Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
57
Добавлен:
15.03.2019
Размер:
72.56 Mб
Скачать

5. Климат города

В XVIIв. загрязнение в Лондоне ослабляло солнечную радиацию по сравнению с сельской местностью (Landsberg, 1956)

Факторы, влияющие на метеорологический режим (М.И.Будыко):

1. Изменение альбедо, которое меньше, чем в загородной местности.

2.Уменьшение среднего испарения с земной поверхности.

3.Выделение тепла, создаваемого различными

видами хозяйственной деятельности, сравнимое с приходящей радиацией.

4.Увеличение шероховатости земной поверхности.

5.Загрязнение атмосферы различными твердыми, жидкими и газообразными примесями.

Факторы, влияющие на метеорологический режим (О.А.Дроздов):

1.Прямые выбросы тепла и изменение радиационного режима.

2.Выбросы газов, твердых и жидких дымовых частиц за счет работы промышленности, транспорта и т.д.

3.Изменение теплового баланса за счет уменьшения испарения и быстрого стока воды.

4.Изменение рельефа поверхности.

1). Снижение солнечной радиации из-за уменьшения прозрачности

рельеф острова “Остров тепла”

воздуха (дым, пыль до 20%), высокой застройкой в узких улицах.

 

 

 

 

 

 

 

 

2). Дополнительная рассеянная радиация от стен и мостовых.

 

 

 

 

 

 

 

 

до 40С/км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3). Дополнительное поступление тепла за счет сжигания топлива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

парки, озера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(области холода)

Более высокие температуры, зной и духота летом, меньшее ночное

 

 

 

 

 

 

 

 

выхолаживание.

 

Москва

 

 

ΔТГ-С –интенсивность острова тепла

 

 

 

 

ΔТГ-С

 

С-Петербург

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ΔТГ-С

 

100-500 м, до 1 км

 

 

Мурманск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ашхабад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Харьков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Местная городская циркуляция при

Средние часовые изменения ΔТГ-С

в Монреале (а) и

Ванкувере (б) по Оке (1) и Маквеллу (2)

Годовой ход ΔТГ-С

слабых ветрах (до 2-3 м/с), а также пруды,

 

разная освещенность зданий, тень.

Ветровой режим (разный)

 

 

Влажность воздуха и осадки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- уменьшается на 11-20% (повышение Т и уменьшение испарения);

 

-

максимум различий вечером и летом;

 

-

возможно и увеличение влажности в городах за счет антропогенных

 

 

источников;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- влияние на осадки неоднозначно: зимой практически нет, летом максимум

 

 

осадков на окраинах (образование облаков из-за загрязненности,

 

 

конвективной неустойчивости, воздействие местной циркуляции);

 

- туманов в городе должно быть меньше, но не всегда;

 

- гроз в городе меньше в 1.5-2.5 раза;

 

 

 

 

 

 

 

 

Профили ветра и температуры

- полученные закономерности во многом зависят от конкретного города.

Воейково (1,2), С.-Петербург (1’, 2’).

Результаты

Влияние промышленных выбросов на относительные изменения прямой (S) и рассеянной (D) радиации.

г – город, окр - окрестности

Изменение прямой солнечной радиации при безоблачном небе в январе:

1 – Владивосток.

2 – Алма-Ата.

Изменение аэрозольной мутности атмосферы

Карадаг

Алма-Ата

Тбилиси

Ташкент

Иркутск

Якутск

II. Изменение глобального климата

1. Воздействие на состав атмосферы

1.1. Рост концентрации углекислого газа

Изменение концентрации углекислого газа в атмосфере Земли за последние 100 миллионов лет

По данным обсерватории Мауна-Лоа (Гавайи). Сезонные колебания связаны с фотосинтезом наземной растительности (СО2 накапливается в

атмосфере за зимний сезон, а летом связывается).

керны

измерения

Среднемесячные концентрации углекислого газа в атмосфере над озером Иссык-Куль.

Рост с 280 до 360-370 ppm (28-30%)

Причины Сжигание ископаемого

топлива дает 95% антропогенных выбросов СО2 в

атмосферу.

Изменение выброса углекислого газа от антропогенной деятельности за последние 140 лет (в млн т).

Рост содержания СО2 в атмосфере и эмиссии углерода,

График корреляции роста концентрации углекислого газа в

поступающего при сжигании ископаемого топлива

атмосфере и повышения температуры на планете.

Выделение антропогенного влияния

ΔТ=0.50С

Изменение прямой радиации (1) и температуры воздуха (2) в Северном полушарии, где (3) – изменение температуры только за счет роста СО2 (при условии, что удвоение СО2 приводит к

повышению температуры на 30С). М.И.Будыко, 1980.

