风雨可测: 城市污染何时休
联合国专家组前不久对全球气候变暖趋势作出了新的评估:他们确信,全球已经进入一个气候变更期。如果今后世界各国不能减少温室气体的排放,21世纪后,它们的经济、社会和环境将普遍受到影响。造成全球大气环境质量不断恶化的人类活动仍然没有得到有效控制,尤其是在人口密集的诸多城市中燃烧煤、油、木材,释放大量CO2进入大气层,导致了气候异常。
而气候、气象因素的变化对城市大气环境质量也有着多方面的影响。
影响城市大气环境质量的气象因素,有大气垂直稳定度、风、湿度、温度及城市区域上空阴晴状况等等,天气的地方性变化、周期性变化亦同样对城市大气环境质量有着明显的影响。
地方性天气对城市大气污染的影响
我国北方冬季天气过程特点,主要是呈现为寒潮爆发期与间歇期。在寒潮爆发期间,由于空中不断有从西北移来的干冷空气过境,大气层结不稳定,加之有大风扰动,绝大多数城市的大气环境质量较好。这时的天气形势表现为:地面的强大冷高压前部有明显的冷锋过境。其他季节,来我国的冷空气虽不如冬季强,但天气过程北方比南方更为明显些。冷锋过境时,受大风扰动影响,大气质量都不会太差。
在寒潮间歇期间则不然,我国大部分地区处于高压内或偏高压后部、低压区或弱的气压系统控制,500百帕高空的流场为平直西风型或槽前西南气流。这期间,地面表现为地方性的弱风天气,低层大气污染严重。各个地方受地形特点的影响,都有其地方性的天气,如主导风向往往独具特色,在主导风向的下风方向大气环境质量都较差。
天气周期变化对城市大气污染的影响
气象因素的年际变化及日变化效应。可以引起大气污染程度的变化。一年之内,冬季日短夜长,晚上辐射降温时间长,往往低空辐射逆温层厚。有时由于白天日照增温不足,逆温层终日难以破坏,所以我们常可见到,大气污染物终日覆盖着城区。夏季夜短昼长,白天太阳辐射远远强于冬季白天,逆温层薄且易被地面强烈增温所破坏,所以各地监测结果表明,夏季城市的大气环境质量远比冬季好。
一日之内,尤其是晴朗微风的夜晚,由于地面辐射散热迅速,而上层大气降温较慢,形成近地面层辐射性逆温层,严重阻挡并抑制大气污染物的扩散。逆温层到日出前达到最大程度,所以往往早晨污染最严重。日出后受太阳的辐射增温作用,地面很快回暖,逆温层逐渐消失,大气的垂直稳定度趋向于变小;同时由于不同的地表面(有水泥、柏油路面、草地、水面之别)受热不均,又可造成局地空气水平垂直运动以及大气湍流扰动,将大气污染物向更高更远的空间扩散。到午后气温达到最高时,亦即是大气稳定度最差、大气污染浓度最小时;夜晚到来,大气污染再次加重。
风的弊与利
风与城市大气环境质量紧密相关,大风能掀起浮尘,加剧大气污染。尤其是北方的冬春之际,刮风次数多且风速较大,每当大风骤起,尘埃沙粒漫天飞舞;干冷的西北大风能破坏植被和地表土,造成沙尘暴;大风还能造成综合环境灾害,例如:刮断电线、引起火灾、毁坏建筑物和人身伤亡等。
通常,风和大气湍流对净化大气环境,有着非凡的作用,并且风速偏大时,环境大气污染物浓度会减小得更快。
每当冬季无风或风速不大时,城市地区大气环境质量相对变差,在冬季进行的大气采样数据表明,有的城市空气中的飘尘、二氧化硫超出国家二级标准数倍乃至数十倍,使人感到胸闷、呼吸困难。
高湿度是大气污染的帮凶
当空气中湿度较大时,水汽多以大气中的悬浮微粒子为凝结核,以小雾滴的形式存在于空中。一旦空气中的二氧化硫及氮氧化物达到一定浓度,则容易形成酸雾,严重刺激人的呼吸系统及眼睛。不少恶臭物质,如硫醇类、氨、硫化氢、甲基硫、三甲胺、甲醛、苯乙烯、酪酸、酚类更容易随雾滴刺激人体,恶臭难闻,严重危害人们的健康。汽车废气中对人体危害最大的有一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、铅、甲醛、烯烃类碳氢化合物及致癌物3、4苯并芘等,其中烯烃类碳氢化合物和二氧化氮在阳光的紫外线作用下,发生光化学反应,生成过氧酰基硝酸脂以及其他过氧化物。这些生成物与大气中的水蒸气一起,在特定条件下形成毒性很大的浅蓝色光化学烟雾,它们极易造成人们中毒。
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