Экологические особенности городской среды - Ольга Чекмарева

Радиационный режим, мощность потоков света и тепла, падающих на земную поверхность, зависит от географической широты местности и состояния атмосферы. Учитывается прямая и рассеянная солнечная радиация. Прямая солнечная радиация – часть солнечной радиации, поступающей на поверхность в виде пучка параллельных лучей, исходящих непосредственно из видимого диска солнца. Рассеянная (диффузная) солнечная радиация – часть солнечной радиации, поступающей на поверхность со всего небосвода после рассеяния в атмосфере. Радиационный режим определяется поступающей от солнца суммарной солнечной радиацией.

Температурный режим, его оценка строится на основе анализа средней месячной и годовой температуры воздуха, вероятности различных градаций температуры воздуха в холодный и теплый периоды года.

Степень континентальности климата может быть выражена через годовую амплитуду колебаний среднемесячных температур воздуха по формуле:

где tс.ж.м. – среднемесячная температура наиболее жаркого месяца года;

tс . х . м . – среднемесячная температура наиболее холодного месяца года.

Ветровой режим – причиной перемещения воздуха является неодинаковый нагрев земной поверхности. Воздушные массы перемещаются в направлении от высокого давления к низкому. Чем больше разность давления, тем выше скорость ветра. Направление ветра определяется той частью горизонта, откуда он дует. В СНиПе приведены следующие показатели ветрового режима: преобладающее направление ветра за декабрь – февраль и июнь – август, максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь и минимальная за июль в м/с.

Многолетние показатели ветрового режима, характерного для данной местности, принято изображать так называемой «розой ветров». Применяют розы ветров по направлению ветра, по повторяемости направления ветров и по скорости ветра. По длительности периода года различают годовую, сезонную и месячную розы ветров.

Влажность воздуха, различают абсолютную и относительную влажность воздуха. Для характеристики абсолютной влажности пользуются величиной парциального давления водяного пара в воздухе, называемой упругостью водяного пара. Предельное значение упругости соответствует максимально возможному насыщению воздуха водяным паром. Чем выше температура, тем больше будет значение предельной упругости.

Относительная влажность воздуха – это отношение упругости водяного пара к его предельной упругости, соответствующей данной температуре.

Относительная влажность воздуха характеризует степень насыщения воздуха влагой и выражается в процентах. В СНиПе приводятся значения среднемесячной относительной влажности воздуха наиболее холодного и наиболее теплого месяцев.

Там же приводится схематическая карта зон влажности для стран СНГ.

Атмосферные осадки – это вода в жидком и твердом состоянии, которую получает земная поверхность в виде дождя, снега и града. Осадки определяют миграцию и распространение различных веществ, в том числе загрязняющих. Они играют значительную роль в круговороте влаги. Среднее количество осадков за временной период определяется высотой слоя воды в миллиметрах, образовавшегося на горизонтальной поверхности земли от выпавшего дождя, мороси, обильной росы и тумана, растаявшего снега, града, снежной крупы. Данные о количестве осадков за ноябрь – март и апрель – октябрь в городах стран СНГ приведены в СНиПе.

Под влиянием неоднородности земной поверхности возникают локальные климатические особенности. Микроклимат – это климат приземного слоя воздуха небольшой территории. На формирование микроклимата оказывает воздействие орография территории местоположения участка. Выделяют следующие местоположения: вершины, верхние, средние и нижние части склонов (южных и северных), понижения, дно долин (продуваемых и непродуваемых), замкнутые понижения и котловины, поймы и первые террасы, надпойменные террасы. Территория каждого типа местоположения имеет свой определенный микроклимат, метеорологические показатели которого отличаются от показателей открытого ровного места.

Водоемы – моря, озера, водохранилища, реки – оказывают влияние на изменение микроклимата прилегающих к ним территорий. Выделяют зоны постоянного и сильного, а также слабого и несистематического влияния. Весной и в начале лета водоем охлаждает прилегающую территорию, а в конце лета и осенью отепляет ее. Водоемы способствуют увлажнению воздуха и уменьшению его запыленности. Скорость ветра вблизи водоемов уменьшается днем и увеличивается ночью.

