CC BY
11Климатология и метеорология
ЭОЖ 551.588.74
А. М. Досбай1, А. С. Мадибеков2
^Магистр (Эл-Фараби атындагы Казак улттык университетi, Алматы, Казакстан)
2Г.г.к., ага окытушы (Эл-Фараби атындагы Казак улттык университетi, Алматы, Казакстан)
АЛМАТЫ ЦАЛАСЫ АТМОСФЕРАНЫЦ КЛИМАТТЫЦ СЕЙ1ЛТУ ПОТЕНЦИАЛЫ
Аннотация. Атмосфералык ауанын ластану дэрежесi шыгарылатын ластаушы заттардын саны мен кар-кындылыгына жэне кeздердiн параметрлерiне гана емес, сонымен катар жердiн орографиялык ерекшелiктерi мен метеорологиялык жагдайларына да байланысты болады. Атмосферада коспалардын жиналуына, атмо-сферадан сейiлуiне жэне шайылуына экелетiн метеорологиялык факторларды ескеру аркылы, ауа ластануы-нын толкканды сипаттамасын алуга болады.
Макалада Алматы каласындагы метеостанциялар мэлiметтерiнiн негiзiнде климаттык сешлту потенциалы аныкталды. Сонгы жылдардагы болып жаткан климаттык eзгерiстердiн атмосферанын климаттык сейiлту потенциалына эсерiн карастыру максатында, 2010-2019 жылдар аралыгындагы уакыт мерзiмiне, эр метеостанция Yшiн жеке-жеке атмосферанын климаттык сейiлту потенциалы есептелшш, орташа мэннен езгеру динамикасы карастырылды. Нэтижесiнде, климаттык сейiлту потенциалынын мэнi суык мерзiмде жогары болатындыгы аныкталды. Ал, сонгы жылдардагы керсетшш мэнiнiн езгеру динамикасы эр метеостанция Yшiн эркелш мэнге ие.
Тушн сездер: атмосфералык ауанын ластануы, атмосферанын климаттык сешлту потенциалы, жауын-шашын, жел жылдамдыгы, ластаушы заттар, туман, штиль.
Kipicne. Коршаган ортага тушршетш жуктеменщ есуше байланысты, табиги ортаны, эшресе, атмосфераны коргаудын манызы артуда. Атмосфералык ауанын ластануын зерттеуде, атмосферанын сешлту мумкшдшн бшу манызды болып саналады. Бул, ластаушы коспалардын атмосферада жинакталуына жэне сешлуше эсер ететш метеорологиялык факторлардын керсетшш1 болып табы-лады. Зиянды заттар енеркэсштш кэсшорындар мен автокелш шыгарындыларынын нэтижешнде атмосферага тусш, физикалык-химиялык езгерютерге ушырайды, ластаушы кездерден алыс ка-шыктыкка тасымалданады жэне жауын-шашынмен жер бетше туседт
Атмосферанын езш-ез1 тазарту кабшетш сипаттау ушш кепжылдык атмосферанын кушн сипаттайтын климаттык сейшу потенциалы мен накты б1р уакыт кезещнщ (сагат, айлар, маусым, б1рнеше жыл) керсетшш1 болатын метеорологиялык сейшу потенциалын ажыратып карастырады. Климаттык сешлту потенциалы, кепжылдык статистикалык мэл1меттер непз1нде, осы ауданда кутшетш ауа сапасынын денгешн багалауга мумшндш беред1 [1].
Мэселеищ койылуы. Сонгы онжылдыкта Алматы Казакстаннын ен ластанган калаларынын ыз1мшщ катарында. Каланын ауа бассейншщ ластануы, каз1рп кезде етшр экологиялык мэселе болып табылады. Бул каланын орграфиялык ерекшелтмен, ягни онын казаншункырда орнала-суымен тшелей байланысты. Мундай ерекшелш, кебшесе кыста байкалатын жер беындеп жш инверсиялардын пайда болуына, кала усынде ластанган ауанын турып калуларына жш эколайлы жагдайлар тугызады. Сонгы жылдары каланын заманауи дамуы, ауа агындарынын келденен ба-гытта табиги козгалысына кедерп келшруде, онда жш желшздшбайкалады. Алматы каласынын атмосфералык ауанын непзп ластаушылары азот диоксиду кушрт диоксиду кем1ртеп оксиду формальдегид секшд1 заттар болып табылады. Олар непзшен атмосферанын ластануынын экологиялык тэуекелш аныктайды жэне адам денсаулыгына терю эсер етед1 Сондыктан, кепжылдык климаттык сипаттамаларды колдана отырып, атмосферанын езш-ез1 тазарту кабшетш зерттеу мэселес койылды [2].
