Transcript Особенности загрязнения воздуха Москвы при неблагоприятных метеорологических условиях в холодное время года Кузнецова И.Н., Нахаев М.И. Гидрометцентр России Лезина Е.А., Семутникова Е.Г. ГПУ Мосэкомониторинг Хайкин М.Н. Центральная аэрологическая обсерватория.

Особенности
загрязнения воздуха Москвы
при неблагоприятных метеорологических
условиях в холодное время года
Кузнецова И.Н., Нахаев М.И.
Гидрометцентр России
Лезина Е.А., Семутникова Е.Г.
ГПУ Мосэкомониторинг
Хайкин М.Н.
Центральная аэрологическая обсерватория
Сеть АСКЗА
Мосэкомониторинга
Действующие (20)
в 2003 г - 11 пунктов
Строящиеся
ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА



Выбросы автотранспорта – около 85 %
Количество автомобилей в Москве
около 2.7 млн. единиц
Ежегодно а/м парк увеличивается примерно
на 120 000 машин.
Цель исследования:
Оценить реакцию уровня загрязнения в
городе и его изменчивость в периоды НМУ
по данным АСКЗА
Среднегодовые концентрации основных загрязняющих воздух веществ.
г. Москва (Мосэкомониторинг)
WEEK END OZONE
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Оксид углерода (ПДКс.с.)
Автотрасс
ы
0,8
0,6
0,6
0,7
0,7
0,6
0,7
0,6
Перифери
я
0,5
0,3
0,3
0,2
0,2
0,2
0,4
0,3
Диоксид азота (ПДКс.с.)
Автотрасс
ы
1
1,3
1,2
1,5
1,5
1,6
1,5
1,3
Перифери
я
0,5
0,6
0,5
0,6
0,5
0,8
1,2
0,9
Оксид азота (ПДКс.с.)
Автотрасс
ы
0,7
Перифери
я
0,5
0,5
1,5
1,3
1,3
2,2
2,2
1,2
0,7
0,7
0,5
1,3
0,9
0,6
ноя.03
сен.03
июл.03
май.03
ноя.03
сен.03
июл.03
май.03
янв.03
мар.03
ноя.02
сен.02
июл.02
май.02
янв.02
мар.02
ноя.01
сен.01
май.01
июл.01
мар.01
0
янв.01
0,5
мар.03
1
(КУТУЗОВСКИЙ пр.)
янв.03
1,5
сен.02
2
июл.02
2,5
мг/м3
мг/м3
3
май.02
3,5
0,1
0,09
0,08
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
мар.02
4
NO2
ноя.02
СО (МАДИ)
4,5
В холодный период - прямые связи загрязнения
с метеорологическими факторами (инверсии, высокая влажность,
скорость переноса в ПСА)
= ослаблена конвекция,
= малоактивны фотохимические процессы,
= низкий уровень «специфики» и ее незначительная изменчивость
из-за отрицательных температур,
= отсутствие выраженного летом «загрязнения выходного дня»
12ч 26 июня – 12 ч 28 июня 2004
(суббота-воскресенье)
концентрации диоксида азота, мг/м3
NО2
CO
конценнтрация оксида углерода, мг/м3
0,12
9
балчуг
8
0,08
7
концентрация,мг/м3
концентрация мг/м3
долгопрудная
ПДК
0,1
0,06
0,04
глебовская
6
ПДК
5
люблино
марьино
новокосино
4
переяславка
3
сухаревка
2
0,02
вернадского
1
зеленоград 8
0
26.06.04
12:00
26.06.04
16:48
26.06.04
21:36
27.06.04
2:24
27.06.04
7:12
27.06.04
12:00
27.06.04
16:48
27.06.04
21:36
28.06.04
2:24
долгопрудная
сухаревка
глебовская
зеленоград 8
люблино
ПДК м.р.
