Преобладают восточные и северо-восточные ветры. Скорость ветра больше, чем в другие сезоны. Наибольшие скорости наблюдаются в январе - феврале (табл. 1.2.2.). Значительные скорости способствуют возникновению метелей.

Весна

Весна в Волгограде наступает 25 марта, продолжительность ее 24 дня.

Наблюдается ослабление сибирского антициклона и увеличение повторяемости азиатских антициклонов, вторжения арктического воздуха обуславливают поздние весенние заморозки. Сход снежного покрова происходит в конце марта. Весной температура воздуха поднимается очень быстро. Начинается прогрев почвы.

Для средней суточной температуры весной характерны колебания в больших пределах (рис. 2.1.1.), Однако преобладают температуры в интервале 5-10?С.

Весной увеличивается число ясных дней. Продолжительность солнечного сияния составляет 212 часов (табл. 1.1.1.).

Для весны характерна засушливость. Сумма осадков невелика - 24 мм. Осадки выпадают в виде дождя, но могут наблюдаться осадки в виде снега, в основном в первых числах апреля. Осадки носят ливневый характер, возможны грозы.

Влажность воздуха уменьшается.

Преобладают ветры западного и северо-западного направления. Скорость ветра уменьшается.

Лето

Лето наступает 18 апреля и продолжается до 7 октября, продолжительность 171 день.

Летом циркуляция воздушных масс ослаблена. Интенсивный приток солнечной радиации определяет летний процесс - прогревание континентального воздуха и трансформацию его в тропический. Развитие процессов трансформации способствует преобладание антициклональной циркуляции.

Лето в Волгограде жаркое и сухое. Наблюдаются засухи, сопровождающиеся суховеями. Суховей наблюдаются при восточных и юго-восточных направлениях ветра.

Летом погода устойчивее, чем в другие сезоны. Самые жаркие месяцы- июль и август, средняя месячная температура равна 24,3 и 23,0?С.

Количество осадков летом резко уменьшается. Продолжительность солнечного сияния равна 296-335 часов (табл. 1.1.1.).

Дожди в основном носят ливневый характер и сопровождаются грозами. Летом насыщенность воздуха водяным паром низка.

В начале лета преобладает западный перенос относительно влажного воздуха. В июне увеличивается повторяемость восточных и юго-восточных ветров со средней скоростью 3,5-5,8 м/с (табл. 1.2.2.).

Осень

Осень начинается 7 октября и заканчивается 14 ноября, продолжительность ее составляет 39 дней.

Осенью летний тип циркуляции сменяется на зимний, усиливается циклоническая деятельность. Ясная, сухая погода, умеренно высокие температуры днем и снижение их ночью - характерные особенности первой половины осени. Позже температура падает, увеличивается количество облачности. Продолжительность солнечного сияния 159 часов (табл. 1.1.1.). Чаще наблюдаются дождливые и пасмурные дни. Число дней с осадками равно 9, сумма осадков составляет 31 мм (табл. 3.2.4.).

Преобладают ветры северо-западного направления, скорости ветра увеличиваются, и сильные ветры бывают ежегодно.

Таблица 1.2.2.

Средняя скорость (м/с) и повторяемость Р (%) ветра по направлениям, повторяемость штилей (%).

Волгоград, СХИ (Справочник по климату СССР…1990)

Размещено на http://www.allbest.ru/

4 Загрязнение атмосферного воздуха г.Волгограда

4.1 Основные источники загрязнения атмосферного воздуха города Волгограда

Волгоград является крупным промышленным центром с развитой многоотраслевой промышленностью. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются предприятия черной и цветной металлургии, сельскохозяйственного и нефтяного машиностроения, химической, нефтехимической, а также строительной промышленности. Кроме того, в городе имеются предприятия пищевой и легкой промышленности, промышленные и бытовые котельные, которые также вносят определенный вклад в общий уровень загрязнения атмосферного воздуха города.

В 1999 году промышленными предприятиями Волгограда выброшено в атмосферный воздух 307,8 тысяч тонн загрязняющих веществ, почти на 6% больше, чем в 1998.

К промышленным источникам выбросов в атмосферу относятся предприятия трубопроводного транспорта, электроэнергетики, цветной металлургии, нефтедобычи, топливной, нефтеперерабатывающей промышленности. В Волгограде основной вклад в выбросы от стационарных источников вносят предприятия топливной промышленности, электроэнергетики, цветной металлургии. На предприятиях в 1999 году образовалось около 1,3 млн. тонн токсичных отходов, более 20% которых использованы или обезврежены. Основные источники загрязнения атмосферы: АО “ЛУКойл - Волгограднфтепереработка”, АО “Волгоградский алюминий”.

