АТМОСФЕРА Атмосфера состоит из нескольких слоев

АТМОСФЕРА

Атмосфера состоит из нескольких слоев: ТРОПОСФЕРА – 0 12 км СТРАТОСФЕРА – 12 50 км МЕЗОСФЕРА – 50 85 км ТЕРМОСФЕРА – 85 500 км Крайняя граница термосферы в 500 км выделяется условно, формально граница атмосферы бесконечно удалена от поверхности Земли. Тропосфера и стратосфера на разной высоте имеют практически постоянный состав, поэтому их называют гомосферой. Состав мезосферы и термосферы с высотой изменяется очень сильно, поэтому эти слои называются гетеросферой.

Характеристика основных зон, выделяемых в атмосфере Температура, 0 С Зона атмосферы Температур ный Верхняя и нижняя граница зоны верхняя граница зоны градиент, 0 С/км от уровня моря, км ТРОПОСФЕРА 15 56 6, 45 0 11 СТРАТОСФЕРА 56 2 +1, 38 11 50 2 92 2, 56 50 85 92 1200 +3, 11 85 500 МЕЗОСФЕРА ТЕРМОСФЕРА

ОСОБЕННОСТЬ СТРОЕНИЯ АТМОСФЕРЫ наличие двух глобальных инверсий Первая инверсия (на высоте 12 км) способствует тому, чтобы все примеси, которые попадают в атмосферу, оставались в тропосфере и не проникали в вышележащие слои. Вторая инверсия не позволяет атмосфере рассеиваться в космическое пространство.

ФОТОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ На первом этапе фотохимической реакции поглощение фотона приводит к возбуждению молекулы: А + hν = А*, где А* - молекула в возбужденном состоянии. Следующий этап фотохимической реакции может протекать по одному из пяти возможных направлений. Молекула возвращается в первоначальное состояние в результате процесса флюоресценции: А*= А + hν Молекула диссоциирует: А*= В + С Молекула вступает в химическую реакцию: А* + В 1 =D + F Молекула отдает избыточную энергию в результате столкновения и дезактивации: А* + М = А + М* Молекула подвергается ионизации: А* = А+ + е

ПРОБЛЕМА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРМОСФЕРЫ (ИОНОСФЕРЫ) Все то немногое количество вещества, которое все таки содержится в ионосфере, в основном находится в ионизованном виде. Молекулярного кислорода в ионосфере нет вообще, только атомарный, и энергии настолько велики, что удается атомарный кислород перевести в ион О+, удается оторвать электроны от О 2 – О 2+, так же для состава ионосферы характерны частицы Na+, Ca 2+ и др. При образовании ионов из спектра "вырезается" наиболее жесткое и опасное излучение. Концентрация частиц в ионосфере зависит от времени суток, от времени года, солнечной активности, широты, на которой производятся измерения. Северное сияние – проявление процессов ионизации Термосфера – очень специфическая среда – водород, гелий и ионы. Спутники на низких орбитах (400 км) после завершения срока службы так там и остается и начинает медленно падать на Землю.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ МЕЗОСФЕРЫ. Температура с ростом высоты падает, ничего интересного не происходит. ЗАГРЯЗНЕНИЕ СТРАТОСФЕРЫ. Проблемы деградации озонового слоя. Именно по поводу проблемы озонового слоя человечеству впервые удалось достигнуть планетарного соглашения. Озон – О 3 – аллотропная модификация кислорода. Исключительно токсичный газ, токсичность озона примерно на порядок выше, чем у SO 2, ПДК составляет 0, 03 мг/м 3. Сильнейший окислитель, реагирует с любыми соединениями, от автомобильных покрышек до тканей легких человека.

Для чего нужен озон? Ультрафиолетовое излучение начинается сразу за видимой областью излучения, в более коротковолновой части спектра. Выделяют 3 вида ультрафиолета: название УФ А длина волны 380 -320 нм особенности Необходим организмам для синтеза витамина D УФ В 320 -280 нм Достаточно высокоэнергетичный, обладает энергией, достаточной для отщепления атома водорода от молекулы – образует свободные радикалы. УФ С 280 -10 нм Вакуумный УФ – не может существовать в областях, где есть какое либо вещество, т. к. сразу поглощается.