28.06.04
12:00
0
26.06.04
12:00
26.06.04
16:48
26.06.04
21:36
27.06.04
2:24
27.06.04
7:12
27.06.04
12:00
дата
дата
балчуг
переяславка
28.06.04
7:12
марьино
новокосино
27.06.04
16:48
27.06.04
21:36
28.06.04
2:24
28.06.04
7:12
28.06.04
12:00
С
У
Б
Б
О
Т
А
В
О
С
К
Р
Е
С
Е
Н
Ь
Е
21:30
26 июня
27 июня
22:00
23:00
23:30
23:55
01:00
Стандартные метеоданные и профили температуры
МПТ-5 (600м)
в центре Москвы и в пригороде
I тип НМУтеплый сектор (Zn, Azn)
адвекция тепла,
в ПСА V= 5-7 м/с,
сл.термич. устойчивость
(дымки, туманы)
6 ноября 2003 : облачно, влажность около 90 %, γ = 0.6-0.9 °С /100 м
на юге и западе области туманы с видимостью до 200-800 м,
в городе- густые дымки (2 - 4 км). Слабый ветер в ПСА
со
6.11
8
5-11 ноября
СО
11.11
7
6
концентрация
5
4
со
3
трассамади
2
1
0
05.11.03 0:00
06.11.03 0:00
07.11.03 0:00
08.11.03 0:00
09.11.03 0:00
10.11.03 0:00
11.11.03 0:00
12.11.03 0:00
да та
6.11
4
со
парк -фон
3,5
3
Лосиный остров
2,5
2
со
1,5
1
0,5
0
05.11.03 0:00
06.11.03 0:00
07.11.03 0:00
08.11.03 0:00
09.11.03 0:00
10.11.03 0:00
11.11.03 0:00
12.11.03 0:00
мгу
жилая зона
6.11
3
мгу
2,5
концентрация
2
1,5
со
1
0,5
0
05.11.03 0:00
06.11.03 0:00
07.11.03 0:00
08.11.03 0:00
да та
09.11.03 0:00
10.11.03 0:00
11.11.03 0:00
12.11.03 0:00
-------- ПДК
 Рост концентраций загрязняющих примесей, как обычно,
совпал с утренним пиком автотранспорта (7-10 ч). Во влажном
воздухе и слабых ветрах в послеполуденное время
концентрации на большей части города превысили средний
(для 2003 года) уровень, например, СО в 2-3 раза. (Оксид
углерода -угарный газ- является, в основном, продуктом
неполного сгорания топлива; около 80% его выбросов связано
с автотранспортом. Это бесцветный ядовитый газ без запаха,
обладает кумулятивным эффектом. Время жизни в атмосфере
- 2-4 месяца.).
 В малоподвижной воздушной массе, благодаря вертикальному
перемешиванию происходило медленное рассеивание
примесей. Средний городской уровень загрязнений
оставался в узком диапазоне (СО, например, 3-4 мкг/м3).
Показательно, именно такой величины достигли концентрации
СО и на фоновой станции Лосиный остров. И только в
обычно самых загрязненных районах города (Балчуг,
Ленинградский проспект, р-н Рижского вокзала) концентрации
СО на 10-30% превысили ПДК.
Адвективная инверсия
Адвекция тепла
11°С за 36ч
в ПСА 7-10 м/с,

Приподнятая адвективная инверсия до 9 о С
более 1 суток с максимумом около 12 ч дня
Подинверсионный слой перемешивания – около
200 м
Сдвиг ветра 5 м/с
Остров городского тепла 3-4 о С
 В таких инверсионных условиях концентрации ЗВ
даже в самых загрязненных районах города были
ниже ПДК.
Имеются литературные ссылки (А.Ф. Курбацкий, Л.И. Курбацкая :
над городским островом тепла возможно проникновение примеси в слой
инверсии выше перемешанного слоя с последующим гравитационным
распространением примеси внутри инверсии.
II тип НМУ- малоградиентное барическое поле
(антициклон, м.г.периферия). Сухая термически устойчивая в.м.
(инверсии) с нисходящими упорядоченными токами, со слабым
ветром в ПСА.
Долгопрудный
23 - 24.01
радиационная
инверсия
в пригороде 9 -11 °С
в центре – 5 - 6 °С
Днем (23.01) в центре
инверсия слабее на
5°С
Различия
определяются
городскими
источниками тепла.
Инверсия более 3.5 суток
(23-26.01 2004)
Москва
Слой перемешивания
на 50-100 м больше в
городе
Инверсия 5 суток (5-10 января 2004)
Смешанная
инверсия
Городская
среда
«сопротивляется»
схлопыванию
ПСА
Факторы
нестабильности ПСА
*Тепло
Звенигород
конденсации в.п.;
*Динамическая
турбулентность;
*Тепло зданий и
дорожных
покрытий
Центр Москвы
Средняя суточная концентрация оксида углерода
в холодный сезон , Москва (1 ноября 2003 - 29 февраля 2004)
5
4,5
4
3
2,5
2
1,5
1
0,5
9 фев
бутлерова
лосиный остров
ПДК с.с.
