Тема: Мікроклімат міста
З погляду формування мікроклімату місто — це, з одного боку, сукупність споруд з каменя, металу і скла різної висоти з асфальтовим покриттям площ і вулиць, а також із зеленими насадженнями. З іншого боку — це складна сукупність діяльних шарів, обмежених горизонтальними і вертикальними діяльними поверхнями переважно з штучних матеріалів.
Місто можна також вважати типовим перетвореним ландшафтом, створеним внаслідок забудови природних ділянок штучними спорудами різної висоти, сполученими вулицями і площами.
Місто можна розглядати як складну систему радіаційних поверхонь шарів і потоків, що сформувалися над його штучними спорудами, площами, вулицями, а також зеленими насадженнями. Вдень при безхмарній погоді в місті виникають значні радіаційні контрасти внаслідок освітлення або, навпаки, затінювання поверхонь стін будівель, площ і вулиць. При цьому виникають і відмінності в радіаційному режимі внаслідок контрастів в значенні потоків короткохвильової радіації в інтенсивності довгохвильового випромінювання.
Тому в сучасних містах відбувається значне посилення неоднорідності будови і стану діяльних шарів і поверхонь в порівнянні з тими, що спостерігалися на даній території до їх створення. Кінцевим результатом впливу названої неоднорідності є виникнення в містах високих значень горизонтальних і вертикальних мікрокліматичних контрастів температури повітря і ґрунту, вологості повітря, швидкості і напряму вітру та ін.
При вивченні кліматичних особливостей міст розглядають такі питання:
- відмінні особливості клімату міста від навколишньої території, їх походження, фізичні причини, ступінь впливу міста на оточуючу територію;
- кліматичні особливості району будівництва нового міста, його радіаційний, термічний і вітровий режими з погляду загального планування міста, створення його загального вигляду;
- можливість погіршення клімату міста або погляд на ступінь його шкідливої дії на міське населення з метою розробки методів і прийомів меліорації клімату міста.
Життя сучасного крупного міста неможливе без відомостей про клімат, планування міського будівництва і господарства значною мірою використовує кліматичні дані. Будівництво нових міст і реконструкція старих також вимагають відомостей про особливості клімату окремих районів міста. Заміна рослинного або відкритого ґрунтового покриву будівлями, вулицями і площами з каменя, асфальту, цегли і металу викликає значні мікрокліматичні контрасти температури і вологістю повітря між містом і навколишньою територією.
Основною причиною виникнення мікрокліматичних відмінностей
в окремих районах міста, а також відмінностей в кількісних показниках клімату міста і околиць є нові, властиві тільки місту, радіаційні особливості території та її радіаційний режим.
Своєрідність радіаційного режиму
великих міст полягає в тому, що в умовах міста зазнає сильних змін прозорість атмосфери внаслідок забруднення її промисловим димом і вихлопними газами автомашин, а також в значних змінах поверхні. Природного ґрунтового покриву в сучасних містах практично немає, він тут замінений так званим культурним шаром, що включає величезну кількість цегли і каменю, металу і асфальту. Потужність культурного шару у ряді міст досягає 20-25 м, а за наявності ярів і балок, що вимагають планувальних робіт, може перевищувати 30 м.
Забруднення атмосфери над містом промисловими димами і газами приводить вдень до пониження прямої сонячної радіації і освітленості, що становить в деяких, випадках 30—50 %. Адже тільки в великих містах зафіксовані значення коефіцієнта прозорості (Рm ) в 0,500—0,600 і чинника каламутності (Тm) в 3,50—6,00.
Над Нью-Йорком, наприклад, висне величезна сіра хмара, яку пілоти бачать в ясну погоду, знаходячись ще в 150 милях від міста. Фахівці-хіміки свідчать, що ця хмара є породженням гігантського міста, яке щодня викидає в повітря 3200 т двоокису сірки, 280 т пилу, 4200 т окислу вуглецю, вуглекислого газу, оксидів азоту і інших отруйних хімічних речовин. З цієї хмари щодня осідає до чотирьох тонн сажі на кожну квадратну милю міста.
Важливим „постачальником" хімічних домішок в атмосферу сучасних міст є автомобілі. Так, в Лос-Анджелесі майже два мільйони автомобілів щодня викидають на вулиці міста 12420 т хімічних речовин, в основному окису вуглецю, оксидів азоту і вуглеводнів.
