Влияние климатических характеристик на рассеивание вредных веществ в атмосфере в Иркутской области

Влияние климатических  характеристик на рассеивание вредных  веществ в

1. Физико-географическое  описание Иркутской области 

Иркутская область занимает площадь 767.9 тыс. км² (4.6% территории России). По этому показателю она находится на шестом месте в России. На территории Иркутской области смогли бы разместиться Италия, Дания, Бельгия, Великобритания, Португалия и Голландия вместе взятые. С севера на юг область протянулась почти на 1450 км, с запада на восток - на 1318 км. Расстояние от Москвы до Иркутска - 5042 км. Общая протяженность границ превышает 7240 км, в том числе по озеру Байкал - 520 км.

Крайняя южная точка области  располагается на 51^о с. ш., северная оконечность почти достигает 65-й параллели.

На западе область граничит с Красноярским краем, на востоке - с  Читинской областью, на юго-востоке  и юге - с Республикой Бурятия, на юго-западе - с Республикой Тыва, на северо-востоке граница проходит с Республикой Саха (Якутия). Иркутская  область расположена почти в  центре Азии, на основных транспортных магистралях, соединяющих Европу с  дальневосточными районами России и  странами Азиатско-Тихоокеанского региона.

По климатическим условиям территория области выделяется среди  других регионов страны, лежащих в  тех же широтах, но находящихся в  Европейской России или на Дальнем  востоке. Удаленность от морей и  расположение в центре Азиатского материка придают климату резкоконтинентальный характер с суровой, продолжительной, малоснежной зимой и теплым летом с обильными осадками.

Географическое положение  Иркутской области на стыке двух геотектонических структур - южной  части Сибирской платформы и  Байкальской рифтовой зоны - определило сложность и многообразие геологического строения, характер полезных ископаемых и формирование природных комплексов. Около 70% территории находится на высоте от 200 до 750 м над уровнем моря. Низменности (до 200 м над уровнем моря) занимают всего 1% общей площади и приурочены к долинам рек Лены, Ангары, Чуны и Бирюсы. Основная часть территории области имеет плоскогорный рельеф с незначительным уклоном к северу и северо-западу. На юге области находятся обширные горные массивы Хамар-Дабана и Восточного Саяна. Их средняя высота достигает 1500 м, а вершины отдельных хребтов, расположенных на территории Республики Бурятия вблизи границ области, поднимаются до 3000 м.

Самая высокая точка находится  на вершине Кодарского хребта на отметке 2999 м выше уровня моря.

Самая низкая - на дне озера Байкал, вблизи о. Ольхон, и соответствует отметке 1181 м ниже уровня моря. Таким образом общий перепад высот в пределах области достигает 4180 м.

По своему ресурсному и  индустриальному потенциалу Иркутская  область занимает важное место среди  субъектов Российской Федерации. Это  один из немногих регионов России, где имеются все виды собственных топливно-энергетических ресурсов (более 7% общероссийских запасов угля, столько же нефти и горючего газа, 10% гидроэнергоресурсов). По лесистости территории (78%) и запасам древесины (8.8 млрд м³) область лидирует среди регионов России. Общероссийское значение имеет и целый ряд ископаемых ресурсов (золото, слюда, магнезит, тальк, калийная и поваренная соли, редкие металлы, железная руда и др.). В пределах области высока вероятность открытия промышленных месторождений алмазов.

Уникальное сочетание  топливно-энергетических, лесных и  минерально-сырьевых ресурсов создает  благоприятные предпосылки для  развития электроэнергетики, цветной  и черной металлургии, горнодобывающей, нефтехимической, лесной и целлюлозно-бумажной промышленности. Причем, масштабы производства этих базовых для области отраслей могут значительно превышать  потребности всей Восточной Сибири (Государственный доклад…2004).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Климатическая  характеристика Иркутской области

Климат, являясь одной  из физико-географических характеристик  среды, окружающей человека, оказывает  решающее влияние на хозяйственную  деятельность людей: на специализацию  сельского хозяйства, размещение промышленных предприятий, воздушный, водный и наземный транспорт (Хромов, Петросянц, 2004).