Зерттеу эдiстерi мен дереккездер. Атмосферага TYceTiH зиянды заттардыц жиналуына, тара-луына немесе жойылуына ыкпал eтeтiн метеорологиялык факторлардыц рeлiн зерттеуге арналган ец танымал жумыс - XX гасырдыц 80-шi жылдары алгаш рет КСРО аумагын атмосфераныц лас-тану потенциалын климаттык кeрceткiшi бойынша аудандастырган Э.Ю. Безуглаяга тиeciлi [3].
Атмосфералык ауаны коргау кeзiндe шыгарындылардыц азаюы туралы мэлiмeттeр гана жетю-лiкciз. Атмосферадагы коспалардыц курамы жэне атмосферадагы коспалардыц таралуыныц климаттык жагдайлары туралы узак уакыт бойы статистикалык ceнiмдi аппарат талап eтiлeдi.
Еceптулeрдi жYргiзу Yшiн, нeгiзгi дерек кeздeрi ретшде Алматы каласындагы метеостанция-лардан алынган кепжылдык климаттык кeрceткiштeр мэнi колданылды.
Зерттеу жумысы барысында метеорологияда кещнен колданылатын статистикалык жэне ана-литикалык эдicтeр колданылды.
Атмосфераныц ластану децгешне метеорологиялык факторлардыц эceрiн багалауда Воейков А.И. Бас геофизикалык обсерваториясында атмосфераныц климаттык сешлту потенциалы (АКСП) курастырылган. Дегенмен бул eceптeулeрдiц бiркатар кемшшктершщ болуына байланысты, 1996 жылы Селегей Т.И. кeлeciдeй формуланы колдануды усынган:
АКСП - (Ртым. + Рт
1.) / (Ржау. + Р жел),
мундагы Ртым. - тымык байкалган кYндeр кайталанушылыгы, %; Ртум. - туман байкалган кYндeр кайта-ланушылыгы, %; Ржау. - жауын-шашынды (>0,5 мм) байкалган кYндeр кайталанушылыгы, %; Ржел - жел жылдамдыгы (> 6 м/с) байкалган кYндeр кайталанушылыгы, %.
Формулада атмосфераныц климаттык сешлту потенциалын есептеу Yшiн колданылатын кер-ceткiштeр кeлтiрiлгeн.
Есептеулерде кепжылдык орташа мэлiмeттeр колданылатын болса, онда ол атмосфераныц лас-тануыныц климаттык потенциалын керсетедт Егерде кыска уакыт кезещндеп мэлiмeттeр колданылатын болса, ол атмосфераныц ластануыныц метеорологиялык потенциалыныц керceткiшi болып табылады. Алынган мэндер атмосфераныц климаттык сешлту потенциалы АКСП > 1 болса, карас-тырылып жаткан ауданныц атмосферасындагы коспалардыц ceйiлу мYмкiншiлiгi темен eкeндiгiн керceтeдi. Негурлым мэндер жогары болган сайын, ceйiлту мYмкiндiгi темен боладыт [4].
Нэтижелерi мен талкылау. Коспалардыц атмосферада жиналуына келесщей метеорологиялык шамалар Yлкeн эсерш тигiзeдi: ауа температурасы, жел, жауын-шашын, туман т.б. Дегенмен, бул параметрлердщ ластанумен байланысын жеке карастыру киыншылыктар тугызады. Сондык-тан, атмосфераныц кушн багалауда оларды бiргe карастыру тиiмдiрeк.
Жeлдiц жылдамдыгы коспалардыц тасымалдануына жэне таралуына ыкпал eтeдi, ейткeнi жел-дiц жылдамдыгыныц жогарылауымен ауа кабаттарыныц турбулeнттi араластыру каркындылыгы артады. Желдщ кауiптi жылдамдыгы шыгарындылардыц парамeтрлeрiнe байланысты [5].