На микроклимат территории также оказывают влияние альбедо (отражательная способность) подстилающей поверхности (снега, воды, песка, травы, земли), загрязненность атмосферы, характер растительного покрова.

Выделяют микроклиматическую изменчивость радиационного, температурного и ветрового режимов. В целом микроклиматические изменения общеклиматических режимов могут быть описаны следующим образом:

– микроклиматическая изменчивость радиационного режима. Величина поступающей солнечной радиации существенно зависит от орографии земной поверхности, от ориентации склонов на юг, север, восток, запад и на промежуточные направления. Величина поступления солнечной радиации уменьшается при облачности и загрязнении. Поток солнечного излучения, падающий на землю, претерпевает изменения вследствие поглощения и отражения его земной поверхностью;

– микроклиматическая изменчивость температурного режима. Для холмистого и горного рельефов наблюдается изменение температуры воздуха с высотой. Для рельефа с уклоном более 3 % характерно явление стока холодных воздушных масс;

– микроклиматическая изменчивость ветрового режима. Под влиянием неоднородности земной поверхности происходит деформация воздушных потоков, изменение скорости и направления ветра. Основную роль при этом играют направление горных хребтов и ориентация речных долин. Изменение направления ветра под влиянием рельефа может достигать 60º. Наибольшее отклонение в направлении ветра наблюдается в речных долинах. На уровне микрорельефа также наблюдается изменение ветрового режима. Скорость ветра на вершине значительно больше скорости ветра в нижней части склона. Различают склоны наветренной и подветренной стороны.

Для перехода от общеклиматических характеристик к микроклиматическим используют коэффициенты изменения климатических показателей – микроклиматические поправки. Перейти от режимной информации к микроклиматической можно не только с помощью информации, снятой с климатических карт, но и на основе данных репрезентативной метеостанции – аналога. Эта станция должна быть расположена на ровном месте, свободна от влияния неоднородностей подстилающей поверхности, удалена от водоемов и объектов строительства.

Для анализа микроклиматических условий, кроме общеклиматических режимов, исследуют инсоляционный режим и световой климат. Инсоляционный режим – режим облучения территории прямыми солнечными лучами. Инсоляция зависит от наклона и ориентации поверхности. Световой климат – это совокупность условий естественного освещения на горизонтальной и различно ориентированных по сторонам горизонта вертикальных поверхностях, создаваемых рассеянным светом и прямым светом солнца, продолжительность солнечного сияния и альбедо подстилающей поверхности. Световой климат определяется по показателям освещенности. Освещенность представляет собой величину светового потока, падающего на единицу поверхности, и измеряется в люксах (лк). Освещенность земной поверхности при лунном освещении (полнолунии) составляет 0,2 лк, в белые питерские ночи – от 2 до 3 лк, а в полдень ясного дня на открытой горизонтальной поверхности достигает 100000 лк.

К метеорологическим явлениям относятся инверсии температуры, туманы, снежные заносы и метели.

Инверсия температуры – это повышение температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного понижения. Различают приземные инверсии температуры, начинающиеся непосредственно от земной поверхности, и инверсии в свободной атмосфере. Первые связаны с охлаждением воздуха от холодной земной поверхности, вторые – с нисходящим движениями воздуха, адиабатически повышающие его температуру. Повторяемость, высота расположения и мощность температурных инверсий влияют на температурный режим микроклимата. Инверсии температуры создают задерживающие слои воздуха. В Западной Сибири повторяемость общего числа инверсий такая же, как и на большей территории Европейской части России: от 10 % до 15 % в дневные, от 60 % до 90 % в ночные часы. В зимнее время в приземных слоях воздуха практически круглые сутки наблюдается устойчивое состояние атмосферы.