Cтраница 4
Потребность в систематическом исследовании загрязненности воздушной среды диктуется многими факторами. Один из них связан с тепловыми аномалиями над крупными городами, что прослежено с помощью искусственных спутников Земли. Климатологи находят, что в образовании островов тепла более всего повинны частины дыма, которые нарушают естественный радиационный режим и тормозят отдачу тепла из центра, где воздух сильно задымлен, в окружающее пространство. [46]
Манн в книге Климаты города ( Urban climates, 1970) приводит соответствующие данные для некоторых городов США, Японии и Канады. Он указывает, что над центром города часто отмечаются вертикальные токи, возникающие под влиянием острова тепла и деформации подстилающей поверхности за счет сооружений. Чандлер ( Chandler, 1960) отмечает пульсации острова тепла в течение ночи. Оке и Ханнел ( Urban climates, 1970) установили и критическое значение скорости ветра мир выше которого вообще не наблюдается острова тепла. [47]
Климатические свойства крупных городов интегрально определяются его транспортными, промышленными, архитектурно-планировочными, ландшафтными особенностями. Этот феномен сопровождается тем, что в центре города образуется так называемый остров тепла. Причинами такой тепловой аномалии являются посторонние примеси, направление ветра к центру города, нарушение естественного радиационного режима. Например, в Токио остров тепла достигает высоты 100 - 150 метров, в других японских городах - 30 - 40 метров. Тепловые пятна вокруг городов меняют погоду. Летом на 9 - 27 % увеличивается количество атмосферных осадков и число гроз. [48]
Материалы многолетних наблюдений выявляют особенности суточного и годового хода ДГ. Во все сезоны суточный ход AT на ETC характеризуется максимумом в ночное ( 21 - 3 ч) и минимумом в дневное ( 9 - 18 ч) время. Летом суточная амплитуда AT самая большая, зимой она меньше, при этом время максимального развития острова тепла смещается на утренние часы. Весной формирование острова тепла аналогично его формированию летом, но амплитуда AT меньше. Осенью, когда интенсивность солнечного излучения значительно уменьшилась, а отопительный сезон еще не начался, интенсивность острова тепла наименьшая и ее суточный ход почти не развит. [49]
В условиях современных промышленных городов формируется CBO I городской климат, который по характеру воздействия на окружающую среду можно отнести к мсзомасштабному явлению. В них существенно изменяются аэродинамические, радиационные, термические и влажно-стные характеристики. Выделение в городах большого количества тепла, изменение газового и аэрозольного состава воздуха и другие причины приводят к повышению в них температуры воздуха и образованию так называемых островов тепла. Над городом повышение температуры по сравнению с температурой окружающей местности может наблюдаться до высоты в несколько сотен метров. В частности, это явление было обнаружено во время специальных полетов над Ленинградом, Запорожьем, Нью-Йорком, Токио. [50]
Логарифмическая зависимость ( АТ) макс от N показывает, что с ростом размера города увеличение ( АТ) макс замедляется. Летом в городе картина распределения ( Д Т) Макс в зависимости от числа его жителей оказалась менее определенной, что является косвенным доказательством преобладающего влияния а интенсивность острова тепла зимой потока искусственного тепла, а летом - радиационного потока. [51]
Измерения на теле - и радиомачтах, а также специальные аэрологические наблюдения, проведенные в последние годы, позволяют сделать ряд выводов о строении пограничного слоя атмосферы над городом. Анализ опытных данных показывает, что в периоды, когда за городом наблюдается инверсия при наличии острова тепла температурная стратификация среди застройки до высоты нескольких десятков метров близка к равновесной или слегка неустойчивой. Следовательно, над городом более вероятно образование приподнятых слоев инверсии. Остров тепла, как отмечено Секигути в книге Климаты городов ( Urban climates, 1970), распространяется в ночное время до уровня, примерно равного 3 - 4 высотам зданий. [52]
Материалы многолетних наблюдений выявляют особенности суточного и годового хода ДГ. Во все сезоны суточный ход AT на ETC характеризуется максимумом в ночное ( 21 - 3 ч) и минимумом в дневное ( 9 - 18 ч) время. Летом суточная амплитуда AT самая большая, зимой она меньше, при этом время максимального развития острова тепла смещается на утренние часы. Весной формирование острова тепла аналогично его формированию летом, но амплитуда AT меньше. Осенью, когда интенсивность солнечного излучения значительно уменьшилась, а отопительный сезон еще не начался, интенсивность острова тепла наименьшая и ее суточный ход почти не развит. [53]
Царев ( 1977) исследовал режим туманов за период с 1946 по 1974 г. в Ленинграде и Москве, а также в их окрестностях. Такой результат указывает на возможное влияние существенного уменьшения запыленности воздуха вследствие широкой газификации котельных в период с 1950 по 1960 г., а также внедрения на многих предприятиях пылеулавливающей аппаратуры. Кроме того, получено, что число дней с туманами, отмеченное в Ленинграде и Москве, значительно меньше, чем на соседних загородных станциях. Это объясняется влиянием в городе острова тепла, способствующего рассеиванию тумана. Существенное уменьшение числа дней с туманами в Софии Годев и Кандъов ( 1972) также связывают с более широким использованием в городах газового топлива. [54]
Интенсивность острова тепла может изменяться в довольно широких пределах. Она достигает максимума при определенных погодных условиях. Средняя многолетняя интенсивность острова тепла, которую можно рассчитать по положительным значениям AT, изменяется для городов ETC в пределах 2 - 4 С, а для городов Сибири в более широких пределах - от 1 5 до 5 5 С. В целом наибольшая средняя интенсивность островов тепла для европейских городов, как правило, отмечается летом, а для сибирских ( Новокузнецк, Чита) - зимой. [55]