Инверсия
– (атмосферная)
– смещение охлажденных слоев воздуха
вниз и скопление их под слоями теплого
воздуха, что ведет к снижению рассеивания
загрязняющих веществ и увеличению их
концентрации в приземной части атмосферы.
Ветер
— поток воздуха в горизонтальном
направлении.
Облака
— взвешенные в атмосфере продукты
конденсации водяного пара, видимые на
небе с поверхности земли.
Температурная
инверсия – (от лат. inversio — перестановка),
повышение температуры воздуха с высотой
в некотором слое атмосферы, вместо
обычного её убывания. Встречается в
приземном слое воздуха и в этих случаях
называется приземная Т.и., а также в
свободной атмосфере.
1)
тип инверсии, вызываемой соприкосновением
воздуха на малых высотах с расположенной
ниже холодной землей, называется
излучающей
инверсией.
2)
морской бриз, при котором охлажденный
воздух от большой водной поверхности
перемещается ветром под слой теплого
воздуха;
3)
эффект долины. Такой эффект может быть
двух видов. В первом случае воздух,
который охлаждается от земли на более
значительных высотах, перемещается
вниз по склону, поднимая теплый воздух
со дна долины.
4)
Инверсия может образоваться между
соседними слоями воздуха, движущимися
с разными скоростями и в разных
направлениях.
Смог
(от англ. Smoky fog, буквально — «Дымовой
туман») — аэрозоль, состоящий из дыма,
тумана и пыли, один из видов загрязнения
воздуха в крупных городах и промышленных
центрах
Первоначально
под смогом подразумевался дым,
образованный сжиганием большого
количества угля (смешение дыма и диоксида
серы SO2). В 1950-х гг. был впервые описан
новый тип смога — фотохимический,
который является результатом смешения
в воздухе следующих загрязняющих
веществ:
– оксиды
азота, например, диоксид азота (продукты
горения ископаемого топлива);
– летучие
органические вещества (пары? бензина,
красок, растворителей, пестицидов и
других химикатов);
Все
перечисленные химикаты обычно обладают
высокой химической активностью и легко
окисляются, поэтому фотохимический
смог считается одной из основных проблем
современной цивилизации.
Особенно
опасен для детей, пожилых людей и людей
с пороками сердца и лёгких, больных
бронхитом, астмой, эмфиземой.
Смог
может стать причиной одышки, затруднения
и остановки дыхания, бессонницы, головных
болей, кашля. Также он вызывает воспаление
слизистых оболочек глаз, носа и гортани,
снижение иммунитета. Во время смога
часто повышается количество госпитализаций,
рецидивов и смертей от респираторных
и сердечных заболеваний.
Основные
источники радиоактивного загрязнения
окружающей среды
–
урановая промышленность, которая
занимается добычей, переработкой,
обогащением и приготовлением ядерного
топлива.
–
Аварийные ситуации могут возникнуть
при изготовлении, хранении и транспортировке
тепловыделяющих элементов (твэлов).
Однако вероятность их незначительная;
–
ядерные реакторы разных типов, в активной
зоне которых сосредоточены большие
количества радиоактивных веществ;
–
радиохимическая промышленность, на
предприятиях которой производится
регенерация (переработка и восстановление)
отработанного ядерного топлива. Они
периодически сбрасывают сточные
радиоактивные воды, хотя и в пределах
допустимых концентраций, но тем не
менее в окружающей среде неизбежно
могут накапливаться радиоактивные
загрязнения.
–
некоторое количество радиоактивного
газообразного йода (йод-131) все-таки
попадает в атмосферу;
–
места переработки и захоронения
радиоактивных отходов из-за случайных
аварий, связанных с разрушением хранилищ,
также могут явиться источниками
загрязнения окружающей среды;
–
Использование радионуклидов в народном
хозяйстве в виде закрытых радиоактивных
источников в промышленности, медицине,
геологии, сельском хозяйстве и других
отраслях. При нормальном хранении и
использовании этих источников загрязнение
окружающей среды маловероятно.