-әT/әt=λ(T-Tr)

Tr- радиационная температура,

 

 

 

λ=0.1-0.2 год-1 – эмпирический

 

T-T =(T -T )e t

параметр (термическая инерция

 

системы Земля – атмосфера)

 

r

1 r

 

 

 

 

σ2- константа климатической

R=0.73

 

 

чувствительности

 

1) Сравнение (1) и (2) свидетельствует о совпадении максимумов и тенденции повышения температуры. 2) Несовпадение (2) и (3) – прямопропорциональное влияние прозрачности атмосферы на температуру воздуха.

Аномалии среднегодовой температуры Северного полушария (1 –наблюдения, 2 – расчет)

1.2. Другие газы и аэрозоли

Антропогенная эмиссия N2O - 8.1 Мт/год, естественная - 9.6, общая – 17.7Мт/год.

Эмиссия CH4

Естественная: болота (115 Мт/год), термиты (20), океан (15), гидратированные формы (10),

почвенные бактерии, таяние вечной мерзлоты, термиты, Антропогенная: добыча нефти, угля (110), мусорные свалки (40), переработка мусора (25),

рисоводство (100), скотоводство (115), сжигание биомассы (40). Общая эмиссия: 610 Мт/год, сток – 580, накопление атмосферой – 20 (7 ppb/год).

Газ

Антропогенные выбросы

Вклад в потепление 1889-1980 гг.

 

в 1985 г. (метрич. тонн)

 

СО2

6-9 млрд.тонн углерода

66%

Метан CH4

350 млн.тонн метана

15%

Закись азота N2O

4-10 млн.тонн азота

3%

ХФУ-11

3000 тонн

4%

ХФУ-12

4000 тонн

5%

Другие

 

7%

Аэрозоли (более локальное, чем глобальное воздействие)

Всего частиц, выбрасываемых в атмосферу

По естественным причинам По антропогенным причинам 773-2200(Млн.тонн/год)

185-415

Влияние аэрозолей

Естественные и антропогенные аэрозоли в стратосфере в млн. тонн/год (Cooke and Wilson, 1996).

Зонально осредненные воздействия (в январе) двух наиболее важных антропогенных аэрозольных компонент: сажи и сульфата и их совместного эффекта (Schult, et al. 1996).

Антропогенные свинцовые включения в кристаллике льда, пойманном на станции Юнгфрауйох в Швейцарских Альпах. // Cziczo et al., 2009 Nature Geoscience

Международная конференция «Естественные и антропогенные аэрозоли V» 22 мая 2006 - 26 мая 2006

2. Другие антропогенные факторы глобального влияния

2.1. Тепло, выделяемое в результате хозяйственной деятельности

Общее кол-во производимого тепла = 0.006% радиации

ΔТ=0.010С

системы Земля – Атмосфера. ΔS=1% приводит к ΔТ=1.50С.

(локальное увеличение

 

2.2. Уничтожение растительного покрова

Т – от 1 до нескольких

десятков 0С).

Различные формы влияния на растительный покров и реакция в изменении глобального альбедо и температуры (Segan, Toon, Pollack, 1978).

Наибольший эффект: превращение саванн в пустыню (F=9 млн. км2, Δα=+0.19), вырубка тропических лесов (F=7 млн. км2, Δα=+0.09)

Общее Δα=+0.006 для системы Земля – атмосфера и Δ=-10С, за последние годы Δα=+0.001 и ΔТ=-0.20С.

Однако, при вырубке лесов освобождается большое количество CO2 и

увеличение альбедо компенсировалось и даже привело к росту Т (уничтожение лесов F=15 млн. км2 приводит к повышению Т на 0.6-0.90C)

2.3. Влияние орошения на глобальную температуру

М.И.Будыко, 1971. Δα=-0.10 для земной поверхности, Δα=-0.07 для системы

Земля - атмосфера при Fорош= 2 714 320 км2 (0.5% пов-ти). В результате альбедо Земли уменьшается на 0.0004.

При условии, что изменение альбедо Земли на 0.01 изменяет глобальную поверхностную Т на 2.30С, то орошение повышает глобальную Т на 0.080С.

2.4. Влияние водохранилищ на глобальную температуру

При F = 1 млн. км2

Δα=-0.02, что соответствует уменьшению альбедо

 

водохр

 

 

Земли на 0.000025, что повышает глобальную Т на 0.0050С.

Орошение пастбищ в Саудовской Аравии.

2.5. Влияние транспорта на климат

Вклад авиации в рост CO2 за последние 100

лет составляет около 2%, однако в последующие 50 лет может возрасти до 5% (на высотах 8-12 км). Двуокись азота увеличивает концентрацию озона, но незначительно.

Эмиссия NO2 от авиации в 1992 в 10-13кг/м2с вертикально интегрированная (А.Schmitt, DLR).

Радиационный отклик в Вт/м2 от изменений в парниковых газах, озоне, аэрозолях, авиации (IPCC, 1999).

Соседние файлы в папке Климатология лабы