CC BY
25
УДК 504
Суюнчева М.Р.
студентка
Ставропольский государственный аграрный университет
Ставрополь, Россия
ТУМАНЫ КАК ФАКТОР РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУШНОМ БАССЕЙНЕ СТАВРОПОЛЯ
Аннотация
В статье рассмотрена роль тумана как фактора, способствующего накапливанию загрязняющих веществ в атмосфере. На основе анализа климатических данных показано, что в настоящее время в районе Ставрополя за год фиксируется около 70 дней с туманом суммарной продолжительностью около 400 часов. Довольно высокая повторяемость и продолжительность туманов сделали их значимым фактором в режиме накопления загрязняющих веществ в воздушном бассейне города.
Ключевые слова:
загрязнение, туман, продолжительность, повторяемость.
Среди атмосферных явлений в городской среде, как правило, особого внимания заслуживают туманы, так как они неблагоприятны для ряда отраслей народного хозяйства, в особенности транспорта, а также негативно влияют на экологическую обстановку и на самочувствие метеозависимых людей [1, 4, 8].
Влияние тумана на содержание и распределение примесей в воздухе весьма сложно и разнообразно. Здесь довольно часто наблюдаются специфические метеоусловия (инверсии, штиль или слабый ветер), которые уже сами по себе способствуют накоплению примесей в приземном слое, а также происходит поглощение примесей каплями. Эти примеси с каплями остаются в приземном слое воздуха. За счет создания значительных градиентов концентраций (вне капель) происходит перенос примесей из окружающего пространства в область тумана, поэтому суммарная концентрация веществ возрастает. Следовательно, при образовании тумана, в его каплях концентрируется не только примесь, которая находилась вблизи подстилающей поверхности в его отсутствие, но также и значительная часть примеси из вышележащих (нередко более загрязненных) слоев. Таким образом, капли тумана как бы аккумулируют примесь из весьма протяженного слоя, что существенно увеличивает суммарное загрязнение воздуха вблизи подстилающей поверхности [7]. Значительную опасность представляет расположение над слоем тумана факелов дыма, которые под воздействием указанного эффекта распространяются в приземный слой воздуха. Вредное действие дымовых и газовых примесей при туманах обнаруживается более остро, чем при других погодных условиях. При поглощении примесей влагой образуются новые, более токсичные вещества. Например, в тумане происходит окисление сернистого газа до серной кислоты. При этом возрастает массовая доля концентрации примеси, поскольку вместо 1 г сернистого газа образуется 1.5 г H2SO4 [7].
Анализ повторяемости туманов за прошедшие 20 лет нового века показал, что туманы - довольно частое явление для Ставрополя. В среднем за год бывает около 70 дней с туманом. За 20 лет нового века наибольшее годовое число дней - 97 - зафиксировано в 2018 году, наименьшее - 52 дня - в 2020 году (табл. 1). В холодный период года туманы бывают втрое чаще, чем в теплый период.
Таблица 1
Сезонное и годовое число дней с туманом
Характеристика Теплый период Холодный период Год
Число дней с туманом
Среднее 17 52 69
Наибольшее 23 85 97
Наименьшее 8 38 52
Продолжительность туманов (часов)
Среднее 62 335 397
Наибольшее 125 612 641
Наименьшее 20 203 261
Средняя суммарная продолжительность туманов за год - 397 часов, на холодный период приходится 84 % их годовой продолжительности. Максимальные и минимальные значения продолжительности туманов, как годовые, так и сезонные, весьма значительно отличаются от средних.
Годовой ход числа дней с туманом неравномерный (табл. 2). В среднем наиболее туманными являются ноябрь и декабрь, наиболее ясным - август [6]. В новом веке наибольшее месячное число дней с туманом - 21 - в Ставрополе отмечено в ноябре 2005 года. Самая большая средняя месячная продолжительность туманов приходится на декабрь, в декабре же зафиксирована наибольшая месячная продолжительность туманов: 202 часа в 2007 году. В Ставрополе это единственный за последние 30 лет случай превышения 200 часов за месяц.
Таблица 2
Месячные характеристики туманов
Характеристика I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Число дней с туманом
Среднее 11 9 8 3 2 0.6 0.6 0.2 3 8 12 12
Наибольшее 17 19 15 6 6 2 3 1 6 14 21 20
Наименьшее 3 3 4 1 0 0 0 0 0 1 5 6
Продолжительность туманов (часов)
Средняя 68 51 43 9 5 1 1 1 8 38 83 86
Наибольшая 136 126 107 23 17 9 4 8 33 106 186 202
Наименьшая 11 13 14 1 0 0 0 0 0 3 22 35
Средняя за год продолжительность тумана (в день с туманом) 5.8 часа. В холодный период года туманы более долгие - 6.4 часа. Наибольшая непрерывная продолжительность одного тумана за 20 лет -46 часов [9].