–
При запуске ракет-носителей, а также
при посадке спутников и космических
кораблей возможны аварийные ситуации.
–
наибольшее загрязнение окружающей
среды создает сеть радиоизотопных
лабораторий (которые имеются в очень
многих странах мира), занимающихся
использованием радионуклидов в открытом
виде для научных и производственных
целей. Сбросы радиоактивных отходов в
сточные воды даже при концентрациях,
меньше допустимых, с течением времени
приведут к постепенному накоплению
радионуклидов во внешней среде;
–
ядерные взрывы и возникающее после
взрыва радиоактивное загрязнение
местности (могут быть как локальные,
так и глобальные выпадения радиоактивных
осадков). Масштабы и уровни радиоактивных
загрязнений при этом зависят от типа
ядерных боеприпасов, вида взрывов,
мощности заряда, топографических и
метеорологических условий.
Температурная инверсия в атмосфере
Повышение
температуры в тропосфере атмосферы с
ростом высоты характеризуется как
температурная инверсия
(рис. 11.1, в).
В этом случае атмосфера оказывается
весьма устойчивой. Наличие инверсии в
значительной степени замедляет
вертикальное перемещение загрязняющих
веществ и, как следствие, увеличивает
их концентрацию в приземном слое.
Наиболее
часто наблюдается инверсия, возникающая
при опускании слоя воздуха в воздушную
массу с более высоким давлением, либо
при радиационной потере тепла земной
поверхностью в ночное время. Первый тип
инверсии обычно называют инверсией
оседания
. Инверсионный слой в этом
случае обычно располагается на некотором
расстоянии от земной поверхности, а
формируется инверсия путем адиабатического
сжатия и нагревания слоя воздуха в
процессе его опускания вниз в область
центра высокого давления.
Из
уравнения (11.5) получаем:
Значение
удельной изобарной теплоемкости С
р
для воздуха не значительно изменяется
от температуры в достаточно большом
температурном диапазоне. Однако в связи
с изменением барометрического давления
плотность на верхней границе слоя
инверсии меньше, чем у его основания,
т. е.
Это
означает, что верхняя граница слоя
нагревается быстрее, чем нижняя. Если
опускание продолжается в течение
длительного времени, в слое будет
создаваться положительный градиент
температуры. Таким образом, опускающаяся
воздушная масса является как бы гигантской
крышкой для атмосферы, расположенной
ниже слоя инверсии.
Слои
инверсии оседания обычно оказываются
выше источников выбросов и, таким
образом, не оказывают существенного
влияния на явления короткопериодного
загрязнения атмосферного воздуха.
Однако такая инверсия может просуществовать
несколько дней, что сказывается на
долговременном накоплении загрязняющих
веществ. Случаи загрязнения с опасными
последствиями для здоровья людей,
наблюдавшиеся в городских районах в
прошлом, часто были связаны с инверсиями
оседания.
Рассмотрим
причины, приводящие к возникновению
радиационной инверсии
. В этом случае
слои атмосферы, расположенные над
поверхностью Земли, в течение дня
получают тепло за счет теплопроводности,
конвекции и излучения от земной
поверхности и в итоге нагреваются. В
результате температурный профиль нижних
слоев атмосферы обычно характеризуется
отрицательным температурным градиентом.
Если затем следует ясная ночь, то земная
поверхность излучает тепло и быстро
остывает. Слои воздуха, прилегающие к
земной поверхности, охлаждаются до
температуры расположенных выше слоев.
В результате дневной температурный
профиль преобразуется в профиль обратного
знака, и слои атмосферы, прилегающие к
земной поверхности, прикрываются
устойчивым инверсионным слоем. Этот
тип инверсии наблюдается в ранние часы
и характерен для периодов ясного неба
и безветренной погоды. Инверсионный
слой разрушается восходящими потоками
теплого воздуха, возникающими при
нагревании поверхности земли лучами
утреннего солнца.