Алматы каласы Yшiн климат тYзушi нeгiзгi фактор оныц 1ле Алатауы жотасыныц cолтYCтiк бeткeйiнiц етегшде географиялык орналасуы болып табылады. Кала солтустш жэне солтустш-батыс багытта ашык болганына карамастан, штильдi жагдайлардыц кайталануы (жeлдiц жылдамдыгы 1 м/с дешн) жазда 71%-га, кыста 79%-га жeтeдi [6]. Атмосфераныц ластануына мундай ко-лайлы жагдайлар, непзшен, кыста Сiбiр антициклоныныц эceрi жэне жазда Казакстан аумагында термикалык депрессия салдарынан калыптасады [7].
Кун радиациясы атмосферадагы фотохимиялык реакцияларды жэне эмиссия кездершен келе-тiн заттарга караганда жиi уытты каcиeттeрi бар эртYрлi кайталама енiмдeрдiц пайда болуына ыкпал жасайды. Колайлы ауа райылы кYндeрi фотохимиялык эceрдiц нэтижешнде, ластанган ауада фотохимиялык тYтiн пайда болады [8].
Атмосферадагы коспалардыц таралуына эсер ететш нeгiзгi факторларга жел рeжимi, температура гана емес, жауын-шашын да жатады. Атмосфералык ауаныц ластануыныц орташа дeцгeйiнiц калыптасу жагдайларын зерттеу кeзiндe жауын-шашынныц каркындылыгы мен мелшерш ескеру кажет. Атмосфералык жауын-шашын атмосферадан ластаушы заттардыц шайылуына ыкпал eтeдi жэне олардыц каркындылыгы осы процестщ жылдамдыгын аныктайды.
Алматы каласыныц аумагында жылына орта есеппен 550-600 мм жауын-шашын туседт Егер мунда улкен енeркэciптiк келiк элеует бар eкeнiн ескерсек, бул ез кезепнде ауа баcceйнiн лас-таудыц нeгiзгi кезi болып табылады, сонымен катар ауа атмосферасында зиянды коспалардыц жиналуына ыкпал ететш жагдайлардыц кеп кайталануы, атап айтканда элшз желдер мен темпера-
тураньщ e3repyi, онда жауын-шашынныц цала атмосферасын тазартудагы рeлi айтарлыцтай артады. Ал, туман кезшде цоспалардыц концентрациясы едэyiр артуы мумкш [9].
Атмосфераныц климаттыц потенциаын еспетеу кезiнде жогарыда келтiрiлген метеорологиялыц шамалардыц барлыгы назарга алынады.
Темендеп кестеде Алматы цаласында орналасцан метеорологиялыц станциялардыц 40 жыл кeлемiндегi мэлiметтерi негiзiнде алынган метеокерсетюштердщ айлыц шамалары келтiрiлген (кесте).
Алматы цаласындагы метеокерсетшштердщ айлыц шамалары
Метео- керсетшш Цацтар Ацпан Нау- рыз Сэу1р Мамыр Мау- сым Шшде Тамыз ^ыр- куйек Казан Ка- раша Жел- тоцсан
Штиль 110,3 117,1 103,2 87,3 80,6 73,3 69,7 74,2 83,3 89,0 97,3 101,9
Жел жылдамдыгы, м/с 1,2 1,1 1,0 1,1 0,7 0,7 0,5 0,4 0,3 0,7 0,9 1,2
Жауын шашын, мм 62,7 72,6 114,5 151,2 178,1 153,5 145,6 103,6 88,0 82,5 91,3 68,7
Туман 12,4 14,3 21,5 15,8 11,4 4,0 2,0 2,3 5,7 11,8 16,3 16,6
АКСП 1,9 1,8 1,1 0,7 0,5 0,5 0,5 0,7 1,0 1,2 1,2 1,7
Кестеге сэйкес, штильдщ максимум мэнi цацтар айына, минимум мэш шiлде айына сэйкес ке-ледi. Жауын-шашынныц максимум мeлшерi мамыр айына, минимум мeлшерi цацтар айына сэйкес келедт Туман наурыз айында жиi байцалса, шiлде айында туманныц цурылу мYмкiндiгi темен. Жел жылдамдыгы цыс айларында бiраз жогары болса, басца айлардагы жYрiсi бiркелкi. Осындай метео-кeрсеткiштердiц негiзiнде есептелген атмосфераныц климаттыц сейiлтy потенциалыныц таралуын келесщей сипаттауга болады (1-сурет).