Динамику режима туманов можно проследить, сравнивая данные 2001-2020 годов с данными за более ранние многолетние периоды [5, 12].
За период 1936-1961 годы [12] в Ставрополе в среднем за год отмечалось 65 дней с туманом, из них 55 дней (85 %) приходилось на холодный период года. Годовая продолжительность туманов в Ставрополе составляла 423 часа, в том числе в холодный период - 381 час (90 %). Средняя длительность одного тумана за год - 6.5 часа, в ХП - 7.1 часа.
В 1961-2000 годах [5] годовое число дней с туманом - 70, суммарная продолжительность - 406 часов. На холодный период приходилось 50 дней (71 %) и 342 часа (84 %). Средняя длительность одного тумана за год - 5.8 часа, в холодный период - 6.8 часа.
Таким образом, за последние 20 лет, в сравнении с предыдущими многолетними периодами, среднее годовое и сезонное число дней с туманом в Ставрополе практически не изменилось, но на протяжении всех трех рассмотренных периодов имеет место уменьшение их годовой и сезонной продолжительности, снижение доли туманов холодного периода в суммарной годовой
продолжительности туманов, уменьшение длительности одного тумана как в среднем за год, так и в течение холодного периода.
Известно, что туман начинает формироваться, когда относительная влажность воздуха fo = e/Eto близка к 100 %, т.е. e ~ Eto (e - парциальное давление водяного пара, E - давление насыщенного водяного пара, растущее вместе с ростом температуры t). Очевидно, что при прочих равных условиях, чем выше температура воздуха, тем меньше вероятность образования тумана.
Анализ климатических данных показал, что произошло заметное повышение температуры воздуха в холодный период года [3], повлекшее за собой уменьшение продолжительности метеорологической зимы и увеличение продолжительности безморозного периода [2]. Это явилось одной из причин снижения повторяемости и продолжительности туманов в холодный период года. Общее повышение температурного фона обусловило сокращение продолжительности туманов, кроме того, одной из причин изменения режима туманов является, по-видимому, увеличение числа дней с жидкими осадками, способствующими вымыванию тумана [10]. Список использованной литературы:
1. Ассман Д. Чувствительность человека к погоде. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.
2. Бадахова Г.Х., Каплан Г.Л. Мониторинг, анализ и прогноз продолжительности безморозного периода в различных агроклиматических зонах Ставропольского края// Материалы 74-й регион. научно-практ. конф. «Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального округа». Ставрополь, 2010. С. 118-122.
3. Бадахова Г.Х., Каплан Г.Л. Тенденции изменения зимних температур в Центральном Предкавказье//Актуальные направления фундаментальных и прикладных исследований. НИЦ «Академический». 2017. с. 45-48.
4. Бадахова Г.Х., Каплан Г.Л., Кравченко Н.А. Экологические последствия современных изменений климата (на примере Ставропольского края)// Атмосфера. Охрана атмосферного воздуха. СПб: Изд. НИИ Атмосфера. 2011. № 4. С. 51-55.
5. Бадахова Г.Х., Кнутас А.В. Ставропольский край: современные климатические условия. Ставрополь: Краевые сети связи, 2007.
6. Безуглая Э.Ю., Ашмарин А.С. Трансформация оксидов азота в городах с предприятиями энергетики//«Инженерные системы». АВОК. 2004. № 2.
7. Владимиров А.М., Ляхин Ю.И., Матвеев Л.Т., Орлов В.Г. Охрана окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат. 424 с.
8. Исаев А.А. Экологическая климатология. М.: Научный мир, 2001. 456 с.
9. Каплан Г.Л. Неблагоприятные и опасные погодные явления в зимний период и их влияние на отрасли экономики Ставропольского края// Материалы V Межд. конф. «Проблемы экологической безопасности и сохранения природно-ресурсного потенциала». Ставрополь, 2008. С. 156-160.
10. Каплан Г.Л., Бадахова Г.Х., Барекова М.В., Лашманов Ю.К. Особенности грозоградовой активности над Центральным Предкавказьем в 21 веке// Докл. Всероссийской открытой конф. по физике облаков и активным воздействиям на гидромет. процессы. Нальчик: Принт-Центр, 2021. С. 251-256.
11. Каплан Г.Л., Бадахова Г.Х., Кравченко Н.А. Влияние изменения климата на характеристики летнего периода в ландшафтах Ставрополья// Гидрометеорология, изменение климата, и мониторинг окружающей среды: актуальные проблемы и пути их решения. Мат. межд. научно-практ. конф. Ташкент, 2021. С. 47-50.
12. Справочник по климату СССР. Вып. 13. Ч. 5. Облачность и атмосферные явления. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 363 с.
© Суюнчева М.Р., 2023