Схема снижения интенсивности УФ излучения озоновым слоем атмосферы

Озон в стратосфере • Стратосферный озон необходим всем живым организмам на Земли! • Озон поглощает опасную УФ радиацию (λ <300 nm), которая вызывает рак кожи и сильные повреждения глаз. Если бы этого озона не было, все люди и животные были бы слепые с самого рождения! • Озон образуется в результате распада атома кислорода: О 2 + hν → О + О 2 + М → О 3 + М • Если пересчитать весь озон, распределенный в атмосфере на высоте 10 50 км, в единый слой, то получается, что вокруг Земного шара его толщина всего 3 мм. 14

Механизм образования и разрушения озона

Фреоны • • • В холодильной технике используют фреоны (хладоны). Это хлорированные и фторированные углеводороды на базе метана (СН 4) или этана (С 2 Н 6): CFC 12 CCl 2 F 2 (CH 4) CFC 113 C 2 Cl 3 F 3 (C 2 H 6) Атом хлора слабо связан с углеродом и в присутствии УФ он освобождается: CCl 2 F 2 + hν → Cl + CCl. F 2 Cl + О 3 → Cl. О + О 2 Cl. О + NO 2 → Cl. ОNO 2 + Н 2 О → НОCl + НNO 3 НОCl + hν → Cl + ОН • Cl + О 3 → Cl. О + О 2 и т. д. ПРОБЛЕМА: стратосфера очень стабильная, и загрязнители, которые сюда поступают из тропосферы, остаются на годы. 16

• Химические свойства Пути гибели озона Реакции объединяют в несколько семейств, главными из которых является азотное, кислородное, водородное и галогеново. Эти реакции представляют собой каталитические циклы, поэтому их также называют соответствующими циклами.

Антропогенные циклы разрушения озона

Озоновые дыры • В 70 тые 20 века годы заговорили о проблеме разрушения озонового слоя. • Ученые пришли к выводу, что такие частицы как радикалы Cl, Br, ОH • , NO и др. разлагают озон. • В 1985 году сообщили о наличии большой дыры в защитном слое озона над Антарктидой. Размер дыры был больше территории США! • Механизм разложения озонового слоя: пусть Х = Cl, Br, ОH • , NO и др. Х + О 3 → О 2 + ХО ХО + О → Х + О 2 • Цикл повторяется! Одна молекула Х способна разложить тысячи молекул О 3. 19

Озоноразрушающий потенциал некоторых веществ (CFC обозначает «хлорфтороуглерод» ): Разрушающий потенциал Продолжительность жизни (усл. ед) (лет) CFC 11 1, 00 75 CFC 12 1, 00 111 CFC 114 1, 00 185 CFC 115 0, 60 380 Метилхлороформ 0, 10 7 Четырехлористый углерод 1, 06 50 Halon 1211 3, 00 25 Halon 1301 10, 00 110 Halon 2402 6, 00 Не известно

Потребление хлорфторуглеродов, тысяч тонн озоноразрушающего потенциала

содержание озона (во всей атмосфере) 100% 90% 80% 70% 60% события норма ослабление имунной системы рак кожи гибель мхов и лишайников (ягеля), выпадение экосистем севера, т. к. они наименее приспособлены к воздействию жесткого солнечного излучения резкое увеличение числа заболеваний глаз падение урожайности зерновых и бобовых на 30% нарушение генетического кода на 20% ослепление животных и человека гибель 30% фитопланктона (проблемы с кислородам) глобальные изменения климата резкое уменьшение фотосинтеза катастрофическое уменьшение урожайности годы 1970 1990 2005 2015 2030

Последствия истощения озонового слоя. Уменьшение концентрации озона в стратосфере приводит к тому, что до поверхности Земли доходит часть жесткого ультрафиолетового излучения. Это влечет за собой • увеличение случаев заболевания раком кожы (меланомой), катарактой, ослабление иммунной системы человека, • интенсификацию процессов образования фотохимического смога и кислотных дождей, • уменьшение урожаев важнейших пищевых культур, • деструкцию различных материалов, • глобальное изменение климата на планете.