Дослідження багатьох вчених показали, що внаслідок турбулентності атмосфери запиленість міського повітря є дуже мінливою величиною. Це викликає значні коливання сонячної радіації в залежності від розташування промислових підприємств і переважаючих вітрових потоків над містом. Якщо говорити про якісну сторону ослаблення сонячної радіації, то в містах найбільшого ослаблення зазнає короткохвильова частина сонячного спектру.
Роздільне визначення ослаблення прямої сонячної радіації водяними парами (ΔSвл
) і твердими зваженими частинками (ΔSаер
) показують, що в умовах міста остання величина зазнає значних коливань, причому звичайне ΔSаер
> ΔSвл
.
Не можна не враховувати впливу на запилений приземний шар міського повітря вихлопних газів автомашин і різноманітного пилу, що піднімається внаслідок руху машин. Крім ослаблення прямої сонячної радіації ці домішки в приземному шарі сприяють прогріванню повітря внаслідок поглинання ними радіації.
Вихлопні гази і промислові дими, що викидаються в атмосферу, вступають в реакції між собою, з киснем та водою, що зумовлює до зміни їх хімічного складу. Значну роль в цьому процесі грає сонячне світло.
Внаслідок розпаду NO2
під впливом сонячного проміння на NО і О останній з'єднується з О2
, утворюючи озон (О3
), а NО — знову окислюється до NО2
. Озон реагує з олефінами, що веде до утворення перекисних альдегідів, які викликають подразнення очей і пошкодження рослин в містах.
В сучасних великих містах формуються своєрідні радіаційні умови вулиць і площ, стін і внутрішніх частин будівель. Радіаційний режим вулиць
залежить від їх ширини і орієнтування, а також від висоти будівель, розташованих вздовж них. Якщо вулиці орієнтовані в напрямі північ-південь, то пряме сонячне проміння потраплятиме на них тільки в обідній час, причому тривалість цього випромінювання протягом року залежить від висоти навколишніх будинків і ширини вулиць.
В сучасних містах в денний час постійно відбувається затінювання частини вулиць і площ будівлями, що позначається на величині радіаційних потоків. Розміри затінювання у кожному окремому випадку залежать від розміру і орієнтування будівель, мають добовий і річний хід. Важливу роль при цьому грає озеленення вулиць, особливо наявність деревної рослинності і її порідний склад.
3. І. Пивоваровою (1967) виконано спеціальне дослідження за оцінкою сонячної радіації, яке потрапляє на вертикальні поверхні, що дозволило їй провести районування території СРСР для цілей будівництва. Територія України виділена автором в третю зону (всього виділено чотири зони), де в літні місяці східні і південно-східні стіни в містах мають перевагу в сумах прямої сонячної радіації в порівнянні із західними і південно-західними.
Вночі, коли вітер утихає, промислові гази, дим і пил збираються над містом, утворюючи своєрідні шапки, які охоплюють іноді територію, що перевищує площу самого міста. Потужність шару пилу і диму над містами може бути дуже значною, яка лежитьна висотах від 200 до 1000 метрів. Наявність шапки диму над містом сприяє в нічний час пониженню інтенсивності випромінювання активної поверхні.
Майже повна відсутність природного ґрунтового і рослинного покриву на території великих міст приводить до значних відмінностей у відбивних властивостях окремих ділянок. Уявлення про значення альбедо деяких видів міських покриттів дають отримані автором в Києві ствердження , представлені в табл. 1.
Таким чином, своєрідність радіаційного режиму великих міст є результатом сукупного впливу забруднення атмосфери над містами і зміни радіаційних властивостей активної поверхні.
Таблиця 1 – Середні значення альбедо деяких міських покрить, %
| Назва поверхні
|
Межі коливання альбедо при зміні висоти сонця від 10 до 60°
|
Назва поверхні
|
Межі коливання альбедо при зміні висоти сонця від 10 до 60°
|
Асфальт сухий Асфальт зволожений Кахляні плитки білі, сухі Кахляні плитки білі, вологі |
18-12 8-6 42-30 20-18 |
Цеглина біла, суха Цеглина біла, волога Цеглина червона, суха Цеглина червона, волога |
36-27 22-19 20-17 12-11 |
Зміна радіаційного режиму території великих міст в порівнянні з околицями зумовлює зміни в співвідношенні між складовими радіаційного балансу, хоча сумарний вираз річних значень самого радіаційного балансу дещо змінюється.