1-сурет - Атмосфераныц климаттыц сейшту потенциалы
КелЛрлген суретте, Алматы цаласы бойныша (Алматы, ОГМС, Мыцжылцы, Каменское плато, Шымбулак, Yлкен Алматы кeлi метеостанциялары) кепжылдыц мэлiметтер негiзiнде есептелген атмосфераныц климаттыц сейшту потенциалыныц максимум мэш цацтар айына сэйкес келедц оныц мэш 1,9-га тец. Ягни, цацтар айында атмосфера цурамындагы ластаушы заттардыц таралуына цолайлы жагдайлар аз. Ал, минимум мэш мамыр, маусым, шiлде айларына сэйкес келедi, мэнi 0,5-ке тец. Ягни, жылы кезецде цала атмосферасындагы цоспалардыц сейiлтy мYмкiндiгi суыц кезецге цараганда айтарлыцтай жогары.
Соцгы жылдары ауа температурасыныц жогарылауымен, муздыцтардыц ерyiмен жэне атмо-сфералыц процестердiц химиялыц белсендiлiгiнiц жогарылауымен бiрге атмосфераныц ластану сипатын аныцтайтын метеорологиялыц сипаттамаларда да езгерютер болуы мYмкiн. Осы себепту зерттеyлердi одан эрi жалгастыру арцылы, Алматы цаласы бойынша соцгы жылдардагы метеостан-циялардагы АКСП мэнiнiц, орташа мэннен ауытцу динамикасы царастырылды, 2010-2019 жылдар аралыгындагы атмосфераныц климаттыц сейшту потенциалы есептелдт Тeмендегi суретте соцгы жылдардагы АКСП керсетюшшщ орташа мэннен ауытцу динамикасы келЛршген (2-сурет).
—•— Алматы, ОГМС Мьщжылкы —*— Шымбулак
—YАК ----Орташа мэн
2-сурет - 2010-2019 жылдардагы метеостанциялардагы атмосфераныц климаттык сей1лту потенциалыныц езгеру динамикасы
Келтiрiлген суретте, карастырылган жылдар аралыгында атмосфераныц климаттык сейiлту потенциалыныц максимум мэнi Алматы, ОГМС метеостанциясына сэйкес келедi, оныц мэнi 4,81-д1 кураган, ал баска метеостанциялардагы мэндер бiр-бiрiмен шамалас.
Корытынды. Алынган нэтижелерге сэйкес Алматы каласы бойынша кыс мезгiлiнде, нактырак кацтар айында атмосфералык ауаныц езiн-езi тазарту кабiлетi темен екендт аныкталды. Бул жаг-дайды, кацтар айында штильдi жагдайлардыц максимум мэшнщ тiркелуiмен (110,3), жауын-ша-шынныц минимум мелшерiмен (62,7 мм), туманныц жиi байкалуымен тiкелей байланыстыруга бо-лады. Ягни, штильдi жагдай кебшесе ауаныц турып калуларына экелсе, жауын-шашын мелшерiнiц аз болуы ез кезепнде атмосферада ластаушы заттардыц узак уакыт сакталып туруына алып келедi. Сэйкесшше, атмосфералык ауаныц езiн-езi тазарту кабшет темендейдi жэне бул айда атмосфераныц климаттык сейшту потенциалы 1,9-га тец.
Керiсiнше, шiлде айында атмосферадагы ластаушы заттардыц сейiлуiне ете колайлы жагдай-лар байкалады. Себебi, бул айдагы штильдi жагдайлар минимум (69,7) мэнге ие, жауын-шашынныц айтарлыктай жогары мелшерi (145,6 мм) байкалады жэне туманныц калыптасуы сирек болады. Сэйкесшше, атмосфераныц климаттык сейшту потенциалы 0,5-ке тец.
Карастырылган метеостанцияларда атмосфераныц климаттык сейшту потенциалыныц орташа мэннен езгеру динамикасы, тек Алматы, ОГМС метеостанциясында ерекешеленедг Бул метеостанциялардагы мэндер орташа мэннен айтарлыктай жогары. Бул ез кезепнде, метеостанция орналас-кан аймактагы атмосфералык ауа курамындагы ластаушы коспалардыц сейiлу мYмкiндiгiнiц темен екендтн керсетедi. Жэне оныц мэнiнiц езгеру динамикасы бiркелкi емес, соцгы жылдары бул кер-сеткiштiц жогарылау жэне темендеу тенденциясын байкауга болады. Мундай езгерiстер есептеу-лерде негiзге алынган климаттык керсетюштер мэндерiне тiкелей байланысты. Мысалыга, соцгы 2019 жылы жауын-шашын мелшерi 2018 жылдагы мэннен жогары боландыктан, жел жылдамдыгы жогары болгандыктан, атмосфераныц климаттык сейiлту потенциалыныц мэшнде темендеулер тiркелген. Ягни, аталган жагдайлар атмосфераныц езiн-езi тазарту кабiлетiнiц жогарылауына септiгiн тигiзген. Карастырылган баска метеостанцияларда орташа мэннен айтарлыктай ауыткулар пркелмеген.
Сэйкесiнше, егерде жаhандык жылыну каркыны кYшейетiн болса, ол кей аумактарда жауын-шашын мелшерiнiц кебеюiне алып келсе, кей аумактарда оныц азаюына алып келуi мYмкiн. Сон-дай-ак, жел жылдамдыгы, туман жэне штиль мэндерще аймак ерекшелiктерiне карай эртYрлi болады. Бул жагдай атмосфераныц климаттык сейшту потенциалына эркелкi эсер ету мYмкiн.
ЭДЕБИЕТ
[1] Селегей Т.С., Зинченко ГС., Безуглова Н.Н. Учет метеорологического потенциала самоочищения атмосферы при решении задач промышленного освоения территорий // Ползуновский вестник. - 2005. - № 4, ч. 2. - С. 119-121.
[2] Гельмгольц Н.Ф., Нурумов С.Ж. О некоторых закономерностях ветрового самоочищения атмосферы в городе Алма-Ате // Тр. КазНИГМИ. - 1978. - № 64. - С. 9-16.
[3] Степаненко С.Н., Волошин В.Г Метеорологический фактор разбавления примеси как показатель потенциала загрязнения атмосферы // Украгнський пдрометеоролопчний журнал. - 2009. - № 5. - С. 5-15.
[4] Селегей Т.С., Филоненко Н.Н., Ленковская Т.Н. О методике определения метеорологического потенциала загрязнения атмосферы // Оптика атмосферы и океана. - 2015. - № 8. - С. 725-729.
[5] Степанова Н.В., Шлычков А.П. Влияние комплекса метеорологических условий на загрязнение атмосферного воздуха города // Казанский медицинский журнал. - 2004. - № 5. - С. 380-383.
[6] Черноножкина В.В. Анализ природно-климатических особенностей местности, способствующих загрязнению воздушного бассейна г. Алматы // Международный научно-исследовательский журнал. - 2013. - № 1(8), ч. 1. - С. 73-74.
[7] Ахметжанова Х.А., Швер И.А. Климат Алма-Аты. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 266 с.
[8] Безуглая Э.Ю., Берлянд М.Е. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере: Справочное пособие. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 328 с.
[9] Даулбаева А.Н. Зависимость уровня загрязнения атмосферного воздуха от скорости и напрвления ветра на примере города Алматы // Исследования, результаты. - 2015. - № 2. - С. 162-167.
REFERENCES
[1] Selegei T.S., Zinchenko G.S., Bezuglova N.N. Taking into account the meteorological potential of self-cleaning of the atmosphere in solving problems of industrial development of territories // Bulletin of Polzunovskii. 2005. No. 4, ch. 2. P. 119-121 (in Russ.).
[2] Gelmgolts N.F., Nurumov S.Zh. About some regularities of wind self-cleaning of the atmosphere in the city of Alma-Ata // Tr. KazNIGMI. 1978. No. 64. P 9-16 (in Russ.).
[3] Stepanenko S.N., Voloshin VG. The meteorological factor to dilute pollution as the parameter of potential of pollution of the atmosphere // Ukrainian hydrometeorological journal. 2009. No. 5. P 5-15 (in Russ.).
[4] Selegei T.S., Filonenko N.N., Lenkovskaya T. N. The methodology for determining the meteorological potential of atmospheric pollution // Atmospheric and ocean optics. 2015. No. 8. P 725-729 (in Russ.).
[5] Stepanova N.V., Shlychkov A.P The influence of meteorological conditions on air pollution of the city // Kazan medical journal. 2004. No. 5. P 380-383 (in Russ.).
[6] Chernonozhkina VV Analysis of natural and climatic features of the area that contribute to air pollution in Almaty // International research journal. 2013. No. 1 (8). P 73-74 (in Russ.).
[7] Akhmetzhanova Kh.A., Shver I.A. Climate оfAlma-Ata. L.: Gidrometeoizdat, 1986. 266 p. (in Russ.).
[8] Bezuglaya E.Yu., Berlyand M. E. Climatic characteristics of the conditions for the diffusion of pollutants in the atmosphere: Reference book. L.: Hydrometeoizdat, 1983. 328 p. (in Russ.).
[9] Daulbayeva A.N. Dependence of the level of atmospheric air pollution on wind speed and direction on the example of the city of Almaty // Researches, results. 2015. No. 2. P.162-167 (in Russ.).
А. М. Досбай1, А. С. Мадибеков2
1Магистр (Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан)
2К.г.н., старший преподаватель (Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан)
КЛИМАТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ РАССЕИВАНИЯ АТМОСФЕРЫ
ГОРОДА АЛМАТЫ
Аннотация. Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит не только от количества и интенсивности выбрасываемых загрязняющих веществ и параметров источников, но и от орографических особенностей местности и метеорологических условий. С учетом метеорологических факторов, приводящих к накоплению примесей в атмосфере, рассеиванию и смыву из атмосферы, можно получить полную характеристику загрязнения воздуха.
По данным метеостанций г. Алматы определен климатический потенциал рассеивания. С целью определения влияния климатических изменений последних лет на климатический потенциал рассеивания атмосферы с 2010 по 2019 год был рассчитан климатический потенциал рассеивания атмосферы отдельно для каждой метеостанции и рассмотрена динамика изменения от среднего значения. Установлено, что потенциал климатического рассеивания выше в холодный период, а динамика изменения климатического потенциала рассеивания атмосферы за последние годы разная для каждой метеостанции.
Ключевые слова: загрязнение атмосферного воздуха, загрязняющие вещества, климатические осадки, потенциал атмосферы, скорость ветра, туман, штиль.
А. М. Dosbay1, А. S. Madibekov2
'Master (Al-Farabi Kazakh national university, Almaty, Kazakhstan)
2Cand. Geo. Sci., senior lecturer (Al-Farabi Kazakh national university, Almaty, Kazakhstan)
CLIMATE POTENTIAL OF ATMOSPHERIC DISPERSION IN THE CITY OF ALMATY
Abstract. The degree of atmospheric air pollution depends not only on the number and intensity of pollutants released and the parameters of the sources, but also on the orographic features and meteorological conditions of the Earth. By taking into account the meteorological factors that lead to the accumulation of impurities in the atmosphere, removal and flushing of impurities from the atmosphere, it is possible to obtain a full characteristic of air pollution.
In the article, based on data from weather stations in Almaty, the potential of climate change was determined. In order to consider the impact of climate changes in recent years on the climate dissipation potential of the atmosphere, the climate dissipation potential of the atmosphere for the period from 2010 to 2019, for each weather station separately, was calculated and the dynamics of changes from the average value was considered. As a result, it was found that the value of the climate dissipation potential is higher in the cold period. At the same time, the dynamics of changes in the indicator value in recent years has a different value for each weather station.
Keywords: atmospheric air pollution, climate dissipation potential of the atmosphere, calm, fog, precipitation, pollutants, wind speed.