Озоновые дыры Последствия Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи. Также от повышенного уровня излучения страдают растения и животные.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТРОПОСФЕРЫ ГЛОБАЛЬНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА Глобальное изменение климата связано с: 1) изменением средней глобальной температуры, иногда говорят о глобальном потеплении. 2) региональные климатические изменения, в одних районах температура растет, в других – падает; в этом случае о глобальном потеплении говорить нельзя. Средняя глобальная температура – средняя температура воздуха в мире, существует множество станция для ее измерения. Вопрос усреднения – очень сложный, т. к. не везде есть станции наблюдения. Например, в океане, в африканских странах, поэтому при расчетах вводят специальный, экспериментальный коэффициент.

За четверть века, с 1979 (фото слева) по 2003 (фото справа) год, область, покрытая арктическим льдом, заметно уменьшилась. Многие ученые связывают это явление с начавшимся глобальным потеплением

Изменения средней температуры Земли за последние 500 млн лет

Климат – сложная система, включает компоненты: солнце, океан, атмосферу, деятельность человека. • Климат меняется на протяжении всей истории человечества. • Огромное влияние на изменение жизни человека (зарождение, гибель, культур, цивилизаций) Погода – меняется час за часом, день за днем, месяц за месяцем

Рассмотрим энергетический баланс поверхности Земли Рис. Термический баланс атмосферы и земной поверхности. По токи радиации приведены в ккал/см 2 • год. 1 ккал=4, 19 к. Дж

Рис. Интенсивность приходящей солнечной энергии на уровне моря и различных высотах 1. внеатмосферная радиация; 2. на высоте 4500 м; 3. – на уровне моря. Приток солнечной энергии обеспечивается солнечной радиацией. Спектр имеет сложное строение. Температура поверхности Солнца 6000 К. Означает, что светило излучает в основном в УФ , видимой и ИК областях.

Равновесная температура Земли может быть рассчитана на основании солнечной постоянной, отражательной способности (альбедо) и закона Стефана Больцмана Поглощение: Приходящая солнечная радиация (1) и излучение абсолютно черного тела при 288 К (средняя температура Земли) (2)

Равновесная температура Земли может быть рассчитана на основании солнечной постоянной, отражательной способности (альбедо) и закона Стефана Больцмана Поглощение: где r – радиус Земли, J – интенсивность приходящего солнечного излучения (1370 Вт/м 2, А – доля отраженного излучения (альбедо 0, 3) Излучаемая энергия равна: В условиях термического равновесия: Еп=Еиз Имеем: Т=254 К Реально на 34 К выше:

Современные представления: Для существования жизни на Земле важно присутствие парниковых газов: H 2 O, CO 2, CH 4, ХФУ, N 2 O и др. , которые задерживают ИК излучение Земли, повышая тем самым ее температуру. Парниковые газы позволяют беспрепятственно солнечному излучению достигать Земли, но поглощают ИК излучение поверхности Земли. В результате поглощения газы нагреваются, начинают сами излучать, при этом 1/2 излучения возвращается к планете.

Рис. Спектр поглощения С 02 (а), водяного пара (б) и озона (б) в инфракрасной области

Тыс. лет до настоящего периода Рис. Изменение глобальной температуры и концентрации парниковых газов в атмосфере Земли за последние 160 тыс. лет.

Рис. Изменение концентраций СO 2 в кернах полярных льдов, добытых на станциях Берд (Западная Антарктида) и Кемп Сенчури (Гренландия), в течение последних 40 тыс. лет Стрелкой указана концентрация CO 2 на 1982 г.

