Bức xạ

Bức xạ Bức xạ Bởi: PGS TS NGƯT Phạm Văn Huấn Tại Keln - thành phố lớn, bị ô nhiễm Cộng hòa Liên Bang Đức - dòng xạ tổng cộng tới mặt phẳng vuông góc, trung bình năm 59 % so với dòng khí lý tưởng (khô sạch), dao động năm từ 44 % tháng đến 69 % tháng Trong Trirơ - thành phố không lớn, ô nhiễm Cộng hòa Liên bang Đức - dòng 70 %, dao động 60 % tháng 11 76 % tháng Tại Tokyo, dòng xạ Mặt Trời tới mặt đất nhỏ 12 - 30 % so với dòng vùng nông thôn Trên đảo nước Anh, dòng trực xạ Mặt Trời thành phố trung bình suy yếu 38 % Tuy nhiên, thành phố, dòng tán xạ tăng mạnh (trung bình 2,3 lần) Kết dòng xạ Mặt Trời tổng cộng thành phố trung bình 82 % so với dòng cực tiểu quan sát thời gian vùng nông thôn Các chất gây ô nhiễm làm suy yếu dòng xạ Mặt Trời, mà làm biến đổi thành phần phổ dòng Thật vậy, theo số liệu quan trắc, Pari, dòng xạ tổng cộng, tỉ phần xạ cực tím 0,3 % trung tâm 3,0 % ngoại ô, xạ tia tím - 2,5 5,0 %; tỉ phần tia nhìn thấy (43 40 %) hồng ngoại (54 52 %) biến đổi không nhiều Có thể nhận xét rằng, có Luân đôn thập niên gần trạng thái bầu không khí cải thiện đó, dòng tới xạ Mặt Trời thời gian có ánh sáng Mặt Trời tăng lên Thật vậy, vào năm 1958-1967 thời gian tăng 50-70 % so với thập niên trước đó, mùa xuân mùa thu tăng 15-25 % Ở Lêningrat vùng ngoại vi, chế độ xạ đặc trưng số liệu lấy trung bình năm 1953-1976 sau Giống thành phố lớn khác, dòng xạ Mặt Trời trực xạ tổng cộng Lêningrat nhỏ so với vùng ngoại vi Các trị số tổng trung bình xạ Mặt Trời trực xạ (I’) tổng cộng (I’+i) tới 1/14 Bức xạ mặt phẳng nằm ngang (triệu J/m2) Lêningrat, Voeikovo Nhikolaevskoie mùa sau: Ở I’ t- dòng trực xạ tán xạ tới mặt phẳng nằm ngang, ∆t-khoảng thời gian lần đo; phép tính tổng thực toàn thời khoảng có ánh sáng ngày Từ số liệu dẫn suy rằng, so với vùng ngoại vi, dòng I’ I’+t Lêningrat bị suy giảm mạnh vào mùa đông (với độ cao nhỏ Mặt Trời) bị suy giảm ơn nhiều vào mùa hè: tổng trực xạ Lêningrat 59 46 % so với tổng tương ứng Voeikovo Nhikolaevskoie vào mùa đông đạt 96 98 % vào mùa hè Vì tạp chất hấp thụ, theo định luật Kirkhoph, chúng phát xạ hồng ngoại, nên so với vùng ngoại vi, thành phố tăng lượng phát xạ ngược lại khí đó, phát xạ hiệu dụng mặt đất giảm Các trị số trung bình tổng (triệu J/m2) phát xạ hiệu dụng mặt đất Lêningrat Voeikovo sau: Mùa đông Mùa xuân Mùa hè Mùa thu Lêningrat 113 340 365 197 Voeikovo 125 360 432 210 Tổng phát xạ hiệu dụng vào mùa đông Lêningrat 90 % so với Voeikovo, mùa hè - 85 % Giải thích khác biệt khó, ảnh hưởng tới phát xạ hiệu dụng có tạp chất, nồng độ chúng vào mùa đông lớn vào mùa hè, mà có độ ẩm tuyệt đối không khí, tưới nước đường phố, yếu 2/14 Bức xạ tố thành phố khác với độ ẩm không khí vùng ngoại vi, vào mùa hè lớn so với mùa đông Cũng cần phải lưu ý tới độ xác thấp phép đo phát xạ hiệu dụng Như nêu trên, albeđô mặt đất thành phố ngoại vi khác Dưới dẫn giá trị albeđô trung bình mùa (%): Mùa đông Mùa hè Tháng Tháng Tháng 11 Lêningrat 57 18 39 15 37 Voeikovo 73 19 61 27 51 Nhikolaevskoie 71 22 67 36 46 Ở Lêningrat, giá trị trung bình mùa