Пузанкова В.А.
МГРИ, e-mail: vapuzankova@yandex.ru
Аннотация: в работе рассмотрены особенности изменения положительных и отрицательных аномалий среднемесячных температур за 2001-2017 гг. в г. Москва. Как положительные, так и отрицательные аномалии температуры возникают в периоды неблагоприятных метеорологических условиях и оказывают влияние на повышение концентраций основных загрязняющих веществ (диоксида азота, формальдегида, бенз(а)пирена и фенола). Таким образом, аномалии среднемесячных температур воздуха способствуют загрязнению атмосферного воздуха столицы.
Ключевые слова: аномалия средних месячных температур, динамика аномалий, загрязнение атмосферы.
Формирование значительных аномалий температуры воздуха в различные сезоны года оказывает влияние не только на процессы в географической оболочке, но и на экологическое состояние атмосферы, способствуя повышению концентрации вредных и загрязняющих веществ.
В работе были проанализированы температурные аномалии в различные сезоны года на примере метеостанции г. Москвы (ВВЦ) с 2001 по 2017 гг. Результаты анализа были использованы для оценки и прогноза геоэкологической ситуации в периоды неблагоприятных метеорологических условий.
Аномалия температуры – это отклонение значений фактической температуры от её среднемноголетней величины. Особенностью распределения аномалий средних месячных температур воздуха в Москве является их различная повторяемость по сезонам года, а также преобладание числа положительных аномалий над отрицательными.
Наибольшее количество отклонений температуры воздуха на 3°С и более, а также на 4°С и более от средних многолетних значений за период наблюдений с 2001 по 2017 гг. наблюдалось в холодное время года. Больше всего аномалий температуры (как положительных, так и отрицательных) было в декабре, январе, феврале и марте. Наименьшее количество аномалий приходилось на август, сентябрь, октябрь (рис. 1).
МГРИ, e-mail: vapuzankova@yandex.ru
Аннотация: в работе рассмотрены особенности изменения положительных и отрицательных аномалий среднемесячных температур за 2001-2017 гг. в г. Москва. Как положительные, так и отрицательные аномалии температуры возникают в периоды неблагоприятных метеорологических условиях и оказывают влияние на повышение концентраций основных загрязняющих веществ (диоксида азота, формальдегида, бенз(а)пирена и фенола). Таким образом, аномалии среднемесячных температур воздуха способствуют загрязнению атмосферного воздуха столицы.
Ключевые слова: аномалия средних месячных температур, динамика аномалий, загрязнение атмосферы.
Формирование значительных аномалий температуры воздуха в различные сезоны года оказывает влияние не только на процессы в географической оболочке, но и на экологическое состояние атмосферы, способствуя повышению концентрации вредных и загрязняющих веществ.
В работе были проанализированы температурные аномалии в различные сезоны года на примере метеостанции г. Москвы (ВВЦ) с 2001 по 2017 гг. Результаты анализа были использованы для оценки и прогноза геоэкологической ситуации в периоды неблагоприятных метеорологических условий.
Аномалия температуры – это отклонение значений фактической температуры от её среднемноголетней величины. Особенностью распределения аномалий средних месячных температур воздуха в Москве является их различная повторяемость по сезонам года, а также преобладание числа положительных аномалий над отрицательными.
Наибольшее количество отклонений температуры воздуха на 3°С и более, а также на 4°С и более от средних многолетних значений за период наблюдений с 2001 по 2017 гг. наблюдалось в холодное время года. Больше всего аномалий температуры (как положительных, так и отрицательных) было в декабре, январе, феврале и марте. Наименьшее количество аномалий приходилось на август, сентябрь, октябрь (рис. 1).
Рис. 1. Число случаев с аномалиями температуры воздуха более 3 и 4 градусов в Москве
Аномалии среднемесячной температуры воздуха (как положительные, так и отрицательные) возникают вследствие инверсий температуры в приземном слое атмосферы, штиля, слабого ветра и других неблагоприятных метеорологических условий и способствуют накоплению загрязняющих веществ в воздухе, таких как формальдегид, диоксид азота, бенз(а)пирен, фенол.
Анализ загрязнения атмосферы в холодный период года показывает, что максимальные концентрации вредных веществ образуются в условиях антициклональной морозной погоды со значительными отрицательными аномалиями температуры. Такие условия были, например, в феврале 2006 и 2011 года (рис. 2).
Аномалии среднемесячной температуры воздуха (как положительные, так и отрицательные) возникают вследствие инверсий температуры в приземном слое атмосферы, штиля, слабого ветра и других неблагоприятных метеорологических условий и способствуют накоплению загрязняющих веществ в воздухе, таких как формальдегид, диоксид азота, бенз(а)пирен, фенол.
Анализ загрязнения атмосферы в холодный период года показывает, что максимальные концентрации вредных веществ образуются в условиях антициклональной морозной погоды со значительными отрицательными аномалиями температуры. Такие условия были, например, в феврале 2006 и 2011 года (рис. 2).
Рис. 2. Аномалия средних месячных температур февраля в 2006 и 2011 годах (график автора)
В условиях малоградиентного поля пониженного, а затем – повышенного давления при низких температурах воздуха наблюдались слабые ветры у земли и на высотах (менее 7 м/с), устойчивая стратификация атмосферы, обусловленная мощными инверсионными слоями температуры, сохраняющимися даже в дневные часы и способствующими накоплению вредных примесей в приземном слое атмосферы. Эти условия привели к концу месяца к росту концентраций загрязняющих веществ.