Факторы, влияющие на радиационный прогрев атмосферы

2 Изменение орбитальных параметров Земли Эксцентриситет орбиты Земли– период 92000 лет прецессия равнодействия период 21000 лет, изменение наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты период 40000 лет гораздо более длительные временные интервалы; суммарный эффект от изменения параметров орбиты ведет к медленному понижению среднеглобальной температуры со скоростью 0, 04 °С в столетие.

3 Временные масштабы движения емной з коры 4 Аэрозоль Периоды 105 109 лет. Связана с вулканической активностью. слой серно кислотного аэрозоля, формирующийся в стратосфере из выброшенных вулканами серосодержащих газов. Последние 17 лет оказались рекордными по средней тем пературе, Однако извержение Эль Чичон в 1982 г. (107 тонн серы). В результате 1982 и 1984 годы относительно холодные. Выбросы стабилизированы

5 Автоколебания в Южное колебание перераспределение масс воздуха в низких широтах Южного полушария системе атмосфера океан между Индийским и Тихим океанами явление Эль Ниньо. Явления Эль Ниньо влияние на региональный климат, морскую экосистему западного побережья Южной Америки, возмущают ат мосферную циркуляцию на всем земном шаре. Глобаль ные изменения состояния океана и атмосферы приводят к измене ниям концентрации в атмосфере углекислого газа и озона и даже небольшим за медлением вращения Земли. Наступление Эль Ниньо сопровождается заметным повышени ем среднеглобальной температуры. Примером тому могут служить 1983, 1987, да и 1997 годы, попавшие в разряд самых теплых в значительной степени из за исклю чительно сильных Эль Ниньо. В настоящее время учащение явлений Эль Ниньо в ближайшие деся тилетияпрекратится и в 20 х годах следующего столетия частота появления Эль Ниньо станет минимальной.

АВТОКОЛЕБАНИЯ В СИСТЕМЕ АТМОСФЕРА ОКЕАН Южное колебание перераспределение масс воздуха в низких широтах Южного полушария между Индийским и Тихим океанами явление Эль Ниньо. Явления Эль Ниньо влияние на региональный климат, морскую экосистему западного побережья Южной Америки, возмущают атмосферную циркуляцию на всем земном шаре. Глобальные изменения состояния океана и атмосферы приводят к измене ниям концентрации в атмосфере углекислого газа и озона и даже небольшим за медлением вращения Земли. Наступление Эль Ниньо сопровождается заметным повышением среднеглобальной температуры. Примером тому могут служить 1983, 1987, да и 1997 годы, попавшие в разряд самых теплых в значительной степени из за исключительно сильных Эль Ниньо. . в настоящее время учащение явлений Эль Ниньо в ближайшие десятилетия прекратится и в 20 х годах следующего столетия частота появления Эль Ниньо станет минимальной.

Годы, в которые был зафиксирован "Эль Ниньо" *: 1864, 1871, 1877 1878, 1884, 1891, 1899, 1911 1912, 1925 1926, 1939 1941, 1957 1958, 1965 1966, 1972, 1976, 1982 1983, 1986 1987, 1992 1993, 1997 1998. Эль Ниньо катастрофическое тёплое течение в Тихом океане. Тихоокеанское течение Эль Ниньо имеет тот же возраст, что и сам океан. Эль Ниньо цикличен и появляется раз в несколько лет, но другие явления, возникшие в недавнее время, сказываются катастрофическим образом на экономике и окружающей среде. Колебания атмосферного давления над Тихим океаном начались в июле 1997 г. , и к началу 1998 г. нанесённый ими ущерб оценивался в 33 млрд. долларов. 5000 человек погибли от наводнений, засухи и эпидемий, а так же от голода, вызванного неурожаем.