Радиационная
инверсия играет важную роль в загрязнении
атмосферы, так как в этом случае
инверсионный слой располагается внутри
слоя, который содержит источники
загрязнения (в отличие от инверсии
оседания). Кроме того, радиационная
инверсия наиболее часто происходит в
условиях безоблачных и безветренных
ночей, когда мала вероятность очищения
воздуха от загрязнения осадками или
боковыми ветрами.
Интенсивность
и продолжительность инверсии зависят
от сезона. Осенью и зимой, как правило,
имеют место продолжительные инверсии,
их число велико. На инверсии оказывает
влияние и топография местности. Например,
холодный воздух, скопившийся ночью в
межгорной котловине, может быть «заперт»
там теплым воздухом, оказавшимся над
ним.
Возможно
и другие типы локальных инверсий,
например инверсии, связанные с морским
бризом при прохождении теплого воздушного
фронта над большим континентальным
участком суши. Прохождение холодного
фронта, перед которым расположена
область теплого воздуха, также приводит
к инверсии.
Инверсии
– обычное явление для многих районов.
Например, на западном побережье США они
наблюдаются в течение почти 340 дней
в году.
Степень
устойчивости атмосферы можно определить
по величине градиента «потенциальной»
температуры:
где 
– градиент
температуры, наблюдаемый в окружающем
воздухе.
Отрицательное
значение градиента «потенциальной»
температуры ( Г
пот
< 0)
свидетельствует о сверхадиабатическом
характере профиля температуры и
неустойчивых условиях в атмосфере. В
случае, когда Г
пот
> 0,
атмосфера устойчива. В случае, если
градиент «потенциальной» температуры
приближается к нулю ( Г
пот
0),
атмосфера характеризуется как
безразличная.
Кроме
рассмотренных случаев температурной
инверсии, которые носят локальный
характер, в атмосфере Земли наблюдаются
две инверсионные зоны глобального
характера. Первая зона глобальной
инверсии от поверхности Земли начинается
с нижней границы тропопаузы (11 км для
стандартной атмосферы) и заканчивается
на верхней границы стратопаузы (примерно
50 км). Эта инверсионная зона препятствует
распространению примесей, образовавшихся
в тропосфере или выделяющихся с
поверхности Земли, в другие области
атмосферы. Вторая зона глобальной
инверсии, расположенная в термосфере,
в определенной степени препятствует
рассеянию атмосферы в космическое
пространство.
Рассмотрим
на примере порядок определения градиента
«потенциальной» температуры. Температура
у поверхности Земли на высоте 1,6 м
составляет –10 °С, на высоте 1800 м
– –50 °С, –12 °С, –22 °С.
Целью
расчета является оценка состояния
атмосферы по величине градиента
«потенциальной» температуры.
Для
расчета градиента «потенциальной»
температуры воспользуемся уравнением
(11.12)
Здесь Г
= 0,00645 град./м –
стандартный, или нормальный адиабатический
вертикальный, температурный градиент.
Проанализируем
рассчитанные значения градиента
«потенциальной» температуры. Характер
изменения температуры для рассматриваемых
случаев состояния атмосферы представлен
на рис. 11.2.
Г
пот 1
< 0
свидетельствует о сверхадиабатическом
характере профиля температуры и
неустойчивых условиях в атмосфере.
Г
пот 2
> 0
– атмосфера устойчива.
Г
пот 3
≈ 0
– атмосфера характеризуется как
безразличная.
Гидросфера как часть биосферы. Физические и химические свойства воды. Подземные воды. Почвенные воды. Атмосферная влага. Антропогенное воздействие на гидросферу.
Гидросфера
–водная оболочка Земли, включающая :
океаны, моря, реки, озёра, болота, ледники,
подземные воды.
Вода
(оксид водорода) — химическое вещество
в виде прозрачной жидкости, не имеющей
цвета (в малом объёме), запаха и вкуса
(при нормальных условиях). Химическая
формула: Н2O. В твёрдом состоянии называется
льдом или снегом, а в газообразном —
водяным паром. Около 71 % поверхности
Земли покрыто водой.
Подземные
воды
— воды, находящиеся в толще горных пород
верхней части земной коры в жидком,
твёрдом и газообразном состоянии.