Дослідження показали, що дохідна частина радіаційного балансу в денний час в місті звичайно менше, ніж на навколишній території. Разом з тим його витратні частини — альбедо (вдень) і випромінювання активної поверхні (вночі) в місті також нижче, ніж над природною поверхнею навколишньої території. Все це веде до того, що сумарна кількість радіаційного тепла, одержуваного містом, практично не відрізняється від величин, спостережуваних над природною поверхнею навколишньої території.
Тільки в нових районах міст України, де широко застосовується озеленення при вільній забудові території, створюються сприятливі умови для збільшення альбедо, що приводить до пониження значень радіаційного балансу на рівні земної поверхні.
Діяльна поверхня в великих містах є надзвичайно складною —
вона складається з відносно рівних ділянок дахів, площ, вулиць і вертикальних поверхонь стін різного забарвлення, з вікнами різних розмірів. Багатоповерхові будівлі затінюють значні простори і залежно від орієнтування вулиць і їх ширини викликають контрасти в розподілі прямої сонячної і розсіяної радіації на невеликих відстанях, що впливає на термічний режим діяльної поверхні і повітря.
Контрасти мікрокліматичних характеристик,
що виявляються в різких змінах елементів в приземному шарі в окремих районах міст, є результатом своєрідного співвідношення між складовими теплового балансу, а також результатом особливостей витрат запасів радіаційного тепла на метеорологічні процеси.
Для розвитку метеорологічних процесів
на території сучасного великого міста характерна практична відсутність просочування вологи в грунт, а тому невисока роль витрат тепла на випаровування з активної поверхні. Волога, що потрапляє на територію міста у вигляді опадів або при поливах швидко стікає, і лише незначна частина її випаровується. Тому для асфальтових покрить, а також для черепичних і металевих покрить дахів рівняння теплового балансу в даний момент може бути записано у вигляді:
B+F=P+Q
n
(1)
Тобто, всі запаси тепла, одержувані діяльною поверхнею у вигляді радіаційного балансу (В)
і тепловиділення міста (F),
в такому разі витрачаються на турбулентний теплообмін між діяльною поверхнею і повітрям (Р
, грунт — повітря), а також на теплообмін в грунті і діяльному шарі (
Qn
).
Позначимо, що наявність покриттів з асфальту і каменя, розташованого на культурному шарі, забезпечує високу теплопровідність в діяльному шарі до глибини 1—2 метрів, яка сприяє інтенсивному теплообміну в грунті.
Дослідження в Києві показали, що влітку при безхмарній погоді 55—60 % тепла, одержуваного міськими покриттями у вигляді радіаційного балансу, витрачається на турбулентний теплообмін між діяльною поверхнею і повітрям. Інші 45—40 % йдуть на забезпечення теплообміну в грунті.
Ці дані мають велике практичне значення з погляду виконання планів озеленення міст. Річ у тому, що висаджуючи окремі дерева в спеціальні лунки площею 2—3 м2, ми різко погіршуємо температурні умови і аерацію грунту в корінне проживаючому шарі. Досвід створення насаджень Москви, Санки – Петербурга і Києва свідчить, що висаджуючи дерева у відкритий грунт можна досягти різкого збільшення приживання дерев і нормального їх розвитку.
Розміщення на території великих міст парків, скверів і водоймищ
приводить до значних змін в співвідношенні складових теплового балансу. Тут важливою витратною статтею є витрати тепла на випаровування, що різко зменшує турбулентний теплообмін грунт — повітря. В таких місцях співвідношення складових теплового балансу значною мірою наближається до того, що спостерігається на природній поверхні навколишньої території.
Загальні для всіх міст чинники:
заміна природних діяльних поверхонь або шарів (грунт, трав'яниста, чагарникова або деревна рослинність) штучними (асфальт, камінь, метал, скло); створення промислових підприємств і складних виробничих комплексів, а також житлових масивів, що включають багатоповерхові будівлі різного розміру і призначення, з'єднаного ділянками асфальту і зелених насаджень, а в деяких випадках і водоймищами.