6 Внутренняя изменчивость климатической системы 7 Концентрация парниковывых газов Система обратных связей

Рис. Изменения концентрации парниковых газов с начала промышленной революции по настоящее время CFC 11 — фреоны, хлорфторуглероды

Метан. Один из основных парниковых газов биогенного происхождения. Основные источники: источник % от общего количества дополнения Термиты* Болота* Рисовые чеки* 7, 4 21, 3 20, 4 Окультуренные болота Жвачные животные 14, 8 Свалки 7, 4 Природный газ 8, 3 Этот источник отвечает за экспотенциальный рост концентрации углекислого газа после Рождества Христова – стало больше людей, которые едят мясо, соответственно, и число жвачных животных увеличилось. Проведены исследования, показавшие, что уровень выделения метана желудками верблюдов и овец практически не изменился, а у коров вырос почти в 3 раза. На тех местах, где были свалки, запрещается строить жилые дома (например, в США в течении 80 лет) – метан диффундирует на поверхность и возможен его взрыв. Угольные шахты 6, 5 Гидраты метана* 0, 9 Попутный газ, выделяющийся при разработках. В Кемеровской области сложилась серьезная ситуация – метан накапливается в заброшенных шахтах – он диффундирует из открытых пластов породы (действующие шахты имеют очень мощную систему вентиляции). Зона вечной мерзлоты Океан* 1, 9 Этот метан является источником озона в тропосфере над океаном.

Средняя глобальная температура Земли – определяет: • температуру океана: объем ледников и уровень океана Климат динамическая система определяется системой обратных связей. Основной механизмы обратных связей: • при более высокой температуре атмосфера может содержать большее кол во паров воды и как результат дополнительный нагрев поверхности Земли. Оценка: при удвоении содержания СО 2 в атмосфере, количество водяного пара возрастет на 30%, дополнительный нагрев на 1, 4 о. С • влияние снега и льда на альбедо Земли Увеличение температуры приведет к таянию снежного покрова и льда, что приведет к увеличению поглощения солнечной энергии (оценка +0, 4 о. С) • Облачный покров (отражает солнечные лучи): площадь облаков уменьшится на 2% приведет к увеличению температуры на 0, 5 о. С. Увеличение высоты облачности дополнительно 0, 5 о. С. Суммарно 1 о. С.

Средняя температура воздуха вблизи поверхности Земли зависит от количества энергии получаемой единицей поверхности В первом приближении J 0 –поток солнечной энергии на верхней границе атмосферы; , J энергии на уровне моря; a – коэфф т поглощения атмосферными газами; s – коэфф т рассеяния солнечной радиации этими газами; d коэфф т ослабления радиации частицами примесей; m и d – параметры, учитывающие толщину слоя атмосферы и угол падения солнечной радиации. Основные газы атмосферы – они прозрачны для солнечного э/м излучения, поглощают преимущественно в УФ области Обладают малыми коэффициентами поглощения для теплового излучения Земли

Объяснение отсутствие учета влияния температуры на тепловой баланс Явление – парниковый эффект – результат присутствия у земли мощной атмосферы Парниковый эффект для различных планет оптическая толщина атмосферы Г средний градиент между поверхностным излучением Н – средняя высота излучаемого слоя Тнабл эффективная температура планета J Вт/м 2 А Г Н, км Тп Тнабл Т Марс 589 0, 15 0, 1 5 1 217 220 3 Земля 1370 0, 30 1 5, 5 6 255 288 33 Венера 2613 0, 75 100 7 70 232 700 470

Изменение климата в исторический период (Европа) Начало нашей эры: влажность и температуры близки к современным. IV VIII в. сухой и теплый понижение уровня озер, сокращение торфяников. VIII XIV в. теплый и мягкий. уменьшение ледовитости северных морей. На Балтийском побережье и в Англии выращивали виноград. (4 5 о. С) малый климатический оптимум XIV XIX в. эпоха похолодания. Увеличение ледовитости, закрытие морских путей в Гренландию, Увеличение внутрисезонной изменчивости климата. Малый ледниковый период. Последние 100 лет период потепления - анализ причин- основная увеличение содержания в атмосфере парниковых газов. Сопровождается повышением уровня мирового океана -14 5 см/100 лет. Анализ климатических изменений Выводы: • к 40 годам закончился период интенсивного потепления, начавшегося с конца предыдущего столетия; • похолодание 40 -60 - х годов; • с 60 -х годов в Северном полушарии происходит потепление; • темпы роста температуры примерно 0, 5 о. С/100 лет; • при переходе к низким широтам уменьшение амплитуд колебания температур; Прогнозы: 2000 г. - 1, 4 о. С по сравнению с периодом до промышленной революции 2020 г. - 2, 2 - уровень теплой межледниковой эпохи (12 тыс. лет назад) 2050 г. - 3 -4 о. С оптимум плиоцена (3 -4 млн. лет назад)