Почвенные
воды
– временные скопления капельно-жидких
вод в почвенной толще на слабопроницаемых
слоях, гидравлически не связанные с
нижележащими водоносными пластами.
Почвенные воды в отличие от грунтовых
вод обычно заполняют поры и пустоты в
почве неполностью.
Атмосферная
влага
–
вода, которая содержится в атмосферном
воздухе (до 4%) в виде водяного пара или
взвешенных продуктов конденсации
(капель, кристаллов).
Антропогенное
воздействие на гидросферу:
химическое
загрязнение, наиболее распространенное,
стойкое и далеко распространяющееся
(фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды
и др.); Бактериальное загрязнение
выражается в появлении в воде патогенных
бактерий, вирусов (до 700 видов); Тепловое
загрязнение связано с повышением
температуры вод в результате их смешивания
с более нагретыми поверхностными или
технологическими водами; Механическое
загрязнение характеризуется попаданием
в воду различных механических примесей
(песок, шлам, ил и др.)
31.
Литосфера как часть биосферы и внутреннее
строение Земли. Вещественный состав
земной коры. Ландшафты, их виды и
разрушение. Антропогенное воздействие
на литосферу.
Литосфера
– часть земной коры, включающей верхний
наносный слой (почву), твердые породы в
виде гранита и базальта. ( Литосфера
составляет 130 км).
Строение
Земли:
Земная
кора – мантия – внешнее ядро – внутреннее
ядро.
Вещественный
состав земной коры:
Земная
кора сложена минералами и горными
породами. В природе существуют твердые
(алмаз, кварц), жидкие (вода, нефть, ртуть)
и газообразные (все газы) минералы.
Ландшафт
– природный географический комплекс,
в котором все основные компоненты
находятся в сложном взаимодействии.
2
основные группы ландшафта: природный
(ландшафт, не преобразованный человеческой
деятельностью, а поэтому обладающий
естественным саморазвитием) и антропогенный
(преобразованный хоз. деятельностью
человека).
Антропогенное
воздействие на литосферу:
Литосфера
загрязняются главным образом:
1.
нефтью и нефтепродуктами, которые
постоянно перевозят и довольно часто
разливают на поверхности воды или суши,
что приводит к серьезным экологическим
катастрофам;
2.
соединениями тяжелых металлов, являющимися
высокотоксичными веществами;
3.
хлорорганическими соединениями, в
основном, – пестицидами, применяемыми
для борьбы с вредителями в сельском
хозяйстве, а также диоксинами –
высокотоксичными хлор – и бромсодержащими
ароматическими соединениями;
4.
радиоактивными отходами, образующимися
при работе атомных электростанций, а
также в результате конверсии.
Педосфера
как часть биосферы. Химический и
органический состав почвы. Гумус.
Почвообразование.
Педосфера
– часть биосферы; почвенный покров Земли.
(лат. Pedis – подножие)
Почва
состоит из твердой, жидкой (почвенный
раствор) и газовой (почвенный воздух)
фаз.
В
основном в состав почв входят следующие
элементы (в % к валовому количеству):
кислород (содержится преимущественно
в органическом веществе) – 55; кремний
(значительная часть в кварце) – 20; углерод
(в гумусе, органических остатках) – 2;
водород (больше в гумусе) – 5; азот (в
основном в гумусе) -0,1; фосфор (в гумусе,
в минеральной части) – 0,08; сера (в гумусе)
– 0,04; железо – 2; кальций – 2; магний – 0,6;
калий – 1; натрий – 1.
Гумус
— основное органическое вещество почвы,
содержащее питательные вещества,
необходимые высшим растениям. Гумус
составляет 85—90 % органического вещества
почвы и является важным критерием при
оценке её плодородности.
Почвообразование
–
превращение коры выветривания любых
горных пород или верхнего слоя осадочной
горной породы в почву под влиянием
факторов почвообразования: материнская
порода, климат, растительный и животный
мир, рельеф, геологический возраст
территории, хозяйственная деятельность
человека.
Соседние файлы в папке Зачет