Климат Иркутской области  резкоконтинентальный, с малоснежной зимой и теплым, с обильными осадками летом. Физико-географические условия, значительная территориальная протяженность области, сложность и расчлененность рельефа определяют разнообразие климатических элементов. Средние годовые температуры воздуха по всей территории области отрицательные, от 0^оС на юге до -8^оС на крайнем севере. Самый холодный месяц года - январь, на Байкале - февраль. Средние температуры этого месяца в горных районах минус 16, минус 20, в северных минус 30, минус 34, на остальной территории минус 20, минус 30^оС. в июле, самом теплом месяце года, средние месячные температуры составляют 12 - 14⁰С в горных районах и 16 - 18^оС на остальной территории. Абсолютные максимальные температуры могут достигать 35 - 40^оС на основной территории, 30 - 33^оС на побережье озера Байкал. Наиболее низкие температуры могут колебаться от минус 50 на юге до минус 61^оС на крайнем севере, от минус 40 по южному побережью Байкала до минус 51^оС на северо-востоке озера (Государственный доклад…2004).

Характерной особенностью климата  Иркутской области является инверсионное распределение температуры (повышение  температуры воздуха с высотой  вместо обычно наблюдаемого падения) в  нижнем слое атмосферы, особенно в зимний период (Швер, Форманчук, 1981).

На распределение осадков  по территории Иркутской области  кроме атмосферной циркуляции существенное влияние оказывает рельеф местности. На большей части равнинной территории и в предгорьях Восточного Саяна выпадает 300-500 мм осадков за год, увеличиваясь на наветренных склонах хребтов до 800-1400 мм. Максимум осадков приходится на июнь-август и составляет 50-90 мм, увеличиваясь на Хамар-Дабане до 190-290 мм. В месяцы минимума (февраль-март) суммы осадков не превышают 5-15 мм, в горах Восточного Саяна - 20 - 55 мм.

Сложность орографии определяет ветровой режим территории. В верхнеленских, северных районах а также с наветренной стороны горных хребтов Восточного Саяна среднегодовые скорости равны 1-2 м/с, в районах Приангарья и Присаянья они несколько выше (2-3 м/с). в зимний период отмечается большая повторяемость штилей (на большей части территории - 30-70, в Тайшетском и южном районах - 10-35%) (Государственный доклад…2004).

 

 

 

3. Влияние климатических  характеристик на рассеивание вредных веществ в атмосфере на территории Иркутской области

Жизненно важной проблемой  современных антропогенных процессов  является обеспечение чистоты атмосферы  крупных городских агломераций, сохранение естественной окружающей среды 

Воздух, почва и вода - основные компоненты биосферы, без  которых немыслимо существование  человечества - в результате интенсивной  производственной деятельности, как  в нашей области, так и во многих других регионах находятся под угрозой  предельно допустимого загрязнения (Ломоносов, 1993).

Атмосфера загрязняется в  основном химическими веществами, поступающими в нее на различных стадиях  производства и утилизации продукции. Эти вещества находятся в газообразном, жидком и твердом (пыль, сажа) состоянии. Большую опасность представляют собой радиоактивное загрязнение (изотопы радона, стронция, плутония) в виде газов или взвешенных частиц. Кроме того, существуют тепловое загрязнение, образующееся в результате антропогенной  деятельности и влияющее на температурный  баланс, загрязнение шумов, образующееся в результате работы техники, транспорта, бытовых приборов и, наконец, электромагнитное загрязнение из-за функционирования телерадиостанций, радиолокационных установок, линий электропередач высокого напряжения (Бобылев, Ходжаев, 2004).

Наряду с проблемами природопользования возникает ряд серьезных проблем, связанных со специфическими природными особенностями. Например, климатические  условия нашего региона, характеризующиеся  антициклональным режимом погоды с  сопровождающими его инверсионными  явлениями (большой повторяемостью и мощностью), особенно зимой, слабых ветров, застоев воздуха. Это все  затрудняет перенос и рассеивание  загрязняющих веществ в атмосфере, способствует образованию смогов над городами и промышленными центрами (Ломоносов, 1993).

Оценка влияния метеорологических  условий на рассеяние примесей в  атмосфере основана на использовании  о вышесказанных климатических  характеристик, таких как застой воздуха (сочетание инверсий температуры  и слабого ветра) и повторяемость  инверсий и туманов. Рассеивающая способность атмосферы выражается через ее потенциал загрязнения, представляющий отношение средних уровней концентраций примесей при заданных выбросах в конкретном и условном районе. За условный принимается район с минимальной повторяемостью метеорологических условий, способствующих увеличению загрязнения. Таким образом наш регион относится к пятой зоне с очень высоким потенциалом загрязнения атмосферы.

Летний сезон по характеру  синоптических процессов резко  отличается от зимнего. У земли над всей Иркутской областью преобладает слабоградиентное поле низкого давления. В течении лета циклоны в большинстве случаев перемещаются с запада на восток или с юга на северо-восток, а также часто выходят южные циклоны.

Зимой распределение давления способствует развитию на большей части территории южных, юго-западных и западных ветров, а в юго-восточной части территории - северных и северо-западных.