albeđô mùa đông nhỏ 14-16 % so với Voeikovo Nhikolaevskoie, vào mùa hè nhỏ 1-4 % Mùa đông thành phố lẫn vùng ngoại vi, thảm tuyết nên albeđô mặt đất 3-3,5 lần lớn so với mùa hè Tuy nhiên, ảnh hưởng thảm tuyết, thảm tuyết vùng ngoại vi nhiều so với thành phố, nhiều tuyết bị mang khỏi thành phố, albeđô mặt đất Lêningrat khác với albeđô vùng ngoại vi, vào mùa thu-đông khác nhiều so với mùa xuân-hè Đặc biệt vào tháng chuyển tiếp: tháng tháng 4, thành phố Lêningrat nhiều không tuyết đường phố, albeđô 28 23 % nhỏ so với Nhikolaevskoie, ngoại ô tháng tháng thường thảm tuyết Kết tác động cuối tới nhiệt độ không khí sát mặt đất tùy thuộc vào cân xạ (R) bề mặt đất Các giá trị trung bình mùa (kW/m2) ba địa điểm sau: Mùa đông Mùa xuân Mùa hè Mùa thu Lêningrat ?9,1 66,9 111 8,5 Voeikovo ?11,2 58,5 111 10,0 Nhikolaevskoie ?10,7 55,8 109 26,2 Vào mùa đông, tháng 11, cân xạ có giá trị âm thành phố vùng ngoại thành Tuy nhiên, Lêningrat mặt đất mùa đông làm lượng tia so với vùng ngoại thành (ít 19 15 % so với Voeikovo Nhikolaevskoie) Mùa xuân, cân xạ Lêningrat có dấu dương, lớn 14 20 % so với Voeikovo Nhikolaevskoie, có tác động phía làm tăng nhiệt độ thành phố Tuy nhiên, mùa hè mùa thu, R thành phố chí nhỏ so với vùng ngoại vi, đóng góp R vào làm tăng nhiệt độ hoàn toàn không 3/14 Bức xạ nhiều Ngoài ra, vào mùa thu, theo số liệu này, ảnh hưởng R, nhiệt độ không khí thành phố cần phải hạ xuống so với vùng ngoại thành Liệu cho không giá trị R lớn Nhikolaevskoie: thí dụ, tổng tháng R Lêningrat ?8 triệu J/m2, Nhikolaevskoie 126 triệu J/m2; xác suất số liệu đo Nhikolaevskoie có sai số đáng kể Đáng tiếc tư liệu số liệu đầy đủ hợp phần cân xạ cân nhiệt, trước hết phát xạ hiệu dụng, nhiệt cho bốc hơi, dòng nhiệt vào đất, thời gian khác ngày để so sánh thành phố ngoại thành Cũng cần lưu ý rằng, giá trị đại lượng khí tượng đo vườn quan trắc khí tượng khác với giá trị trung bình toàn thành phố Thí dụ, cần nói ảnh hưởng tuyết tới albeđô: từ nhiều nơi thành phố tuyết thu dọn, vườn khí tượng thảm tuyết tự nhiên bảo tồn Để có ước lượng tin cậy nhân tố khác ảnh hưởng tới khí hậu thành phố, cần có thông tin hợp phần cân nhiệt lấy trung bình theo toàn thành phố Những thông tin thu nhờ vệ tinh, máy bay phương tiện bay khác Vận tốc gió Vận tốc gió có ảnh hưởng lớn tới mức ô nhiễm khí thành phố vùng lân cận Bên cạnh dòng tạp chất bình lưu trực tiếp phụ thuộc vào tốc độ gió, dòng tạp chất rối có ảnh hưởng đáng kể tới biến đổi nồng độ tạp chất theo thời gian bầu không khí thành phố, dòng rối liên quan mật thiết với tốc độ gió Vai trò không quan trọng gió thể tác động động lực lên tất công trình vươn cao mặt đất, trước hết tháp truyền hình vi ba, chân đế cột đường dây truyền điện, tháp nước, ống khói nhà máy phát điện hệ thống lò đốt, tòa nhà cao tầng Tải trọng gió cần phải tính tới thực thi công tác xây dựng bốc dỡ, lắp ráp cầu v.v Thông tin gió, nhiệt độ độ ẩm không khí cần thiết để lựa chọn chế độ sưởi ấm tòa nhà, đó, định khối lượng nhiên liệu chuyển tới thành phố, đánh giá điều kiện lao động nghