Наиболее важную роль здесь играет повышение содержания углекислого газа (СОг) в атмосфере.[ ...]
Безразличная стратификация в приземном слое наблюдается сравнительно редко. По времени суток она в основном совпадает с моментами перехода через нуль теплового баланса земной поверхности. На суше такая стратификация часто наблюдается при переходе через нуль радиационного баланса. Вообще для приземного слоя атмосферы наиболее характерной является стратификация неравновесная.[ ...]
Основным источником ионизации атмосферы являются космические лучи, радиоактивные вещества Земли и воздуха, УФ и корпускулярное излучение Солнца. Космические лучи действуют по всей толще атмосферы. Радиоактивные вещества, находящиеся в Земле, в основном, ионизируют приземный слой атмосферы и с высотой этот источник ионизации резко убывает. Радиоактивные вещества, находящиеся в воздухе, ионизируют атмосферу до высот, примерно в несколько километров. Ионизирующее действие УФ и корпускулярного излучений Солнца проявляется в слоях верхней атмосферы.[ ...]
Объектами мониторинга являются атмосфера (мониторинг приземного слоя атмосферы и верхней атмосферы); атмосферные осадки (мониторинг атмосферных осадков); поверхностные воды суши, океаны и моря, подземные воды (мониторинг гидросферы); криосфера (мониторинг составляющих климатической системы).[ ...]
К основным источникам загрязнения приземного слоя атмосферы при трубопроводном транспорте нефти, нефтепродуктов и газа следует отнести аварийные выбросы газа при отказах и ремонте линейной части магистральных газопроводов и испарение нефти и нефтепродуктов при хранении в резервуарах. Не менее сильным источником загрязнения воздуха являются пожары при возгорании или сжигании транспортируемых продуктов.[ ...]
Средняя концентрация легких ионов в приземном слое атмосферы меняется, как показывают многочисленные измерения, колеблясь от 107 м 3 в крупных городах и промышленных центрах до 105 м 3 над океанами.[ ...]
Суточный и годовой ход температуры воздуха в приземном слое атмосферы определяется по температуре на высоте 2 м. В основном этот ход обусловлен соответствующим ходом температуры деятельной поверхности. Особенности хода температуры воздуха определяются его экстремумами, т.е. наибольшими и наименьшими температурами. Разность между этими температурами называют амплитудой хода температуры воздуха. Закономерность суточного и годового хода температуры воздуха выявляется при осреднении результатов многолетних наблюдений. Она связана с периодическими колебаниями. Непериодические нарушения суточного и годового хода, обусловленные вторжением теплых или холодных воздушных масс, искажают нормальный ход температуры воздуха.[ ...]
Описаны современные подходы к моделированию приземного пограничного слоя в аэродинамических трубах. Приводятся экспериментальные данные по моделированию теплофизических характеристик новой экологически более чистой технологии удаления дымовых газов на тепловых электростанциях через комбинированное высотное сооружение «цилиндрическая дымовая труба - башенная градирня» и рассеиванию примесей от низких источников выбросов в районе промышленной площадки. Обсуждаются современные подходы к численному моделированию переноса примесей в приземном слое атмосферы и инженерные методики.[ ...]
| Средние годовые зональные температуры приземного слоя атмосферы в северном (/) и южном (2) полушариях Земли. |  |
Главную опасность представляет собой загрязнение атмосферы. На величину концентраций вредных примесей в атмосфере влияют метеорологические условия, определяющие перенос и рассеивание примесей в воздухе, — смена направления и скорости ветра и др. Нежелательной с точки зрения загрязнений приземного слоя атмосферы является инверсия температуры в атмосфере. Суть этого процесса состоит в том, что происходит повышение температуры воздуха с высотой вместо обычного для нижних слоев атмосферы убывания температуры на 0,5—0,6 °С на каждые 100 м высоты. Инверсия температуры препятствует развитию вертикальных движений воздуха и может способствовать образованию зон с повышенным содержанием примесей в приземном слое атмосферы.[ ...]
Глобальное потепление повышение средней температуры приземного слоя атмосферы в масштабах планеты, вызванное совокупностью естественных и/или техногенных факторов (например, в результате парникового эффекта).[ ...]
Так, М. И. Будыко (1968) установил, что решение уравнений (21.1) — (21.4), соответствующее современному климату с полярными льдами, неустойчиво по отношению к небольшому понижению инсоляции Q: при ее уменьшении всего на 1,6 % граница полярного ледяного покрова (где Т = Тс) достигала широты 50°, а при дальнейшем уменьшении Q скачкообразно перемещалась на экватор, т. е. наступало полное оледенение всей Земли — состояние, предполагавшееся устойчивым относительно малых вариаций Q (отмечалась также возможность существования при современном значении Q климатического режима без полярных льдов, предполагавшегося неустойчивым относительно малых вариаций параметров, в частности, параметра р). Ниже эти утверждения будут уточнены.[ ...]
Фотохимические реакции не являются единственными реакциями в атмосфере. Там происходят многочисленные превращения с участием десятков тысяч химических соединений, течение которых ускоряется радиацией (солнечная радиация, космическое излучение, радиоактивное излучение), а также каталитическими свойствами присутствующих в воздухе твердых частиц и следов тяжелых металлов. Значительные изменения претерпевают попадающие в воздух диоксид серы и сероводород, галогены и межгалогенные соединения, оксиды азота и аммиак, альдегиды и амины, сульфиды и меркаптаны, нитросоединения и олефины, полиядерные ароматические углеводороды и пестициды. Иногда эти реакции могут служить причиной не только качественных, но и количественных изменений в глобальном составе атмосферы планеты, приводящих к изменению климата на Земле. Аккумулируясь в верхних слоях атмосферы, фтор-хлоруглеводороды фотолитически разлагаются с образованием оксидов хлора, которые взаимодействуют с озоном, уменьшая его концентрацию в стратосфере [5]. Аналогичный эффект наблюдается и при реакциях озона с оксидами серы, оксидами азота и углеводородами. В результате разложения вносимых в почву азотных удобрений происходит эмиссия в атмосферу оксида азота N0, который взаимодействует с атмосферным озоном, превращая его в кислород. Все эти реакции уменьшают содержание озона в слоях атмосферы на высоте 20—40 км, которые защищают приземный слой атмосферы от солнечной радиации высокой энергии. Подобные превращения приводят к глобальным изменениям климата планеты.[ ...]
Если каждая труба при выбросе в зону аэродинамической тени загрязняет приземный слой атмосферы до недопустимых величин и возникает необходимость удаления выбросов за пределы аэродинамической тени, высота последней должна быть принята для трубы 1 к =113,0, а для трубы 2 А= 11,5 м.[ ...]
Климат можно охарактеризовать некоторой средней глобальной температурой приземного слоя атмосферы и уровнем Мирового океана. В настоящее время увеличение этих параметров интерпретируют как глобальное потепление, обусловленное антропогенным парниковым эффектом (за счет эмиссии диоксида углерода вследствие сжигания углеродсодержащих топлив). Однако если тепловой и водный балансы планеты неустойчивы, то предположения о постоянстве глобальной температуры и уровня океана оказываются неверными, и эти величины все время находятся в нестационарном состоянии, меняясь сложным образом.[ ...]
Приводятся результаты экспериментальных исследований содержания метана в приземном слое атмосферы районов будущего строительства технологических объектов на полуострове Ямал, проводимые впервые в отрасли. Концентрации метана в атмосферном воздухе определяли в местах влияния локальных источников загрязнения - котельных, факелах, буровых скважин и т.д., а также в точках, удаленных от технологических объектов.[ ...]
Такие осадки, как роса, иней, туман, изморозь, гололед, образуются не в верхних слоях атмосферы, а в приземном слое. В условиях понижения температуры у поверхности Земли воздух не всегда может удерживать водяной пар, который и выпадает на различных предметах в виде росы, а если эти предметы имеют отрицательную температуру, то в виде инея. При воздействии теплого воздуха на холодные предметы выпадает изморозь — налет рыхлых кристалликов льда и снега. При значительных концентрациях водяных паров в приземном слое атмосферы образуется туман. Образование ледяной корки на поверхности земли из выпадающих дождевых осадков носит название гололедицы, кстати под гололедом понимают выпадающие и замерзающие по мере падения жидкие осадки.[ ...]
К основным факторам, определяющим рассеивание примесей, относится стратификация атмосферы, в том числе инверсия температуры, (т. е. повышение температуры воздуха с высотой). Если повышение температуры начинается непосредственно от поверхности земли, инверсию называют приземной, если же с некоторой высоты над поверхностью земли, то — приподнятой. Инверсии затрудняют вертикальный воздухообмен. Если слой приподнятой инверсии расположен на достаточно большой высоте от труб промышленных предприятий, то концентрация примесей будет существенно меньше. Слой инверсии, расположенный ниже уровня выбросов, препятствует переносу их к земной поверхности.[ ...]
Особое коварство выбросов автотранспорта заключается в том, что они происходят в приземном слое атмосферы жилой зоны, плохо рассеиваются и концентрируются на уровне дыхания человека. Неблагоприятное воздействие автотранспорта на экологическую ситуацию в республике усугубляется его неудовлетворительным техническим состоянием, низкими экологическими характеристиками отечественных автомобилей и моторных топлив, недостаточным развитием улично-дорожной сети, ее плохим состоянием и обустройством, плохой организацией дорожного движения, пассажирских и грузовых перевозок.[ ...]
ПДК1; ПДК2; ПДК3 — предельно-допустимые концентрации однонаправленных вредных веществ в приземном слое атмосферы при изолированном действии, мг/м3.[ ...]
Первый этап проектирования состоит в определении концентраций вредных веществ (примесей) в атмосфере прилегающих территорий и на промышленной площадке. Особенно важно знать концентрации вредных веществ в местах забора наружного воздуха для вентилирования зданий, так как это является решающим фактором в его эффективности. Обычно эти концентрации рассчитывают 16]. Однако получение расчетным путем достоверных сведений особенно в приземных слоях атмосферы, где на воздушные потоки оказывает существенное влияние, в частности, застройка территории и растительность, весьма затруднительно. Поэтому лучше определять концентрации примесей в наружном воздухе физическим моделированием. С этой целью используется аэродинамическая труба (установка, создающая поток воздуха или газа для экспериментального изучения явлений, сопровождающих обтекание тел).[ ...]
Качественно этот процесс имеет простую физическую интерпретацию. При безразличной стратификации в приземном слое атмосферы в механизме обмена количеством движения по вертикали отсутствуют силы плавучести. Профиль скорости ветра формируется лишь в результате аэродинамического взаимодействия подстилающей поверхности и приземного слоя атмосферы. В этом случае в соответствии с идеями Тейлора, Шмидта, Прандтля и Кармана профиль скорости ветра определяется турбулентной диффузией количества движения. Положительные и отрицательные вертикальные скорости равновероятны, а путь смешения зависит лишь от расстояния до твердой стенки, каковой и является земная поверхность.[ ...]
ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ (ТЕПЛИЧНЫЙ ЭФФЕКТ) - потепление климата на Земле в результате увеличения содержания в приземном слое атмосферы пыли, углекислого газа, метана и фтор-хлоруглеводородных соединений технического происхождения (сжигание топлива, промышленные выбросы и т. п.), которые препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. Смесь пыли и газов действует как полиэтиленовая пленка над парником: хорошо пропускает солнечный свет, идущий к поверхности почвы, но задерживает рассеиваемое почвой тепло — в результате под пленкой создается теплый микроклимат.[ ...]
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.[ ...]
Туман сам по себе для организма человека не опасен, однако в условиях города, при иепрекрагцавшемся поступлении дыма в приземные слои атмосферы в них скопилось несколько сотен тонн сажи (одного из виновников температурной инверсии) и вредных для дыхания человека веществ, главным из которых являлся сернистый газ.[ ...]
Оксиды азота образуются в природных условиях в атмосферном воздухе при электрических разрядах во время гроз. Концентрация диоксида в приземном слое атмосферы может достигать 0,0015 мг/м3.[ ...]
Атмосферный воздух — один из важнейших жизнеобеспечивающих природных компонентов на Земле — представляет собой смесь газов и аэрозолей приземной части атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции планеты, деятельности человека и находящуюся вне пределов жилых, производственных и иных помещений. Последние полученные обобщения подтвердили чрезвычайную значимость атмосферы в функционировании биосферы и высокую ее чувствительность к различного рода загрязнениям. Именно загрязнения приземного слоя атмосферы—это самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на растения, животных, микроорганизмы; на все трофические цепи и уровни; на качество жизни человека; на устойчивое функционирование экосистем и биосферы в целом. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия компонентов биосферы, гидросферы и литосферы вблизи поверхности Земли (рис. 71).[ ...]
При строительстве, реконструкции и эксплуатации нефтепроводов на грунтовую среду, растительный покров, животный мир, подземные и поверхностные воды, приземной слой атмосферы оказывают влияние различные факторы. Источниками воздействия становятся транспорт и строительная техника, продукты сгорания, конструкция трубопровода, время проведения строительно-монтажных работ и др.[ ...]
Результаты многолетних наблюдений в районе деятельности АГКМ за основными загрязняющими веществами (802, Ж)2, Н28) показали, что отмечается снижение уровня загрязнения приземного слоя атмосферы этими веществами. Среднемесячные и среднегодовые концентрации данных веществ не превышали уровня ПДК (средние суточные величины).[ ...]
Выбросы вредных веществ, содержащихся в отходящих газах промышленных предприятий, осуществляются через дымовые трубы. Главное их назначение — отводить выбросные газы в верхние слои атмосферы (во всяком случае, за пределы приземного слоя) и рассеивать их. Рассеивание является одним из путей достижения установленных нормативов качества воздуха в приземном слое атмосферы в районе расположения предприятия.[ ...]
Земная поверхность обладает в целом положительным радиационным балансом и вследствие этого она является основным источником энергии для атмосферных процессов. От земной поверхности в атмосферу тепло поступает в явном виде при их контактном теплообмене. Потоки скрытого тепла обусловлены фазовыми переходами воды на земной поверхности, прежде всего испарением с нее. Радиационный приток тепла к атмосфере обусловлен эффективным излучением земной поверхности. Тепло, поступающее от земной поверхности на нижнюю границу приземного слоя, распространяется затем в верхние слои атмосферы путем турбулентной теплопроводности. Турбулентный теплообмен, несомненно, происходит во всей атмосфере и в верхних слоях водоемов, однако он наиболее интенсивен в приземном слое атмосферы и в деятельном слое водоемов. В удаленных от поверхности слоях атмосферы и водоемов турбулентный теплообмен уменьшается. Это происходит прежде всего вследствие уменьшения в них вертикальных градиентов температуры, а в атмосфере еще и влагосодержания.[ ...]
Как показали численные эксперименты, указанный ступенчатый характер "интегральной функции расхода” несколько изменяет динамику растет кания и испарения ШФЛУ, однако не влияет сколько-нибудь значительно па масштабы распространения облака паров в приземном слое атмосферы по сравнению со случаем истечения ШФЛУ только из напорного участка вверх по потоку.[ ...]
Необходимо подчеркнуть, что это приводит к усилению отрицательного воздействия продуктов сгорания на природу и живые организмы, так как диоксид азота более токсичен (примерно в 3—3,5 раза), чем оксид азота. В настоящее время установлено, что основной причиной фотохимических превращений в приземном слое атмосферы городов является высокая степень загрязнения воздуха органическими веществами (преимущественно нефтяного происхождения) и оксидами азота, образующимися в процессе высокотемпературного горения.[ ...]
Измерения временных статистических характеристик флуктуаций фазы с помощью модифицированного интерферометра Майкельсона методом оптического гетеродинирования были выполнены авторами [18]. Измерения проводились на горизонтальных трассах длиной 95 и 200 м, высота луча над подстилающей поверхностью составляла 1,5 м. Измерялись нормированные временные корреляционные функции флуктуаций фазы как функции временной задержки т. Чтобы привести данные к соответствующему пространственному разнесению р = Т 1 т, измерялась поперечная составляющая скорости ветра Для того чтобы построить коэффициент корреляции Ья как функцию безразмерного времени х0УхТ и провести сравнение с теоретической корреляционной функцией флуктуаций фазы, необходимо оценить волновое число х0, соответствующее внешнему масштабу турбулентности. Это можно сделать из измерений С и дисперсии флуктуаций фазы (7 , предположив, что для приземного слоя атмосферы является справедливой кармановская модель спектра флуктуаций показателя преломления. На рис. 3.7 приведены корреляционные функции Ъ (т) как функции аргумента х0Тхт Соответствующие спектральные плотности (/)/[ ...]