Разом з цими загальними особливостями сучасних міст України слід зазначити ряд специфічних умов формування їх мікроклімату
: фізико-географічні особливості території міста — будова рельєфу, грунтово-рослинні особливості території, наявність акваторій різного розміру, вітровий режим, атмосферне зволоження території та інше.; своєрідність планування кожного міста, орієнтування, розміри вулиць і площ, особливості озеленення, співвідношення між промисловими і житловими кварталами, поверховість окремих районів і їх частин; спеціалізація міста.
Роль кожного з названих чинників у формуванні мікрокліматичних контрастів різна, але рідко буває так, що кожний фактор впливає роздільно, звичайно ж мікрокліматичні особливості окремих міст або їх районів і елементів є наслідком сумісного впливу всіх чинників при переважанні одного або двох з них. При цьому у кожному окремому випадку абсолютні значення мікрокліматичних контрастів температури і вологості повітря, швидкості вітру і інших елементів також залежатимуть від загальних погодних умов і пори року, від яких значною мірою залежить відносний вплив кожного чинника.
В результаті сумісної дії загальних і специфічних факторів в кожному сучасному місті формується складний штучний діяльний шар, структура якого робить значний вплив на фізичні характеристики не тільки приземного і прикордонного шарів, але у ряді випадків і вільної атмосфери.
Сумарний штучний діяльний шар сучасних великих міст
можна розділити на ряд підшарів:
- на рівні земної поверхні (асфальту вулиць і площ, рівні газонів),
- на рівні зелених насаджень (дерев парків і скверів, чагарників бульварів), на рівні дахів будівель переважаючої поверховості
- на рівні дахів висотних будівель.
В кожному з названих підшарів формуються свої системи радіаційних потоків, своєрідні умови забруднення, вентиляції, турбулентності.
Залежно від місця розташування міського жителя відносно перерахованих діяльних підшарів на нього впливатимуть різні радіаційні потоки, змінюватиметься спектральний склад прямої і сонячної радіації, температура і вологість повітря.
Для великих міст важливе значення мають дослідження мікроклімату закритих приміщень
— житлових і робочих кімнат з урахуванням їх орієнтування і архітектурного рішення. Хоча в них мікроклімат в чистому вигляді відсутній, але залежно від ступеня проникнення і трансформації сонячної радіації, в об'єднанні з штучними джерелами тепла
Таким чином, джерелом різноманіття мікрокліматичних умов великих міст
є відмінності в співвідношенні складових радіаційного і теплового балансу в окремих його районах, що викликаються будовою діяльної поверхні і особливостями радіаційного режиму.
Враховуючи загальну тенденцію зростання числа міст, збільшення їх розмірів (як за площею, так і за об'ємом через зростання поверховості будівель), можна стверджувати, що вплив великих міст на природу навколишніх районів буде зростати, а також зростатимуть і загострюватимуться мікрокліматичні контрасти в самих містах.
Ступінь впливу великих міст на оточуючу територію
завжди залежатиме від кількості промислових підприємств в них, розміщення їх по території міста, від потужності і хімічного складу промислових викидів, а також від вітрового режиму і загальних географічних особливостей території.
Температура повітря в великих містах України звичайно перевищує відповідні значення в їх околицях.
Дослідження сторічного ходу температури повітря в Києві показало, що при зіставленні середніх температур за окремі десятиріччя в період 1861—1970 рр. простежується загальна тенденція поступового зростання цієї характеристики, особливо при використанні відомостей про середню річну температуру. В окремі місяці картина різко ускладнюється через значну мінливість температури, викликаної циркуляційними процесами в атмосфері взимку.
Температурний контраст між містом і його передмістями
залежить від ландшафтної структури околиць і ступеня перетворення ландшафтів в межах міста.
Для наших міст характерна наявність зеленого оточення, а також органічне включення в межі міста або близькість водних об'єктів — річок, озер, заток, водосховищ і морів. Ці особливості розташування міст грають важливу роль у формуванні термічного режиму міста і його околиць, визначають величину термічних контрастів між ними, впливають на вертикальний розподіл температури і формування місцевої циркуляції в приземному шарі повітря.
Внаслідок зміни стану діяльної поверхні в сучасних містах створюються сприятливі умови для підвищення температури повітря, тому в містах весною і восени рідше спостерігаються заморожування, причому всі вони по інтенсивності слабкі в місті, ніж в передмісті.
Різниці температур місто — околиць мають добовий хід. Найбільші значення різниць температури місто — околиця
на Україні спостерігаються ввечері при ясній погоді, коли під впливом випромінювання зелених рослин в околицях великих міст відбувається інтенсивне охолодження повітря. В центральних частинах міст в цей час зберігаються достатньо високі температури через тепловіддачу, що триває в кам'яних будівлях і асфальтових покрить, які сильно прогріті за день. В вечірню пору в Києві і інших містах зафіксовані температури на 6—8° вище, ніж в їх околицях.
Наявність зеленого оточення забезпечує високі контрасти в розподілі температури повітря в містах і в денний час. Так, в полуденний час при безхмарній погоді в Києві зареєстровані випадки підвищення температури повітря в місті над околицями на 2—3°. Характерною рисою сучасних великих міст є значна мінливість температури повітря, як по горизонталі, так і по вертикалі, що викликане контрастами в щільності забудови і ступеня озеленення. В денний час на вулицях і майданах, в окремих подвір'ях температура зазнає значних змін на обмеженій територі , причому різниці в окремих випадках можуть досягати також 2-3°.
Дослідження просторового розподілу температури в Києві показали, що у напрямку до центру міста спостерігається підвищення температури, максимуми приурочені до районів, зайнятих площами Перемоги, Бессарабської, Богдан Хмельницького та ін.
Інтенсивне нагрівання повітря відбувається над дахами будівель щільно забудованих районів, а також над територіями великих промислових підприємств, де часто для забезпечення роботи транспорту багато ділянок асфальтують.
Всі такі райони є своєрідними осередками перегріву, островами тепла, що забезпечують формування теплих мас над центральними частинами міст.
Вологість повітря в великих містах
дещо нижче, ніж в околицях, що пов'язане з підвищенням температури, а також із загальним пониженням запасів вологи в атмосфері над містами, внаслідок зменшення або практично повного зникнення випаровування.
Інтенсивне нагрівання повітря в денний час забезпечує перенесення тепла і вологи від активної поверхні в атмосферу, що приводить до висушування приземних шарів повітря. Значну роль грає також відмінність у вечірньому охолоджуванні повітря над містом і околицями. Експериментальними дослідженнями в різних містах зафіксовані в окремих випадках відмінності в абсолютній вологості до 2,0—2,5 мб і відносній вологості до 11—20 %.
Контрасти елементів вологості місто — околиця
мають також добовий і річний хід. В добовому ходу максимальних значень вони досягають увечері і вдень, а в річному — влітку. Наявність на території міста зелених насаджень — скверів, бульварів і парків з газонами — забезпечує можливість місцевого підвищення значень елементів вологості. Так, в центральних районах Києва зафіксовані різниці відносної вологості в обідні години на рівнях 20— 150 см від активної поверхні в 13—19 %.
В зимовий час, коли знижується роль сонячної радіації в погодних процесах і підвищується дія циркуляції атмосфери, а випадання снігу і утворення сніжного покриву створює одноманітність властивостей активної поверхні, контрасти в розподілі вологості в місті і околицях згладжуються.
Тільки в безхмарні дні при слабкому вітрі в центральних районах міста, в межах островів тепла, створюються сприятливі умови для пониження відносної і абсолютної вологості повітря, унаслідок чого їх різниці місто — околиця можуть досягати відповідно 10—15 %.
Вітровий режим великих міст
характеризується низкою особливостей. Більшість дослідників відзначає, що швидкість вітру в місті знижується в порівнянні з відкритою територією. Але в деяких випадках в місті можливе також посилення швидкості вітру. Такі випадки можливі в містах, розташованих на території, що покривається пагорбами, при напрямах вітру, співпадаючих з напрямом вулиці, обмеженої багатоповерховими будівлями. При цьому внаслідок підйому повітряного потоку по схилу і звуження струменів спостерігається посилення швидкості вітру. Це вельми важливо для обрахунку максимальних швидкостей вітру при міському будівництві.
В великих містах напрямок вітру відрізняється найбільшою нестійкістю. Під час анемометричних зйомок в різних частинах Києва при стійкому вітрі, наприклад, західного напряму відмічалися потоки північно-східного, північно-західного, південно-східного, південно-західного і навіть східного напрямів.
Вітровий режим міста грає важливу роль в процесі охолоджування будівель, що необхідно враховувати при розробці планів будівництва нових або реконструкції старих міст з погляду їх загального планування. Без урахування переважаючого напряму вітру неможливе правильне розміщення промислових і житлових районів. При високих швидкостях вітру в даному районі доцільніше прокладати короткі вулиці з широким вживанням озеленення.
При ясній безвітряній погоді вдень між містом і околицями внаслідок термічних відмінностей створюються місцеві вітри, що дмуть від околиць до міста. В самому місті відмінності в нагріві освітлених і затінених частин вулиць і дворів обумовлюють свою місцеву циркуляцію повітря. В ній висхідна гілка формується над поверхнею освітлених стін, а низхідна — над затіненими стінами і частинами вулиць або дворів.
Наявність в містах водоймищ (озер, річок, водосховищ) також сприяє формуванню денної місцевої циркуляції від водоймища до міських ділянок, а вночі — навпаки, що впливає благотворно на чистоту приземного шару повітря, забезпечуючи вентиляцію міста.
Створення навкруги міст зеленого пояса лісів і садів з урахуванням особливостей рельєфу району може забезпечити постійне надходження потоків свіжого повітря в їх центральну частину.
Опади в місті.
В зимовий час в помірних широтах випадання твердих опадів відбувається при атмосферних процесах, що охоплюють величезні території. При цьому відмінності в кількості опадів простежуються тільки на значних територіях внаслідок зменшення вологи в атмосфері у процесі випадання опадів. В межах відстаней, характерних для більшості сучасних міст, в зимовий час відмінності в кількості опадів не повинні бути значними.
Відмінності в сумах опадів між містом і околицями в літній час пов'язані з особливостями термічного режиму міста. Інтенсивне нагрівання центральних районів міста викликає утворення потужних теплих повітряних мас. Якщо вологість повітря достатньо висока, то конвективні струми викликають утворення купчастих хмар (Сu), перехідних в могутні купчасті (Сu соng) і зливові (Сb). В процесі перетворення хмар відбувається їх зсув під впливом переважаючого перенесення в атмосфері, і опади випадають не в центральних районах міста, а на околицях міста, в підвітряних частинах. В тих випадках, коли вологість повітря недостатня для утворення хмар, потужні конвективні потоки, що формуються над центральними районами міста, є перешкодою для горизонтальних повітряних потоків, що поступають над містом в навітряній частині. Тому тут маси повітря, що приходять, відчувають додатковий примусовий підйом, внаслідок чого на навітряних частинах міста утворюються хмари і випадають осади.
Таким чином, найбільша кількість опадів в літній час випадають не в центральних районах міста, а на його околицях.
Блискавки
викликають велику цікавість, оскільки їх проходження часто викликає порушення в роботі електромережі і зв'язку, а випадання опадів у вигляді зливових дощів і граду — ерозію ґрунтів, веде до різкого зниження освітленості і видимості, що ускладнює роботу всіх видів транспорту.
Динамічна дія міської території
на повітряні потоки виявляється внаслідок значного зростання параметра шорсткості (Z0
) на ділянках, зайнятих багатоповерховими будинками і промисловими підприємствами, в порівнянні з природними ділянками. Так, в районі Києва, на колишніх степових ділянках, зайнятих міськими спорудами, відбувається стрибок в значеннях Z0
від 3—5 см до 3—4,5 м.
Термічний вплив міської території
є наслідком зміни в співвідношенні складових теплового балансу, викликаних заміною природної активної поверхні багатоповерховими будинками з металевими, черепичними або асфальтовими дахами, асфальтованими вулицями і площами, а також скверами, парками і бульварами.
Нагрів активної поверхні і атмосфери, формування потужних висхідних потоків нагрітого повітря є додатковим чинником, що усилює динамічну дію міст на повітряні потоки, оскільки часто вертикальна швидкість висхідних потоків значно перевищує швидкість горизонтального переміщення повітря. Таким чином, висхідні потоки є як би своєрідними „підвищеннями ", розташованими над містом. Термічний вплив міської території в районі Києва з найбільшою силою виявляється влітку, коли максимальні полуденні висоти сонця перевищують 50°, а щогодинні значення сумарної радіації можуть перевищувати 70 кал/см2
(0,3 Дж/см2
).
Тому внаслідок сумісної динамічної і термічної дії великого міста
на повітряні потоки, над центральними районами міста повинне бути менше гроз і зливових опадів, ніж на околиці. Безпосередньою причиною такого явища служить той факт, що грозові хмари, зароджуючись переважно над центром міста, до моменту досягнення грозової стадії встигають зміститися на околичні райони.