Таблица 4.1.1

Воздействие на атмосферный воздух в 1999 году от стационарных источников (составлена автором, государственный доклад “О состоянии окружающей природной среды РФ в 1999 году).

Одним из серьезных источников загрязнения городского воздушного бассейна является автотранспорт, движение которого в городе очень интенсивно. Вклад автотранспорта в суммарные выбросы превышает 40%.

4.2 Концентрация вредных примесей в атмосферном воздухе

Примеси антропогенного происхождения, как правило, состоят из взвешенных частиц - аэрозоля и газообразных веществ. Среди взвешенных частиц к наиболее крупным относятся зола и пыль. Частицы золы выбрасываются многочисленными котельными промышленных предприятий, предприятий коммунально-бытового назначения, тепловых электростанций при сжигании в них топлива. Пыль выбрасывается промышленными предприятиями машиностроительной промышленности, черной и цветной металлургии.

Газовые выбросы составляют основную долю атмосферных примесей антропогенного происхождения. К наиболее распространенным примесям относятся: сернистый газ, окись углерода, окислы азота, углеводороды. В воздухе содержатся и другие соединения. Так, только среди углеводородов содержится более ста различных соединений, 30% из них составляют ароматические углеводороды - бензол, толуол, ксенон.

Своеобразное территориальное расположение города вдоль реки Волги, сосредоточение крупных промышленных предприятий в северной и южной частях города, а также характер выбрасываемых вредных примесей в воздушный бассейн - все это привело к необходимости изучения состояния загрязнения атмосферного воздуха Волгограда, отдельно по двум зонам - северной и южной.

Таблица 4.2.1

Средние нормированные концентрации вредных примесей в течение года в различных зонах города (составлена автором, государственный доклад “О состоянии окружающей среды РФ в 1999 году”).

Известно, что вредные выбросы всех источников загрязнения атмосферного воздуха, попав в атмосферу, распространяются и рассеиваются в ней в зависимости от характера выброса и метеорологических условий. К метеорологическим условиям относятся: направление и скорость ветра, осадки, туман, стратификация нижнего слоя атмосферы.

Таблица 4.2.2

Средние нормированные концентрации вредных примесей при различных направлениях ветра в различных зонах города

Большое значение для рассеивания и накопления вредных примесей в атмосфере Волгограда имеет направление ветра. График зависимости содержания вредных веществ в атмосферном воздухе от направления ветра показывает, что наиболее опасными, приводящими к созданию высоких уровней загрязнения воздуха являются ветры следующих направлений: для северной зоны - северный, северо-восточный, южный, юго-западный; для южной зоны - северный, южный, северо-восточный и восточный.

Так, в северной зоне при северных ветрах увеличиваются концентрации сернистого газа, при северо-восточных, южных и юго-западных - фтористого водорода; в южной зоне при северных ветрах увеличивается загрязнение воздуха сернистым газом. При западных ветрах отмечается снижение уровня загрязнения воздушного бассейна, так как эти ветры выносят выбрасываемые вредные вещества за пределы города. Это объясняется тем, что Волгоград вытянут узкой полосой вдоль правого берега реки Волги с северо-северо-востока на юго-юго-восток.

Рис. 4.2.1. График относительной концентрации вредных примесей Кн в Северной и Южной зонах

Перенос и рассеивание примесей, поступающих в атмосферу, осуществляется по закону турбулентной диффузии, а время сохранения примесей в атмосфере зависит от множества факторов, преобладающее значение среди которых принадлежит метеорологическим условиям.

Главным фактором, влияющим на распространение примесей в атмосфере, является ветровой режим. Характер рассеивания и перенос примесей существенно зависит не только от направления, но и от скорости ветра. При этом скорость ветра влияет на рассеивание примесей, поступающих в атмосферу от различных типов источников выбросов, по разному. Для низких и неорганизованных источников выбросов формирования высокого уровня загрязнения воздуха происходит за счет скопления примесей в приземном слое. Особенно неблагоприятные условия создаются, когда слабые ветры сохраняются в течение длительного времени и над значительной территорией. При скоростях ветра от 0 до 5 м/с четкой зависимости изменения содержания вредных примесей в атмосфере от направления ветра не получено.

