Файл: Крюкова С.В. Контроль загрязнения природной среды анализ данных загрязнения. Лабораторный практикум.pdf

21

пературы. Подобные слои воздуха  имеются в любое время года и на
различных высотах.

Цель  работы

Исследовать  влияние  температурных  инверсий  на  уровень  за-

грязнения  атмосферного  воздуха  в  Санкт-Петербурге.

Исходные  данные

Вариант работы тот же, что  в работе №4.

Задание

1. Определить наличие инверсий за указанный в варианте период

времени  (см.  Приложение  2).

2.  Вычислить  параметры ночных и дневных инверсий: мощность,

интенсивность и вертикальный температурный градиент. Характерис-
тики  инверсий и  результаты  вычислений поместить  в  табл. 6–7  (см.
пример заполнения таблиц).

Дата

01.01.2010
02.01.2010
03.01.2010

Высота

НГ

инверсии,

м

78

190
693

Мощность

инверсии,

м

505

1210

216

Интенсив-

ность инвер-

сии по

модулю, 

О

С

1,4
1,1
4,8

Темпера-

тура НГ

инверсии,

О

С

-14,3
-16,4
-17,1

Вертикальный

градиент темпе-
ратуры,

О

С/100 м

-0,28
-0,12
-2,22

Таблица  6

Пример таблицы характеристик инверсий по данным станции

Воейково в срок 04:00

Дата

01.01.2010
02.01.2010
03.01.2010

Высота

НГ

инверсии,

м

936
695
470

Мощность

инверсии,

м

276
249
423

Интенсив-

ность инвер-

сии по

модулю, 

О

С

1

3,6
1,8

Темпера-

тура НГ

инверсии,

О

С

-16,9
-16,5
-16,7

Вертикальный

градиент темпе-
ратуры,

О

С/100 м

-0,36
-1,45
-0,43

Таблица  7

Пример таблицы характеристик инверсий по данным станции

Воейково в срок 16:00

22

3. Определить количественные характеристики инверсий, заполнить

итоговую таблицу, проанализировать.

4. Построить вертикальные профили температуры для наибольших

по модулю градиентов по данным зондирования за  оба срока.

5. Построить графики временных рядов мощности, интенсивности

и высоты нижней границы (НГ) ночной и/или дневной инверсии за ука-
занный период времени в виде гистограмм (см. Приложение 4.5). Про-
анализировать все характеристики инверсии.

6. Определить влияние температурной инверсии на уровень кон-

центраций различных загрязняющих веществ в воздухе Санкт-Петер-
бурга, сравнив построенные графики с результатами лабораторной ра-
боты №4.

7. Провести корреляционный анализ значений ЗВ и характеристик

инверсии. Для этого выполнить следующее.

7.1.  На  основе  данных  лабораторной  работы  №4  вычислить

средние полусуточные (с 04 ч до 16 ч и с 16 ч до 04 ч) значения кон-
центраций ЗВ и занести их в табл. 9 и 10 (ниже см. пример заполнения
таблиц).

Таблица  8

Количественные характеристики инверсий

Количество инверсий
Количество приземных
/высотных инверсий
Максимальная/средняя
мощность инверсии в м.
Максимальная интенсив-
ность инверсии в 

О

С, дата

1-я неделя

ночные       дневные

2-я неделя

ночные      дневные

с 04ч до 16ч

01.янв

…
…

14.янв

СО

0,44

…
…

0,81

NO

38,21

…
…

115,10

NO

2

25,23

…
…

50,49

с 16ч до 04ч

01.янв

…
…

14.янв

CO

0,63

…
…

0,58

NO

60,40

…
…

65,10

NO

2

33,34

…
…

44,31

Таблицы  9  и  10

Средние полусуточные значения концентраций 3В

23

7.2. Вычислить коэффициенты корреляции между средними по-

лусуточными концентрациями ЗВ и мощностью, интенсивностью, высо-
той НГ инверсий и температурным градиентом в сроки наблюдений 04 ч
и 16 ч. Методика вычисления коэффициентов корреляции в «Excel» при-
ведена в лабораторной работе № 3. На значимость проверить только ко-
эффициенты корреляции между концентрациями ЗВ и характеристиками
инверсии.

7.3. Построить диаграммы рассеивания для двух наибольших

коэффициентов корреляции с разными знаками.

24

Лабораторная работа №6

Исследование  пространственного  распределения

загрязняющих  веществ  на  территории  Санкт-Петербурга

Основные  сведения

Влияние на уровень загрязнения в городе оказывают:

Природно-климатические  условия

Комплекс метеорологических факторов (температура и влажность

воздуха,  скорость  и  направление  ветра,  атмосферное  давление,  ин-
тенсивность солнечной радиации)  может оказывать влияние на  про-
цессы рассеивания выбросов промышленных предприятий и выхлопных
газов в атмосферном воздухе, эффективность многих естественных би-
ологических методов очистки сточных вод и обезвреживания хозяйст-
венно-бытовых и промышленных отходов. Большое значение для круп-
ных городов имеет роза ветров – преимущественное их направление в
течение  года.

Рельеф  местности

Рельеф играет большую роль в формировании микроклимата город-

ской территории, изменяя температурный, влажностный, радиационный
и ветровой режимы. Рельеф местности значительно влияет и на условия
рассеивания поступающих в атмосферный воздух вредных выбросов.
При температурных инверсиях и маловетреной погоде в долинах и кот-
ловинах  накапливаются  атмосферные  загрязнения  вследствие  ухуд-
шения условий для проветривания территории. Особенно остро эта ситу-
ация проявляется в безветренную погоду и на плотно застроенных ули-
цах с интенсивным движением автотранспорта, в пониженных частях
города, замкнутых дворах.

Микроклимат

Каменные и атмосферные  покрытия летом нагреваются и излуча-

ют тепло, что приводит к повышению температуры и влажности. Мно-

25

гоэтажная застройка снижает скорость движения воздуха, в результате
загрязнение атмосферного воздуха увеличивается. Восходящие потоки
над городом вызывают в тихую погоду приток прохладного воздуха от
периферии к центру.

Поверхностные  водоёмы

Поверхностные водоёмы снижают температуру воздуха, повыша-

ют  влажность.

Озеленение

Зеленые насаждения улучшают микроклимат, ослабляют ветры, яв-

ляются резервуаром чистого воздуха, выделяют в воздух фитонциды,
кислород, поглощают углекислый газ. Почва, покрытая растительно-
стью, хорошо поглощает солнечные лучи и снижает температуру летом.

Состояние  загрязнения  воздушного  бассейна  города  зависит  не

только от количества выбросов загрязняющих веществ и их химичес-
кого состава, но и от климатических условий, определяющих перенос,
рассеивание и превращение выбрасываемых веществ. В целом клима-
тические условия Санкт-Петербурга, влияющие на уровень загрязнения
воздуха, несколько более благоприятны, чем в среднем по городам Рос-
сии (морской климат и благоприятные условия для рассеивания выбро-
сов от промышленных предприятий и автотранспорта).

Согласно  розе  ветров  за  год  для  Санкт-Петербурга  город  чаще

продувается  ветрами  юго-западных (21  %) и  западных направлений
(23 %). Вследствие этого над западными и юго-западными районами
города чаще, чем над северными и восточными, появляется более чис-
тый воздух.

Цель  работы

Исследовать пространственное распределение загрязняющих ве-

ществ в Санкт-Петербурге по данным всех станций наблюдения.

Исходные  данные

Вариант работы задается преподавателем индивидуально.