В переходные сезоны, к которым  относятся сентябрь и апрель, зимнее распределение ветра сочетается с летним.

В зимнее время Иркутская  область с характерным для  нее антициклоническим режимом  отличается небольшими скоростями ветра. На большей части территории наименьшие скорости ветра отмечаются в январе, феврале.

В летнее время в связи  с усилением циклонической деятельности на большей части территории скорости ветра больше, чем зимой.

Суточный ход скорости ветра хорошо выражен в теплый сезон и слабее - в холодный. Максимум приходится на дневные часы, минимум на ночные. Для решения многих задач, в особенности при оценке рассеивающей способности атмосферы и переноса примесей в атмосфере, недостаточно знать только средние величины скорости. Для более полной характеристики ветрового режима используются вероятностные характеристики ветра в различных пределах данных скоростей по румбам.

Данные о повторяемости  направлений ветра используются при проектировании расположения заводов  и других источников загрязнения  относительно жилых массивов.

Для отдельных районов  Иркутской области отмечается суточный ход направления ветра, достаточно четко выраженный в теплый период и переходные сезоны, и практически  отсутствующий зимой. Например, в  Иркутске с апреля по сентябрь преобладающим  направлением ветра: ночью и утром  являются юго-восточные ветра, а  во второй половине дня - северо-западные, причем повторяемость юго-восточных  ветров во второй половине дня уменьшается  в 1,5-2 раза.

Почти вся Иркутская область  находится в районе с повторяемостью слабого ветра (0-1 м/с) 41-60% пространственного  распределения повторяемости слабых ветров, при которых происходят наиболее опасные экологические ситуации.

Другой отличительной  чертой, характерной для всей Иркутской  области, является большая повторяемость  приземных и приподнятых инверсий температуры, которые в сочетании  со слабыми ветрами дают большую  вероятность застоя воздуха. В зимний период происходит значительное выхолаживание  подстилающей поверхности, усиливается  сток холодного воздуха в долинах, а нисходящие движения в сибирском  антициклоне приводят к образованию  мощных (по высоте) и интенсивных (по разности температур) инверсий.

Весной при ослаблении антициклона повторяемость инверсий остается высокой. Летом в некоторых  местах она уменьшается. Осенью повторяемость  приземных инверсий увеличивается.

Влияние других факторов на формирование уровня загрязнения, таких, как туманы и осадки, состоит в  том, что капли тумана поглощают  вредные вещества как вблизи земли, так и из вышележащих слоев  воздуха, и концентрация примеси  в тумане возрастает. Влияние осадков  дождя или снега заключается  в захвате примесей и их переносе к подстилающей поверхности. При  этом происходит загрязнение почв и  водоемов.

Метеорологические условия, определяющие скорость самоочищения атмосферы  в различных районах, неодинаковы. В условиях Иркутской области  высока повторяемость всех неблагоприятных  факторов для рассеяния примесей в воздухе. Загрязненный воздух, скапливаясь  в небольшом пространстве речных и горных долин, медленно распространяется на большие территории. Причем для  территории всей Иркутской области  свойственны достаточно большие  пространственно-временные изменения  уровней загрязнения, характеризуемые  метеорологическим потенциалом  загрязнения.

Возможность самоочищения воздуха  в северных районах мала в связи  с коротким вегетационным периодом и малой фитомассой. Интенсивность техногенных геохимических потоков в атмосфере из-за неблагоприятных климатических факторов значительно выше, чем в умеренной зоне.

Загрязнение атмосферы ведет  к интенсивному загрязнению почв и грунтовых вод, которые представляют собой единую тесно связанную  геохимическую систему. В неблагоприятных  климатических условиях Иркутской  области даже города со слаборазвитой  промышленностью являются источником высокого техногенного давления на окружающую среду.

Ухудшаются условия существования  и самого человека. Следствием изменения  химического состава окружающей среды явилось распространение  новых заболеваний - микроэлементозов - генетических, токсических, аллергических и эндокринных (Ломоносов, 1993).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценка состояния  загрязнения атмосферы на территории Иркутской области

На территории Иркутской  области расположены крупнейшие предприятия теплоэнергетики, переработки  нефти, строительных материалов, алюминиевой  и черной металлургии, химической и  нефтехимической, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной, машиностроительной, металлообрабатывающей, микробиологической, легкой и пищевой промышленности, которые определяют количественный и качественный состав выбрасываемых  загрязняющих веществ в атмосферу. Дополнительный вклад в загрязнение  воздушного бассейна вносит большое  количество мелких котельных, жилой  сектор с печным отоплением и автотранспорт, лесные и торфяные пожары.