На изменение содержания в воздухе вредных веществ оказывают влияние и условия температурной стратификации нижнего слоя атмосферы. Одной из характеристик, определяющих стратификацию нижнего слоя тропосферы, является инверсия температуры. Наличие температурных инверсий препятствует развитию вертикальных движений, они ограничивают объем воздуха, в котором происходит перемешивание примесей, содержащихся в выбросах промышленных объектов, и тем самым способствуют усилению загрязнения воздуха.

В Волгограде повторяемость приземных инверсий в течение года меняется мало (22-40%). Наблюдается два максимума: летний, характерный для юго-восточных районов ЕТР, связанный с высокой повторяемостью ночных инверсий, и зимний (в январе), обусловленный воздействием холодных антициклонов.

Исследования показывают, что максимальные концентрации вредных примесей не всегда отмечаются при наличии приземной инверсии температуры и слабом ветре (рис. ). Важную роль в формировании уровня загрязнения воздуха играет интенсивность солнечной радиации, температура воздуха, осадки, туман. Высокая интенсивность солнечной радиации и повышение температуры воздуха в летнее время благоприятствует фотохимическим реакциям. Атмосферные осадки способствуют вымыванию примесей из атмосферы, в то время как туманы при слабых ветрах и инверсии способствуют накоплению вредных примесей в атмосфере.

Таким образом, из-за большого числа факторов, определяющих содержание вредных примесей в атмосферном воздухе, не всегда удается достаточно полно выявить причины изменения уровня загрязнения воздушного бассейна в течение года. Тем не менее, анализ годового хода содержания вредных примесей в атмосфере показал, что максимум концентрации всех рассмотренных ингредиентов приходится на переходные периоды - весну и осень. Наибольшая запыленность воздуха в это время объясняется тем, что весной, когда отопительный сезон еще не закончился, к выбросам пыли энергетических объектов добавляется пыль, поднимающаяся с высыхающей поверхности почвы; осенью в Волгограде обычно сохраняется сухая погода, также способствующая запыленности воздуха.

4.3 Фоновое загрязнение атмосферного воздуха

Наряду с загрязнением воздуха, создающимся в районах отдельных промышленных объектов вследствие непосредственного воздействия их выбросов, в городе формируется фоновое загрязнение воздуха (загрязнение воздуха по городу в целом) за счет взаимного наложения и перемешивания выбросов многих источников. В связи с этим высокие концентрации могут отмечаться вне прямого действия выбросов. Фоновое загрязнение воздуха под влиянием метеорологических условий меняется одновременно над всем городом.

Для оценки состояния загрязнения атмосферы по городу в целом в течение конкретного дня используется обобщенные показатели. Одним из таких показателей является параметр Р, который гораздо в меньшей степени, чем единичные концентрации, зависит от случайных колебаний выбросов и в большей степени определяется метеорологическими условиями.

Параметр Р определяется по формуле:

n

Р = -------,

m

где n - общее количество наблюдений за концентрацией примесей в городе в течение одного на всех стационарных постах;

m - количество наблюдений в течение этого же дня с концентрациями, превышающими среднее сезонное значение более чем в 1,5 раза.

Параметр Р характеризует туман составляющую загрязнения воздуха, которая создается городской фоновой концентрацией, формирующейся за счет наложения и взаимного перемешивания многих выбросов (часто на значительном удалении от источника), а также за счет однотипных низких выбросов. Большие значения параметра Р указывают на общие неблагоприятные метеорологические условия в городе, при которых могут повышаться концентрации вредных веществ.

При прогнозе содержания примесей в городском воздухе учитывают особенности развития синоптических процессов. Синоптические ситуации и соответствующие значения параметра Р определялись ежедневно. Затем были выделены характерные синоптические ситуации, подсчитано среднее значение параметра Р для каждой ситуации и повторяемость значения Р=0,2 в зависимости от синоптических процессов. Из таблицы 4.3.1. видно, что наибольшее среднее значение параметра Р (а следовательно, высокое загрязнение воздуха) отмечено в центральных частях малоподвижных антициклонов и на осях гребней, в малоградиентных полях пониженного повышенного давления. Пониженное загрязнение воздуха наблюдается при активной циклонической деятельности и на периферии антициклонов при градиентах давления, превышающих 1 гПа на 1? меридиана.

В случаях с циклонической циркуляцией повышенные концентрации примесей отмечались в зоне медленно смещающихся холодных фронтов, фронтов окклюзии, а также в теплом секторе, непосредственно перед вторжением холодного воздуха. При циклоническом типе барического поля наиболее опасным оказывается поворот ветра воздух времени в слое 0-200 м при прохождении фронтов, обусловливающих повышение концентраций загрязнения. Снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха наблюдается в случаях похолоданий, сопровождающихся разрушением инверсий и усилением ветра, либо после выпадения осадков.

Таблица 4.3.1

Характеристика загрязнения воздуха при различных синоптических ситуациях 1976-1980 гг.

4.4 Контроль состояния загрязнения атмосферного воздуха города Волгограда

Бурный рост темпов развития и объемов современного промышленного производства и автотранспорта сопровождается увеличением выбросов вредных веществ в атмосферу, что причиняет огромный вред здоровью человека, фауне, флоре, вызывает значительные экономические потери. Это выдвигает в число наиболее актуальных проблем вопросы контроля состояния загрязнения атмосферного воздуха. Особую остроту эти вопросы приобретают в крупных городах.

Контроль за состоянием загрязнения атмосферного воздуха в Волгограде проводится Волгоградской гидрометабсерваторией с 1976 года. Наблюдения ведутся регулярно на стационарных постах, расположенных на открытых, хорошо проветриваемых площадках, с учетом размещения предприятий, жилых массивов, автомагистралей, зон зеленых насаждений.

На предприятиях области в 1999 году образовалось около 1,3 млн. т. токсичных отходов, более 20% которых использованы или обезврежены. На фоне обострения экологических проблем, связанных с образованием, складированием и захоронением бытовых и промышленных отходов в Волгограде отсутствует специальное оборудование и технологии по переработке отходов. Предусматривается создание производства по переработке зашлакованых и шлаковых отходов мощностью 60 тыс. т./год в городе Волгоград.

Таблица 4.4.1

Образование и использование токсичных отходов (составлена автором, государственный доклад “О состоянии окружающей среды РФ в 1999 году”)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе освещается климатический режим Волгограда по данным метеорологических наблюдений, взятых из климатических справочников 1966, 1990 годов, метеорологических ежемесячников 1994-1998 годов. Описание включает характеристику климатообразующих факторов, термический режим, режим увлажнения, а также характеристику типов погод по сезонам.

Одним из основных климатообразующих факторов является солнечная радиация, приход последней к земной поверхности в основном обуславливается астрономическими факторами - высотой солнца и продолжительностью дня, а следовательно, географической широтой и временем года.

В среднем продолжительность солнечного сияния за год в районе Волгограда составляет 2265 часа.

Анализируя радиационный режим, основными величинами которого являются прямая солнечная радиация, поступающая на перпендикулярную солнечным лучам поверхность S, рассеянная радиация неба D, суммарная радиация Q, отраженная земной поверхностью и радиационный баланс, можно наблюдать, что годовой ход суммарной и прямой солнечной радиации аналогичен ходу высоты солнца и максимум сумм прямой, рассеянной и суммарной радиации приходится на летние месяцы (S = 636,9 МДж/м2 , D = 259,8 МДж/м2 , Q = 687,2 МДж/м2 ), а минимум - на зимние (S = 58,7 МДж/м2 , D = 46,1 МДж/м2 , Q = 62,8 МДж/м2 ; за год - S = 4311,5 МДж/м2 , D = 1927,4 МДж/м2 , Q = 4483,3 МДж/м2 ). Следовательно, суммарная радиация определяется высотой солнца над горизонтом, продолжительностью дня, облачностью, прозрачностью атмосферы и альбедо подстилающей поверхности.

Основные климатические особенности Волгограда формируются под воздействием Азиатского материка, переохлажденного зимой и перегретого летом, а также под смягчающим влиянием западного переноса воздушных масс. Приходящие сюда воздушные массы морского и арктического происхождения бывают в значительной мере или окончательно трансформированными под воздействием подстилающей поверхности в континентальные.

В годовом ходе максимум атмосферного давления приходится на декабрь (1008,0 гПа), а минимум - на июль (996,8 гПа). Среднее многолетнее значение атмосферного давления равно 1003,5 гПа, а за пятилетний период оно составляет 1003,3 гПа, наибольшее значение наблюдалось в октябре 1986 года (1019,0 гПа), наименьшее - в июне 1990 года (995,1 гПа).

В Волгограде в течение года преобладает широтная циркуляция атмосферы.

На метеорологических станциях, расположенных в различных частях города, повторяемость ветров различных направлений и их скоростей неодинакова.

На станциях, расположенных на западной окраине, на высоте свыше 100 м в течение всего года наблюдается преобладание ветра восточного направления и только в июле - преобладание северо-западных ветров. На станциях, находящихся непосредственно в городской черте на высотах до 100 м, в годовом ходе преобладает северо-восточное направление ветра. На станциях, расположенных в левобережной части (на северной окраине Волгограда) и в пойменной части (напротив центрального Волгограда), наблюдается преобладание ветров северного направления.

Однако при подсчете в среднем за пятилетний период повторяемость ветров западных румбов по Волгограду является преобладающей.

Годовой ход скорости ветра связан с годовым ходом интенсивности атмосферной циркуляции. Средняя скорость ветра изменяется от 3,3 до 6,3 м/с. Большие скорости наблюдаются на станциях, расположенных на больших высотах и на окраине города.

Наблюдая за изменением хода температуры воздуха, следует отметить, что наиболее холодный месяц - январь, средняя месячная температура -8,6…-9,9?С. Самый теплый месяц - июль (23,4-24,4?С).

Однако наиболее высокие средние месячные температуры могут быть как в июне, так и в августе. Средняя многолетняя годовая температура воздуха в Волгограде составляет 6,8-7,8?С.

Температура почвы в значительной степени определяет температуру воздуха. Так средняя годовая температура на поверхности почвы в Волгограде равна 10?С, что на 2,5?С выше температуры воздуха.

Относительная влажность воздуха имеет ярко выраженный годовой ход. Максимум наблюдается в декабре (88%), минимум - в августе (50%). Годовой ход относительной влажности противоположен ходу температуры воздуха, так как относительная влажность уменьшается с повышением температуры.

Волгоград находится в зоне недостаточного увлажнения. В среднем за год выпадает около 409 мм осадков. Они распределяются почти одинаково между теплым (IV-X 221 мм) и холодным (XI-II 188 мм) периодами. В теплый период их выпадает больше на 33 мм. Средняя годовая амплитуда невелика (23 мм), минимум наблюдается в апреле (24 мм), максимум - в декабре (47 мм).

При сравнении с многолетними нормами наблюдается некоторое увеличение годовых сумм осадков в среднем за пятилетие на 72 мм.

Таким образом, все перечисленные метеорологические характеристики а также особенности атмосферной циркуляции, оказывают существенное влияние на климат Волгограда.

Данные метеорологических наблюдений позволяют расширить наши знания о характере климатообразующих факторов, об изменении метеорологических элементов города Волгограда.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются предприятия черной и цветной металлургии, сельскохозяйственного и нефтяного машиностроения, химической, нефтехимической, а также строительной промышленности. Кроме того, в городе имеются предприятия пищевой и легкой промышленности, промышленные и бытовые котельные, которые также вносят определенный вклад в общий уровень загрязнения атмосферного воздуха города.

В 1999 году промышленными предприятиями Волгограда выброшено в атмосферный воздух 307,8 тыс т. загрязняющих веществ, почти на 6% больше, чем в 1998.

В Волгограде основной вклад в общий объем выбросов от стационарных источников вносят предприятия топливной промышленности, электроэнергетики, цветной металлургии. На предприятиях в 1999 году образовалось около 1,3 млн. тонн токсичных отходов, более 20% которых использованы или обезврежены. Основные источники загрязнения атмосферы: АО “ЛУКойл - Волгограднфтепереработка”, АО “Волгоградский алюминий”.

Так, в северной зоне при северных ветрах увеличиваются концентрации сернистого газа, при северо-восточных, южных и юго-западных - фтористого водорода; в южной зоне при северных ветрах увеличивается загрязнение воздуха сернистым газом. При западных ветрах отмечается снижение уровня загрязнения воздушного бассейна, так как эти ветры выносят выбрасываемые вредные вещества за пределы города. Это объясняется тем, что Волгоград вытянут узкой полосой вдоль правого берега реки Волги с северо-северо-востока на юго-юго-восток.

Список литературы

Будыко М.И. Изменение климата.-Л.: Гидрометиздат, 1974.

Вопросы климата и погоды Нижнего Поволжья. Вып. (8).- Саратов: Изд. Саратовского университета, 1973. С.178.

Климат Волгограда под ред.Ц.А.Швер.-Л.:Гидрометиздат, 1989. С. 215.

Матвеев Л.Т.Физика атмосферы.- С-П.:Гидрометиздат, 2000. С. 400.

Научно-прикладной справочник по климату СССР. Вып.13, ч.1-6.-Л.: Гидрометиздат, 1990. С. 724.

Метеорологический ежемесячник. Вып.13, ч.2, № 1-12, 1994-1998.

Справочник по климату СССР. Вып. 13, ч. 1-5. - Л.: Гидрометиздат, 1966.

Государственный доклад “О состоянии окружающей природной среды РФ”, 1998-1999 год.

Размещено на Allbest.ru