В то же время антициклональные условия в теплое время года способствуют увеличению числа положительных аномалий среднемесячной температуры воздуха, которые также приводят к накоплению вредных примесей в атмосферном воздухе столицы. Например, в начале августа 2007 г. регион оказался под воздействием антициклона. Погода была сухая и очень жаркая, с мощными слоями инверсии температуры и слабым ветром. Такая ситуация привела к еще большему загрязнению атмосферного воздуха в Москве – концентрация фенола достигала 4,1 ПДКм.р., диоксида углерода – 2,5 ПДКм.р., оксида углерода – 2,0 ПДКм.р.
Отмечена следующая закономерность повышения концентраций загрязняющих веществ в воздухе столицы. Содержание диоксида азота, источником выброса которого в большей степени является автотранспорт, возрастает в теплый период года, когда наблюдается наибольшая повторяемость приземных инверсий температур. Максимум концентраций бенз(а)пирена чаще отмечается в зимний отопительный период, когда возрастают выбросы от предприятий теплоэнергетики. В годовом ходе средних месячных концентраций формальдегида отмечается максимум в летние месяцы, так как формальдегид поступает в атмосферу не только от промышленных и природных источников, но и образуется в результате химической реакции из неметановых углеводородов. Годовой ход других примесей выражен слабо.
В последние годы, в частности, в 2016 и 2017 гг., отмечается улучшение состояния атмосферы и снижение среднегодовых концентраций основных загрязняющих веществ. Несмотря на это, длительное сохранение антициклональных условий погоды, способствуя формированию значительных положительных аномалий температуры летом и отрицательных – зимой, даже при тенденции снижения выбросов в атмосферу, по- прежнему будет приводить к сильному загрязнению атмосферы.
Литература
1. Бюллетень загрязнения окружающей среды Московского региона за 2014 год, ежегодный сборник информационно-справочных материалов. С. 35-36.
2. Волгин А.В., Волгин Д.А. Загрязнения атмосферы Московского региона транспортом. Геоэкологические проблемы современности. Доклады 3-й Международной научной конференции. Владимир, 2010 г. С. 66-71.
3. Доклады о состоянии окружающей среды в городе Москве, ГПБУ
«Мосэкомониторинг».
4. Дутт Е.В. Оценка степени загрязненности воздуха урбанизированных территорий (на примере города Бийска Алтайского края) бенз(а)пиреном, формальдегидом и диоксидом азота – Вестник ТГПУ, 2012. 7 (122). С. 161, 163.
В условиях малоградиентного поля пониженного, а затем – повышенного давления при низких температурах воздуха наблюдались слабые ветры у земли и на высотах (менее 7 м/с), устойчивая стратификация атмосферы, обусловленная мощными инверсионными слоями температуры, сохраняющимися даже в дневные часы и способствующими накоплению вредных примесей в приземном слое атмосферы. Эти условия привели к концу месяца к росту концентраций загрязняющих веществ.
В то же время антициклональные условия в теплое время года способствуют увеличению числа положительных аномалий среднемесячной температуры воздуха, которые также приводят к накоплению вредных примесей в атмосферном воздухе столицы. Например, в начале августа 2007 г. регион оказался под воздействием антициклона. Погода была сухая и очень жаркая, с мощными слоями инверсии температуры и слабым ветром. Такая ситуация привела к еще большему загрязнению атмосферного воздуха в Москве – концентрация фенола достигала 4,1 ПДКм.р., диоксида углерода – 2,5 ПДКм.р., оксида углерода – 2,0 ПДКм.р.
Отмечена следующая закономерность повышения концентраций загрязняющих веществ в воздухе столицы. Содержание диоксида азота, источником выброса которого в большей степени является автотранспорт, возрастает в теплый период года, когда наблюдается наибольшая повторяемость приземных инверсий температур. Максимум концентраций бенз(а)пирена чаще отмечается в зимний отопительный период, когда возрастают выбросы от предприятий теплоэнергетики. В годовом ходе средних месячных концентраций формальдегида отмечается максимум в летние месяцы, так как формальдегид поступает в атмосферу не только от промышленных и природных источников, но и образуется в результате химической реакции из неметановых углеводородов. Годовой ход других примесей выражен слабо.
В последние годы, в частности, в 2016 и 2017 гг., отмечается улучшение состояния атмосферы и снижение среднегодовых концентраций основных загрязняющих веществ. Несмотря на это, длительное сохранение антициклональных условий погоды, способствуя формированию значительных положительных аномалий температуры летом и отрицательных – зимой, даже при тенденции снижения выбросов в атмосферу, по- прежнему будет приводить к сильному загрязнению атмосферы.
Литература
1. Бюллетень загрязнения окружающей среды Московского региона за 2014 год, ежегодный сборник информационно-справочных материалов. С. 35-36.
2. Волгин А.В., Волгин Д.А. Загрязнения атмосферы Московского региона транспортом. Геоэкологические проблемы современности. Доклады 3-й Международной научной конференции. Владимир, 2010 г. С. 66-71.
3. Доклады о состоянии окружающей среды в городе Москве, ГПБУ
«Мосэкомониторинг».
4. Дутт Е.В. Оценка степени загрязненности воздуха урбанизированных территорий (на примере города Бийска Алтайского края) бенз(а)пиреном, формальдегидом и диоксидом азота – Вестник ТГПУ, 2012. 7 (122). С. 161, 163.
Проект "Климат и экология" реализуется при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации