ЗМІСТ
Загальна частина
Анотація
Визначення метеорологічних і кліматичних факторів
1. Визначення радіаційного балансу діяльного шару землі
1.1 Розрахунок радіаційного балансу
1.2 Побудова діаграми добового розподілу радіаційного балансу
2. Аналіз теплового режиму атмосфери
2.1 Визначення розподілу температури атмосферного повітря по висоті
2.2 Побудова графіку кривої стратифікації
2.3 визначення характеру стану атмосфери
3. Аналіз розподілу водяної пари в атмосфері
3.1 Визначення характеристик вологості повітря
3.2 Визначення розподілу вологості повітря по висоті
3.3. Розрахунок умов конденсації водяної пари в атмосферному повітрі
3.4 Визначення рівня конденсації
3.5 Визначення висоти шару перемішування
3.6 Побудування графіку кривої стану повітря
4. Аналіз режиму вітрів
5. Кліматична характеристика місцевості
6. Характеристика об’єкта – джерела забруднення
7. Аналіз впливу метеорологічних факторів на рівень забруднення атмосфери
7.1 Аналіз режиму вітрів
7.2 Аналіз стратифікації атмосфери
7.3 Аналіз повторюваності туманів і атмосферних опадів
7.4 Аналіз несприятливих метеорологічних умов ( НМУ )
8.Аналіз метеорологічних умов поширення домішок
Література
ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
У сучасних умовах швидкого розвитку промисловості, росту міст, посилюється вплив на навколишнє середовище. Атмосфера є одною з основних систем навколишнього середовища. Суттєвий вплив на перенесення речовин в атмосфері справляють метеорологічні умови. В ГОСТ 17.2.3.02-78 « Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями» зазначається необхідність врахування при встановленні гранично допустимих викидів (ГДВ) кліматичних умов місцевості.
Урахування результатів досліджень забруднення атмосфери і кліматичних умов, що визначають розсіювання речовини в атмосфері, необхідне також при державному плануванні заходів по охороні атмосферного повітря, для раціонального розташування житлових районів та підприємств , а також для регулювання викидів шкідливих речовин джерелами забруднення в окремі короткі періоди часу при несприятливих умовах для розсіювання.
У рамках вивчення курсу «Метеорологія і кліматологія» студенти виконують курсову роботу, мета якої складається у визначенні та аналізі метеорологічних і кліматичних факторів, пов’язаних із фізичними процесами, що формують клімат певної місцевості і впливають на розсіювання домішок в атмосфері.
У ході курсової роботи студенти повинні показати свої знання у розв’язанні наступних питань:
· Обробка та аналіз кліматичних спостережень;
· Виявлення зв’язків між кліматичними та екологічними процесами;
· Визначення метеорологічних умов, що найбільш суттєво впливають на рівень забруднення атмосфери даної місцевості;
· Застосування метеорологічних знать при вирішенні завдань оцінки об’ємів;
· Напрямків та швидкостей атмосферних міграцій забруднювачів довкілля
· Аналіз найбільш несприятливих ситуацій при атмосферних міграціях забруднювачів стосовно до певних умов розташування джерел шкідливих викидів.
У курсову роботу входить пояснювальна записка у супроводженні відповідного графічного матеріалу, яка складається із анотації і двох частин.
Перша частина направлена на засвоєння студентами знань фізичної суті процесів, що формують клімат, і їх практичне застосування при визначенні метеорологічних факторів, які впливають на розсіювання домішок в атмосфері.
Перша частина містить такі розділи:
- Визначення радіаційного балансу діяльного шару землі
- Аналіз теплового режиму атмосфери
- Аналіз розподілу вологості в атмосфері
- Визначення кількості та інтенсивності опадів
- Аналіз режиму вітрів
- Побудування кліматограми
Графічний матеріал, яким супроводжується пояснювальна записка першої частини повинен містити: графік добового розподілу сумарної сонячної радіації та радіаційного балансу, графік кривої стратифікації, графік кривої стану атмосферного повітря, розу вітрів. У кінці першої частини будується загальна кліматограма для заданої місцевості.
Друга частина курсової роботи присвячена аналізу впливу метеорологічних факторів на рівень забруднення атмосфери в районі розташування заданого промислового підприємства і населеного пункту. Друга частина містить такі підрозділи:
- Аналіз режиму вітрів
- Аналіз стратифікації атмосфери
- Аналіз повторюваності туманів та атмосферних опадів
- Аналіз несприятливих метеорологічних умов (НМУ)
- Аналіз метеорологічних умов поширення домішок
атмосфера забруднення метеорологічний радіаційний
АНОТАЦІЯ
Адміністративне розташування
Миколаїв – адміністративний центр Миколаївської області. центр Жовтневого і Миколаївського районів. Місто розташоване при впадінні річки Інгул у Південний Буг, за 65 кілометрів від Чорного моря.Загальна площа міських земель становить 25,3 тис. га (260 кмІ).Миколаїв посідає дев'яте місце за чисельністю населення в Україні; тут мешкає понад 506 400 чоловік ( дані на 2008 рік). Густота населення - 1 959осіб/кмІ. Загальна довжина вулиць, проїздів та набережних – 960 км.
Фізико-географічне районування
Місто Миколаїв розташоване в Степовій зоні півдня України. Згідно з фізико-географічним районуванням України (1968) територія міста розміщена на межі двох фізико-географічних областей – Бузько-Дніпровської та Дністровсько-Бузької степових областей Причорноморської південностепової провінції.
Територія Миколаїва лежить на Причорноморській низовині, тобто має низовинний рельєф. Характерними грунтами для Миколаїває супіски з домшками вапнякових включень.
Географічні координати міста 46°58′31″ пн.ш. і31°59′37″ сх.д. Висота над рівнем моря42 м
Середня місячна температура
| Й | ЙЙ | ЙЙЙ | ЙV | V | VЙ | VЙЙ | VЙЙЙ | ЙX | X | XЙ | XЙЙ | рік |
| -3.5 | -2.8 | 2.1 | 9.4 | 16.5 | 20.3 | 23.2 | 22.2 | 17.0 | 10.3 | 3.9 | -1.2 | 9.8 |
Середня місячна відносна вологість
| Й | ЙЙ | ЙЙЙ | ЙV | V | VЙ | VЙЙ | VЙЙЙ | ЙX | X | XЙ | XЙЙ | рік |
| 87 | 84 | 86 | 67 | 63 | 62 | 58 | 60 | 66 | 76 | 86 | 87 | 73 |
Швидкість повітря
| Й | ЙЙ | ЙЙЙ | ЙV | V | VЙ | VЙЙ | VЙЙЙ | ЙX | X | XЙ | XЙЙ | рік |
| 4.7 | 5.0 | 5.1 | 4.5 | 4.4 | 3.9 | 3.6 | 3.6 | 3.6 | 4.0 | 4.3 | 4.6 | 4.3 |
Середньомісячна сума опадів
| Й | ЙЙ | ЙЙЙ | ЙV | V | VЙ | VЙЙ | VЙЙЙ | ЙX | X | XЙ | XЙЙ | XЙ- ЙЙЙ | ЙV- X | рік | |
| Середня кількість | 28 | 25 | 25 | 29 | 39 | 68 | 43 | 42 | 27 | 33 | 31 | 32 | 141 | 281 | 422 |
| Максимальна кількість | 65 | 57 | 61 | 87 | 124 | 145 | 167 | 153 | 148 | 103 | 123 | 82 | 602 |
Повтор туманів
| Й | ЙЙ | ЙЙЙ | ЙV | V | VЙ | VЙЙ | VЙЙЙ | ЙX | X | XЙ | XЙЙ | рік |
| 11 | 8 | 6 | 3 | 2 | 0.9 | 0.5 | 0.6 | 2 | 5 | 9 | 12 | 60 |
Повтор хмурих днів
| Й | ЙЙ | ЙЙЙ | ЙV | V | VЙ | VЙЙ | VЙЙЙ | ЙX | X | XЙ | XЙЙ | рік |
| 17.2 | 15.9 | 13.4 | 9.1 | 7.0 | 4.9 | 2.3 | 2.6 | 3.8 | 8.6 | 16.7 | 18.9 | 120 |
Повтор вітрів
| С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ | штиль | |
| Й | 15 | 21 | 12 | 11 | 10 | 10 | 8 | 13 | 6 |
| VЙЙ | 23 | 18 | 4 | 3 | 6 | 14 | 9 | 23 | 10 |
| рік | 15 | 21 | 11 | 8 | 12 | 12 | 7 | 14 | 8 |
Середня температура грунту
| Й | ЙЙ | ЙЙЙ | ЙV | V | VЙ | VЙЙ | VЙЙЙ | ЙX | X | XЙ | XЙЙ | рік |
| -3 | -2 | 4 | 13 | 22 | 26 | 30 | 28 | 20 | 12 | 4 | -1 | 13 |
Тип ґрунтів – супіски з домішками вапнякових включень
ВИЗНАЧЕННЯ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ТА КЛІМАТИЧНИХ ФАКТОРІВ
1) Визначення радіаційного балансу діяльного шару землі
1.1 Розрахунок радіаційного балансу
Радіаційний баланс діяльного шару землі R являє собою суму короткохвильової радіації Rк та довгохвильової радіації Rд і залежить від складових його потоків
Sг – потік сонячної радіації на горизонтальну земну поверхню Вт/м2
D- потік розсіяної радіації на земну поверхню Вт/м2
А- альбедо земної поверхні
ВЕФ- ефективне випромінювання
Величина ВЕФ у свою чергу визначається так
- постійна Стефана-Больцмана
- відносна випромінююча властивість земної поверхні
Т3- температура земної поверхні
ТА – середнє значення температури повітря найбільш теплого місяця року
e- парціальний тиск водяної пари
| величина потоків | значення потоків | ||||||||||
| Години доби | |||||||||||
| 2-3 | 3-4 | 4-5 | 5-6 | 6-7 | 7-8 | 8-9 | 9-10 | 10-11 | 11-12 | ||
| Sг | — | — | 15 | 91 | 195 | 349 | 502 | 607 | 701 | 747 | |
| D | — | — | 8 | 49 | 84 | 99 | 112 | 126 | 128 | 133 | |
| Q | — | — | 24 | 140 | 279 | 448 | 614 | 733 | 829 | 880 | |
| R | — | — | 13.6 | 79.7 | 159 | 255 | 349.9 | 417.7 | 472.5 | 501.4 | |
| 21-22 | 20-21 | 19-20 | 18-19 | 17-18 | 16-17 | 15-16 | 14-15 | 13-14 | 12-13 | ||
| Години доби | |||||||||||
2) Аналіз теплового режиму атмосфери
2.1 Визначення розподілу температури атмосферного повітря по висоті
Розподіл температури атмосферного повітря по висоті характеризується вертикальним температурним градієнтом, оС/м
де Дt = tВРn – tВРn-1 - різниця температур повітря на верхньому та нижньому рівнях, оС
Д Z – різниця рівнів, м
– вертикальний температурний градієнт відповідно до кожного рівня висоти
| Z1 | Z2 | Z3 | Z4 | Z5 | |
| Рівні стратифікації | 45 | 150 | 600 | 1300 | 2000 |
| n, оС/100м | -1.5 | -1.0 | 0 | 0.8 | 1.7 |
Визначення розподілу температури по висоті tВР1 чtВР5 проводять за формулою
tВР0 =- 2.8 оС
tВР1 =-[(-1.5∙45)/100] + (-2.8)=-2.1 оС
tВР2 =-[(-1∙105)/100] – 2.1 = -1.05 оС
tВР3 =-[(0∙450)/100] -1.05 = -1.05 оС
tВР4 =-[(0.8∙700)/100] – 1.05= -6.65 оС
tВР5 =-[(1.7∙700)/100] – 6.65 = -18.55 оС
2.2 Побудова графіка кривої стратифікації
Користуючись визначеними даними зміни температури повітря з висотою у заданий період року, будують графік кривої стану атмосферного повітря – кривої стратифікації. На горизонтальній осі координат відкладають значення температур, а на вертикальній – висоту.
2.3 Визначення характеру стану атмосфери
Метод визначення характеру стану атмосфери передбачає порівняння динаміки зміни кривої стратифікації з кривою стану суміші повітря, що адіабатично підіймається.
Крива стану суміші повітря, що адіабатично підіймається характеризується величиною адіабатичного градієнта
а =(Дt/ Дz)∙ 100= 1оС/100м
За даною формулою визначаються температури tВР1 ч tВР5 і будується крива стану суміші повітря, що адіабатично підіймається, відповідно до заданих рівнів z
За даними малюнку проводиться аналіз характеру стану атмосфери на кожному рівні:
z1= 45м (1= -1.5 1 ‹ 0) – інверсія
z2= 150м (2 = -1.0 2 ‹ 0) – інверсія
z3= 600м (3 = 0 ) - ізотрмія
z4= 1300м (4 = 0.8 4 ‹ а ) – слабо усталена
z5= 2000м (5 = 1.7 5 ‹ а ) – неусталена
Визначаємо розподіл температури суміші повітря
tВР1 =-[(1∙45)/100] + (-2.8) = -3.25 оС
tВР2 =-[(1∙105) /100] – 3.25 = -4.3 оС
tВР3 =- 450 /100- 4.3 = -8.8 оС
tВР4 =- 700 /100-8.8 = -15.8 оС
tВР5 =-700 /100-15.8 = -22.8 оС
3) Аналіз розподілу водяної пари в атмосфері
3.1 Визначення характеристик вологості повітря
Пружність ( парціальний тиск) водяної пари визначається формулою
де ц – відносна вологість повітря, %, приймається за [1]
Е- тиск насиченої пари
Абсолютна вологість повітря визначається формулою
a=217∙e/Т
де Т= 273 + ta , оК
Питома вологість повітря, г/кг, визначається як
S=622∙ e/p
де р- атмосферний барометричний тиск приймається рівним 1013.3 гПа.
Для умов проекту визначаємо характеристики вологості повітря
ц = 84%= 0.84
Е= 4.97
e = 0.84 ∙ 4.97= 4.17 гПа
a=217∙4.17/(-2.8+273) = 3.3 г/м3
S=622∙ 4.17/1013.3= 2.5 г/кг
Розподіл вологості по висоті характеризується величинами відносної цzабо абсолютної azвологості на відповідних рівнях
цz= ez/ Ez∙100%
az= 217∙ ez/ TВР
де ez – парціальний тиск ненасиченого вологого повітря, гПа, на висоті zвизначається за формулою
e= eо∙10-z/6300
Еz – тиск насиченої водяної пари, гПа, при температурі повітря на рівні tВР на висоті z
eо – пружність водяної пари на рівніzо
TВР – температура повітря на відповідних рівнях
Розрахунки розподілу вологості повітря зводяться у таблицю
| Висота | tВР | Е | е | ц | а |
| 45 | -2,1 | 5,24 | 4,1 | 78% | 3,27 |
| 150 | -1,05 | 5,68 | 3,9 | 68% | 3,11 |
| 600 | -1,05 | 5,68 | 3,3 | 58% | 2,63 |
| 1300 | -6,65 | 3,72 | 2,6 | 70% | 2,12 |
| 2000 | -18,55 | 1,42 | 2 | 100% | 1,7 |
е45= 4.17∙ 10-45/6300 = 4.1 ц45= 4.1/ 5.24 ∙100%= 78%
e150= 4.17∙ 10-150/6300= 3.9 ц150= 3.9/ 5.68 ∙100%= 68%
e600= 4.17∙ 10-600/6300= 3.3 ц600= 3.3/ 5.68 ∙100%= 58%
e1300= 4.17∙ 10-1300/6300= 2.6 ц1300= 2.6/ 3.72 ∙100%= 70%
e2000= 4.17∙ 10-2000/6300=2 ц2000= 2/ 1.42 ∙100%= 100%
a45= 217∙ 4.1/-2.1 +273= 3.27
a150= 217∙3.9 /-1.05 +273= 3.11
a600= 217∙ 3.3/-1.05 +273= 2.63
a1300= 217∙ 2.6/-6.65 +273= 2.12
a2000= 217∙2 /-18.55 +273= 1.7
3.3 Розрахунок умов конденсації водяної пари в атмосферному повітрі
1.При радіаційному охолодженні земної поверхні охолоджується і прилеглий до неї шар повітря, що в багатьох випадках приводить до конденсації водяної пари.
Проводиться розрахунок умов конденсації насиченого волого повітря з температурою tВП=tа , яке охолоджується до температури tох:
Да =авп -аох
де абсолютна вологість насиченого повітря авп чи аох визначається відповідно
авп= 0.8 ∙ Евп /(1+ 0.004 ∙ tВП)
аох= 0.8 ∙ Еох/ (1+ 0.004 ∙ tох)
де Еох – тиск насиченого повітря, охолодженого до температури tох, яка приймається за завданням
tох= tа- (10ч 15 оС)
tох = =2.8 - 11= -13.8 оС
Евп= 4.97
Еох= 2.11
авп= 0.8 ∙ 4.97/(1+ 0.004 ∙(-2.8))= 4.02 г/м3
аох= 0.8 ∙ 2.11/ (1+ 0.004 ∙(-13.8))= 1.79 г/м3
Різниця величин абсолютної вологості насиченого та охолодженого повітря становить
Да = 4.02 – 1.79 = 2.23 г/м3
Таким чином, за таких умов в 1 м3 атмосферного повітря сконденсується 2.23 г/м3 водяної пари
2. Конденсація водяної пари відбувається також при змішуванні двох близьких до стану насичення мас повітря, які мають різну температуру.
Розрахунок кількості водяної пари, що сконденсується і видалиться з повітря, та розрахунок підвищення температури суміші мас повітря виконується в наступній послідовності.
У першому наближенні температура суміші
tСІ =( t1 + t2) / 2
t2 = - (15 ч 20 оС)
де t1 – температура повітря на рівні z2=150м
t2- температура холодної маси повітря
t2= -1.05 – 16.95= -18оС
tСІ =( -1.05 – 18)/ 2= -9.5
Тиск насиченої пари при t1 і t2 визначається за додатком 1, а їх середнє значення становить
Еср= (Е1+ Е2) /2
Еср= ( 5.68+ 2.98) /2
При температурі суміші tСІ і відповідному значенні тиску насиченої пари Ес надлишок водяної пари становить
ДЕ= Еср- Ес
ДЕ = 4.33 – 2.98= 1.35 ∙ 10-3 гПа
Визначається кількість вологи, г, що видаляється з 1кг надлишку насиченого вологого повітря в процесі конденсації ( питома вологість)
ДS= 622 ∙ДЕ / р
ДS= 622 ∙ 1.35 ∙ 10-3/1013.3= 0.82 ∙ 10-3 г
При конденсації водяної пари виділяється теплота конденсації. ЇЇ питома величина кДж/кг, визначається як
qк = 2500+ 1.806∙ tСІ
qк = 2500+ 1.806∙ (-9.5) = 2483
Загальна кількість теплоти конденсації визначається залежністю
Qк = qк ∙ ДS
Qк = 2483 ∙ 0.82 ∙ 10-3= 2.04
При цьому підвищується температура суміші повітря на величину
Дt=Qк /с
де с = 1.005 кДж/(кг оС) – питома теплоємність повітря при постійному атмосферному тиску
Дt=2.04 /1.005 = 2.03 оС
Остаточно температура повітря, яку набула суміш у ході конденсатоутворення, визначається як
tС = tСІ + Дt
tС = -9.5 + 2.03 = -7.47
Таким чином, при конденсації водяної пари температура суміші підвищується від -9.5 до -7.47 оС
3.4 Визначення рівня конденсації
Рівень конденсації визначається за формулою, м,
Жк= 122 ∙(tа- )
де tа- середня температура заданого місяця, оС
- температура точки роси оС, на початковому рівні Жо
= - 5.01 оС
Жк= 122 ∙(-2.8- (-5.01)) = 280м
Температура на рівні конденсації при адіабатичному підійманні вологого повітря визначається, як, оС
tк =tа- Жк /100
tк= -2.8- 280/ 100= -5.6
Таким чином рівень Жк= 280м відповідає межі, на якій розпочинає відбуватись конденсаційні процеси і характеризує висоту утворення купчастих хмар над земною поверхнею.
3.5 Визначеня висоти шару перемішуваня
Усталеність примежового шару атмосфери характеризується так званою «висотою шару перемішування», де на розсіювання забруднювачів значною мірою впливає конвективне та турбулентне перемішування.
Висота шару перемішування (рівня конвекції) обумовлюється рівнем, на якому температура насиченої маси повітря tнас , що адіабатично підіймається, досягає температури навколишнього атмосферного повітря tн.п , тобто висота шару перемішування визначається за умови tнас = tн.п . Розрахунок рівня конвекції здійснюється у такій послідовності.
1. визначається адіабатичний градієнт в , величина якого залежить від атмосферного тиску pzk на рівні Жк і tк
Для знаходження значення pzk необхідно визначити вертикальний градієнт тиску G, гПа/ 100м,
G= g∙ р /R∙ (273 + tа)
Де g – прискорення вільного падіння
р – барометричний тиск
R – питома газова постійна вологого повітря, м2/(с2К), що знаходиться як
R= Rс∙ (1 + 0.608 ∙s)
Де Rс- питома газова постійна сухого повітря, 287 м2/(с2К)
R= 287 ∙ ( 1+ 0.608 ∙ 2.5)= 723.24 м2/(с2К)
G= 9.81 ∙ 1013.3 / 723.24 ( 273+ (-2.8)) = 0.051 гПа/ 100м
Величина атмосферного тиску на висоті Жк визначається як
pzk = р + Др = р + (-G ∙ Жк)
Значення волого адіабатичного градієнта в приймається за додатком відповідно до одержаних pzk і tк
Виходячи з отриманого значення в , визначається розподіл температури насиченої маси повітря tнас по висоті.
2. Визначається температура навколишнього атмосферного повітря tн.п на рівні Жк і далі її розподіл по висоті, виходячи з tврn і n . Результати розрахунків заносять в таблицю.
3.6 Побудова графіку кривої стану повітря
Графік повинен містити:
1. криву стратифікації для періоду року, що досліджується;
2. криву стану повітря, що адіабатично підіймається
3. криву стану насиченої маси повітря
По горизонтальній осі відкладаються значення температури, оС, а по вертикальній – висота Ж, м. На графік наносяться визначені рівні конденсації Жк та висота шару перемішування Жш.п.
| температура повітря, оС | відповідно по висоті, м | |||||||
| 280 | 800 | 1200 | 1900 | 1910 | 1920 | 1925 | 2000 | |
| Насиченої маси повітря | -5.6 | -9.29 | -12.13 | -17.1 | -17.17 | -17.24 | -17.28 | -17.81 |
| навколишнього повітря | 10.69 | 1.85 | -4.95 | -16.85 | -17.02 | -17.19 | -17.28 | -18.55 |
Таким чином, одержано, що висота шару перемішування знаходиться на рівні Zш.п= 1925м
4) Аналіз режиму вітрів
Для проведення аналізу режимі вітрів, що характеризує метеорологічні умови заданого району, будується роза вітрів для теплого, холодного періоду року та річна роза вітрів.
По 8 румбам відмічають у процентному відношенні значення повторюваності вітрів у відповідних напрямках, що характерні для теплого (липень) періоду року, для холодного ( січень) періоду року та річні значення.
5) Кліматична характеристика місцевості
Характеристика кліматичного режиму місцевості складається на основі кліматограми, яка являє собою графічне відображення річного ходу основних метеорологічних елементів у даній місцевості:
1. середня місячна температура повітря, оС ;
2. відносна вологість повітря, %;
3. середня місячна швидкість повітря, м/с;
4. середня місячна сума опадів, мм;
5. місячний максимум опадів, мм;
6. повторюваність туманів, % .
6) Характеристика об’єкта – джерела забруднення
Метеорологічні умови суттєво впливають на процеси перенесення і розсіювання шкідливих речовин в атмосфері. Для аналізу і прогнозування цих процесів необхідно враховувати характеристику джерела забруднення.
Для заданого промислового підприємства характеристика основних джерел викидів повинна бути представлена:
- висотою джерела викидів над рівнем землі, Н=40 м;
- діаметром устя джерела, D=1.3м;
- об’ємом газоповітряної суміші, V1=32 м3/с
- масовий викид забруднювача, М, г/с;
- середньою швидкістю виходу димових газів з устя джерела викиду що=12 м/с;
- температурою суміші, що викидається, Твик= 60оС;
- кількістю джерел з приблизно однаковими параметрами викидів,N= 4 шт;
- відстанню від підприємства до населеного пункту L=800м.
Аналіз рівня забруднення атмосфери в районі розташування промислового підприємства та на території населеного міста проводиться на основі якісної оцінки впливу основних метеорологічних та кліматичних параметрів. Зазначаються також періоди року найбільш несприятливих метеорологічних умов з точки зору їх впливу на підвищення рівня забруднення атмосфери в даному районі.
7) Аналіз впливу метеорологічних факторів на рівень забруднення атмосфери
7.1 Аналіз режиму вітрів
Рівень забруднення атмосфери в районі розташування джерел викидів промислових домішок і на відстані від них суттєво залежить від швидкості та напрямку вітру.
Для кожного джерела існує деяка небезпечна швидкість вітру Uм , при якій спостерігаються максимальні концентрації домішок у приземному шарі атмосфери. Небезпечна швидкість вітру пропорційна параметру Vм.
Для нагрітих викидів
,
де ДТ- різниця між температурою суміші, що викидається, температурою навколишнього повітря, оС;
ДТ= |tвик- tа|= 60-(-2.8) =62.8
Н – висота джерела викидів над рівнем землі, м;
N- кількість труб приблизно однаковими параметрами викидів, шт.;
V – сумарний об’єм газоповітряної суміші, що викидається а атмосферу усіма джерелами, визначається як
V =V1 · N
де V1 – витрата газоповітряної суміші одним джерелом, м3/с
м3/с
Vм > 2 м/с, отже
Uм= Vм (1 + 0.12)
що = 4· 40· 4/3.14· 1.32 · 4 = 30.2м/с
f = 1000 (1.3 · 30.2) /1600 · 62.8 = 0.39
Uм= 3.02 ( 1+ 0.12)= 3.6м/с
3.6-5.0= 1.4 – не створюються небезпечні умови для розсіювання домішок
Безпосереднім фактором, що визначає ступінь забруднення атмосфери, є напрямок вітру. Аналіз повторюваності різних напрямків вітру у різні періоди року, особливо із боку підприємства – джерела викидів, проводиться з урахуванням відстані між підприємством і житловою забудовою, ураховуючи, що максимум концентрацій шкідливих речовин створюється на відстані , кратній 10 -20 висотам труб для низьких джерел викиду (Н ≤ 50 м), і на відстані 20-40 висот труби для високих джерел ( Н> 50 м).
Висота джерела забруднення, даного мені для розрахунків, становить 40м, отже воно відноситься до низьких джерел.
Х mах= 10ч 20 Нтр = 400 ч 800м
Відстань до населеного пункту за умовою становить 800 м. Отже житлова забудова розміщена за межею розповсюдження максимальної концентрації домішок в атмосфері.
7.2 Аналіз стратифікації атмосфери
До основних факторів, що впливають на рівень забруднення атмосфери належать її стратифікація.
Найбільшої уваги потребують метеорологічні умови, що характеризуються інверсійним розподілом температури в атмосфері. До таких умов відносять приземні та піднесені інверсії.
У розглянутому мною випадку шар інверсії розташовується безпосередньо над трубою джерела викиду забруднюючих речовин ( шар інверсії розташовується на висоті 45м, при висоті джерела забруднення 40м). Отже у приземному шарі атмосфери можуть складатися небезпечні умови забруднення, оскільки інверсійний шар обмежує підіймання викидів у вищі шари атмосфери, і сприяє їх опусканню та накопиченню у землі.
7.3 Аналіз повторюваності туманів і атмосферних опадів
На формування певного рівня забруднення атмосферного повітря суттєво впливають також тумани і опади.
Повторюваність туманів.
Туманом називають сукупність зважених у повітрі крапель води або кристалів льоду, які погіршують дальність видимості на відстань до 1 км. Наявність туманів є додатковим метеорологічним фактором , підсилюючим забруднення приземного шару атмосфери.
Середньорічна кількість туманів для міста Миколаїва дорівнює 5 , а кількість туманів для заданого місяця ( лютого) дорівнює 8 . Отже у даний період тумани будуть створювати небезпечні метеорологічні умови поширення домішок у приземному шарі атмосфери.
Сприятливі метеорологічні умови для даної місцевості , з місячною кількістю туманів меншою ніж середньорічна, будуть створюватися з квітня по вересень.
Атмосферні опади
Атмосферні опади ( особливо дощі) відіграють важливу роль у процесах самоочищення атмосфери.
Середньорічна сума атмосферних опадів для заданої місцевості становить 35 , а кількість опадів для лютого місяця становить лише 25 . На основі цих даних ми можемо зробити висновки, що недостатня кількість опадів створюватиме небезпечні метеорологічні умови у даний період року.
Поліпшуючим метеорологічним фактором для міста Миколаїва, кількість атмосферних опадів буде у період з травня по серпень( у ці місяці середньомісячна кількість опадів перевищує середньорічну).
7.4 Аналіз несприятливих метеорологічних умов (НМУ)
Для району розташування підприємства в досліджуваний період виявляються найбільш несприятливі метеорологічні умови, що обмежують розсіювання промислових викидів в атмосфері.
До таких умов для міста Миколаїва у лютому місяці належать:
- наявність піднесеної інверсії;
- повторюваність туманів.
8. Аналіз метеорологічних умов поширення домішок
Аналіз метеорологічних умов поширення домішок зводиться до визначення форми димової струмини, характерної для заданих джерел викидів, виходячи із метеорологічних умов даної місцевості.
Для заданих мені джерел викиду характерною являється задимляючи струмина ( зрізана зверху). Вона утворюється в умовах, коли усталений шар повітря розташовується на невеликій відстані від місця викиду, тобто струмина обмежена зверху інверсією. Приземні концентрації у таких умовах можуть досягати високих значень.
ЛІТЕРАТУРА
1. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика./ Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1983.-с.136.
2. В.А. Барановський. Екологічний атлас України.- Київ: Географіка, 2000.-40с.
3. Методическое пособие по курсу « Метеорология и климатология». Краткий атлас облаков.- Кременчук,1996
4. Практикум по курсу « Метеорология и климатология» для студентов экол. специальности.- Кременчук,1996
5. Методические указания по прогнозу загрязнения воздуха в гродах / Под ред.. д.ф.-м.наук, проф.. М.Е.Берлянда,-Л. Гидрометеоиздат, 1983 – 78с.
6. П.И.Колесник. Метеорология. Практикум.- Киев: Вища школа, 1986.- 175с.