Эффективность поглощения (величина парникового эффекта) определяется: • Концентрация и природа поглощающего вещества (способность поглощать ИК излучение); • Толщина поглощающего слоя. На протяжении 20 столетия в атмосфере увеличилось содержание в атмосфере некоторых естественных составляющих: CO 2, N 2 O, CH 4 и тропосферный озон O 3. Антропогенные составляющие (не являющиеся естественными компонентами глобальной экосистемы): ХФУ. Газ N 2 O 2 Ar H 2 O Распространенность в тропосфере, % об. 78 21 1 1*- средняя величина Парниковый фактор Пренебр. мал. 0, 1 CO 2 CH 4 N 2 O CCl 2 F 2 CCl 3 F 3, 5 10 -2 1, 7 10 -4 3 10 -5 4, 8 10 -8 2, 8 10 -8 1 30 160 25000 21000 Наибольший вклад – водяные пары Далее углекислый газ Понятие окна прозрачности Примерно 70% излучения Земли уходит в пространство. Роль парниковых газов поглощение в окнах прозрачности.

Изменение климата • Поверхностные воды - расчеты проказывают: T =1 о. С увеличение количества осадков на 1, 6 - 2, 6 % увеличение годового стока в высоких широтах; изменение режима влагосодержания деятельного стока почвы. • Уровень мирового океана - учесть: тепловое расширение океана и таяние ледников. 23 см/100 лет. Оценка T =3, 5 2 о. С, то уровень мирового океана поднимется на 80 см (от 25 см до 165 см). Особенность: медленная эволюция, характер природных катастроф. • Морские льды -будут существенно сокращаться расчет средняя температура T =2 о. С, то в зоне морских льдов это соответствует летом T =2 о. С, зимой T =8 -10 о. С заметное смягчение климатических условий в области тундры, северной тайги, изменение характера растительности. • Природные зоны - Перемещение географических зон на север на 1000 1500 км • Антропогенное воздействие на озоносферу.

Для ближайших лет проблема не в самом изменении температуры, а проблемы связанные с режимом увлажнения - увеличение числа засух. Воздействие на урожай Проблема неопределенности: Факторы 1)неопределенность будущего энергопотребления, 2)демографическая ситуация, 3)параметры будущей экономики; 4)технологические параметры; 5)социально политические и общественные факторы; 6)неопределенность моделей и сценариев; 7)интерпретация неопределенностей Климат постоянный, увеличение концентрации СО 2 в 2 раза повышение урожайности маис, сахарный тростник до 10% рис, пшеница, бобовые до 50% Концентрация СО 2 постоянна, T =2 о. С, уменьшение влажности почв снизит пшеница до 7% в холодных районах урожайность может возрасти из за увеличения вегетационного периода

Rich countries are also affected by anomalous climate: The 2003 heat wave killed more than 70, 000 people in Europe

Киотский протокол. Kyoto Protocol • Протокол об ограничении и сокращении выбросов парниковых газов странами Приложения В в 2008– 2012 гг. , а также о совместных действиях всех стран – участниц протокола. В частности, Киотский протокол устанавливает экономические механизмы гибкости (ПСО, МЧР и торговлю квотами). • Принят в Киото (Япония) в 1997 году. Позже, с приходом администрации президента Буша, США отказались от участия в протоколе. Протокол вступил в силу 16 февраля 2005 г. , решающий голос в пользу протокола внесла Россия (так как в отсутствие США у России оказалось право единоличного решающего голоса). В Протоколе участвуют все развитые страны, кроме США, и все крупные развивающиеся страны. С 2013 г. на смену Киотскому протоколу должно прийти новое международное соглашение, – его разработка началась в 2007 г. после решения РКИК ООН, принятого на Конференции на Бали, Индонезия.