Також у містах фіксуються смоги.
Коротка кліматохарактеристика м. Черкаси.
Відомого стан забруднення атмосферного повітря залежить від рівня розвитку промислово-технічної політики, фІзико-географІчного положення, особливостей рельєфу, метеорологічних умов.
Синоптичні процеси в одні періоди проходять досить активно, в інші - малоактивно. Якщо атмосферні процеси змінюють швидко, то приземні шари атмосферного повітря швидше самоочищаються від забруднення. При малоактивному розвитку атмосферних процесів та застійних явищах в атмосфері складаються умови дія накопичення шкідливих речовин.
В першу чергу до несприятливих метеорологічних умов штиль, тобто безвітря, або досить слабка швидкість вітру 0-5 м/с. Таких днів у Черкасах буває в середньому за рік 20%, влітку у 1,5-2 рази більше. По-друге, слід враховувати розу вітрів. Оскільки промислові підприємства розташовані на південь від житлових масивів міста, то якраз вітри з південною складовою направляють димовий, газовий факел на місто. Часто вночі та вранці в атмосфері утворюються затримуючі шари - інверсії, які як «ковпак», як «шапка» затримують розсіювання викидів в верхні шари атмосфери.
Інверсії температури - це шари, в яких температура повітря підвищується з висотою в порівнянні з звичайним зниженням. Вони бувають призємними – пов’язані з охолодженням повітря від холодної земної поверхні, та припіднятими до висоти 1 - 2 км, які утворюються внаслідок опускання вниз повітря
Бризові вітри з добовою періодичністю спостерігаються влітку по берегам озер та крупних водоймищ (вдень вітер дує з поверхні водоймищ на нагріте місто, вночі навпаки з міста на водоймище ).
При малорухомому антициклоні (область підвищеного тиску )триалий час забруднене повітря обертається в місті. Тумани-аерозолі утворюються з перенасиченого повітря внаслідок його конденсації.
Несприятливі метеорологічні умови ( НМУ ) для високого забруднення атмоссферного повітря можуть бути короткочасними і більш тривалими зростає.
Місто Черкаси розташоване в лісостіповій зоні Дніпровської терасової рівнини, на відносно високому плато правого берега р.Дніпро, рельєф навколишньої місцевості являє собою злегка хвилясту рівнину. Навколо - сільськогосподарські угіддя, лісосмуги, фруктові сади, захисні смуги вздовж залізниці та шосейної дороги, окремі лісові масиви.
Температура повітря.
Середня річні температура повітря дорівнює: 7,2 0
С. Середня температура самого теплого місяця (липня): 20,0 0
С, самого холодного місяця (січня) : - 5,8 0
С.
Вітер.
Протягом року переважають вітри північно- західного напрямку. В холодні місяці переважають вітри східного та південно-західного напрямку, з червня по жовтень - північно-західного.
Температурні інверсії.
В числі умов, зумовлюючих накопичення або розсіювання забруднюючих промислових викидів, особливе значення мають відомості про приземні та припідняті інверсії, а також про ізотерми.
Інверсією температур називається підвищення температури повітря з висотою замість звичайного знижування.
Ізотермія- рівний хід температури (це частковий випадок інверсії).
Температурні інверсії зустрічаються як в приземному шарі повітря, починаючи від поверхні землі, так і до вільної атмосфери. Інверсія температури утворює затримуючі шари. В Черкасах аерологічні (висотні) спостереження не проводяться. Ближньою станцією, яка проводить такі спостереження є аерологічна станція Київ.
В характеристиці приводяться опрацьовані дані аерологічних спостережень за десять років. Випуски радіозондів на аерологічної станції Київ проводились чотири рази за добу: вночі (03 години), вранці (09 години), вдень (15 годин), ввечері (21 година).
За даними аерологічної станції Київ за десятеричний період найбільша кількість приземних
інверсій спостерігається в нічний час, менше в вечерні та ранкові часи, найменше -в денні часи.
В річному ході найбільша кількість приземних інверсій спостерігається вночі з квітня по жовтень ( з
максимумом в вересні ), вранці - в вересні та жовтні, вдень - в зимові місяці (січень, грудень), ввечері- з серпня по жовтень