29 фев
бирюлево
новокосино
МГУ
20 янв
31 дек
21 ноя
балчуг
глебовская
МАДИ
11 дек
0
1 ноя
(мг/м3)
3,5
Средняя суточная концентрация диоксида азота
1 ноября 2003 - 29 февраля 2004
0,12
балчуг
глебовская
новокосино
кутузовский
люблино
МГУ
ПДК с.с.
0,1
0,06
0,04
0,02
29.2
9.2
20.1
31.12
11.12
21.11
0
1.11
мг/м3
0,08
Некоторые характеристики инверсий по данным МТП-5 в центре
Москвы. 2003 год
Число
дней
Повторяе
мость
(%)
Продолжитель
ность
( час / %)
Приподн
ятая
Приземн
.
инв.
Январь
8
26
93/ 12
11
0
Февраль
13
45
102/ 15
13
0
Март
11
35
58/ 8
6
6
Апрель
4
13
15/ 2
0
4
Май
10
32
28/ 4
3
7
Июнь
3
10
6/ <1
1
2
Июль
11
35
4/ 6
2
10
Август
2
6
10/ 1
1
2
Сентябр
ь
13
43
87/ 12
5
10
Октябрь
5*
16*
24/ 3 *
4
2
Ноябрь
9
30
92/ 13
6
0
Декабрь
13
42
149/ 20
11
0
Аномалии приземной температуры воздуха в Москве
ноябрь
декабрь
январь
февраль
март
год
1990
2.5
3.7
4.5
9.9
6.2
2.5
1991
2.8
3.6
4.0
2.6
3.7
2.3
1992
-0.3
3.3
5.0
5.3
6.5
2.2
1993
5.6
4.3
5.7
4.7
2.9
0.8
1994
-0.4
-0.4
6.8
-1.6
2.0
0.8
1995
-0.6
-1.7
4.3
8.4
5.1
2.8
1996
6.0
0.4
0.5
0.
1.5
1.5
1997
0.6
-1.5
2.6
4.8
3.4
0.6
1998
-6.8
0.1
5.0
0.8
0.9
0.6
1999
-3.7
4.3
4.7
1.4
1.4
1.6
2000
1.1
3.5
3.2
4.9
1.5
1.6
2001
0.7
-4.5
5.0
0.5
0.1
0.9
2002
-0.3
-6.5
4.5
7.3
4.4
1.4
2003
2.3
4.1
1.9
-1.0
-0.5
0.7
2004
2.8
0.7
3.5
 На благоприятном атмосферно-циркуляционном
фоне
Количество календарных дней с НМУ в
Москве.
янв
фев
р
мар
т
апр
май
июн
июл
авгу
сент
окт
ноя
б
дек
2001
5
0
0
10
2
6
12
3
10*
*
0
0
1
2002
0
0
0
9
0
5
9
11* 11*
2
1
3
2003
1
4
5
9
4
1
13
2
8**
2
4** 2**
*- засуха, аномально сухая погода (в сентябре - первая половина).
** - аномально теплая погода
В ХОЛОДНЫЙ СЕЗОН ЗАГРЯЗНЕНИЕ
ПРИЗЕМНОГО ВОЗДУХА НА БОЛЬШЕЙ ЧАСТИ ГОРОДА
НАХОДИТСЯ В ПРЕДЕЛАХ БЕЗОПАСНЫХ УРОВНЕЙ,
ЗОНЫ ПОВЫШЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЛОКАЛИЗОВАНЫ
ВБЛИЗИ НАПРЯЖЕННЫХ ГОРОДСКИХ МАГИСТРАЛЕЙ
ОТЛИЧИЯ ОТ ТЕПЛОГО СЕЗОНА:
- ЦИКЛОНИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НА ЕТР
СПОСОБСТВУЮТ НИЗКОЙ ПОВТОРЯЕМОСТИ НМУ (инверсии
продолжительные, но в основном приподнятые, застойные явления редки)
ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНЫЙ ФОН ПОДАВЛЯЕТ
ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВТОРИЧНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
--
ВЫЗЫВАЮЩИЙ ВНУТРЕННИЕ ЦИРКУЛЯЦИИ ОСТРОВ
ГОРОДСКОГО ТЕПЛА ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ МЕНЬШЕЙ
СУТОЧНОЙ ИЗМЕНЧИВОСТЬЮ, ДНЕМ НЕ
«РАЗМЫВАЕТСЯ»
--