• По состоянию на весну 2009 года Киотский протокол был ратифицирован 181 страной мира (совокупно ответственными за более чем 61 % общемировых выбросов). • Исключением являются США, Китай, Индия и др. • Первый период осуществления протокола начался 1 января 2008 и продлится пять лет, до 31 декабря 2012 года, после чего, как ожидается, на смену ему придёт новое соглашение.

ПОТЕПЛЕНИЕ КЛИМАТА угроза роста инфекционных и паразитарных заболеваний в России

АТМОСФЕРНЫЙ ЦИКЛ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЫ

График. Труба Воскресенского химического комбината, происходит выброс SO 2. Средняя скорость ветра примерно 30 км/час, поэтому через 10 часов выбросы будут на расстоянии 300 км, через 20 – на расстоянии 600 км и т. д. По мере удаления от предприятия концентрация оксида серы будет уменьшаться, т. к. он переходит в другие соединения, и их концентрация растет. Сначала будет образовываться серная кислота, потом – сульфаты металлов, которые и выпадут на поверхность. Через 48 часов цикл закончится, и атмосфера полностью очистится. Как видно из графика, максимум выпадений серной кислоты приходится на расстояние 600 км от предприятия. Такая ситуация наблюдается в США, где ТЭС стоят в Пенсильвании, на расстоянии 600 900 км – Великие озера, за ними Канада. Ветер обычно направлен именно в сторону Великих озер, и кислые осадки выпадают не в стране их производства, а совсем в другой стране. Возникает проблема трансграничного переноса – перенос загрязнений на расстояние порядка 1000 км.

Страна Норвегия Общая эмиссия Общее выпадение Доля экспортируемой импортируемого эмиссии выпадения (тысячи тонн) (процент) 37 210 76 96 Швеция 110 302 69 89 ФРГ 750 628 63 56 СССР 5, 150 3, 201 61 38 Испания 1, 625 590 72 22

Лондонский смог 1952 года • В декабре 1952 года в Лондоне образовался зловещий смог (smog), который содержал SO 2, СО, NOx, Н 2 SO 4 и SO 3. • Более 5000 человек погибло (рис. ). • 4 декабря холодный, плотный туман (fog) вобрал в себя дымовые газы из топок, где сжигали каменный уголь. • Концентрация SO 2 увеличилась ~ в 7 раз по сравнению с обычной концентрацией. аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли. Английское слово «smog» — производное от «smoke» — дым и «fog» — туман. 74

Фотохимический смог • Фотохимический смог представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. • Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей

Фотохимический смог • Сравнительная характеристика основных выбросов различных транспортных средств, как источников загрязнения, приведена в таблице. Транспортное средство Аэрозоли Оксиды серы Оксиды азота Углеводороды Оксиды углерода Автотранспорт 1, 1 0, 4 6, 4 61, 9 Самолеты 0, 1 0, 0 0, 1 1, 0 Ж/Д транспорт 0, 1 0, 7 0, 2 0, 3 Морской транспорт 0, 6 0, 3 0, 2 0, 5 1, 5

Фотохимический смог

пероксиацилнитриты (ПАН) • где • R CH 3 , C 2 H 5 и т. д.

СРАВНЕНИЕ СМОГОВ ЛОС АНДЖЕЛЕСА И ЛОНДОНА

Фотохимический смог • В присутствии углеводородов и солнечного излучения может образоваться фотохимический смог: НС + NOx + UV → смог (Лос Анджелес) Изменение концентраций компонентов фотохимического смога в разное время суток 82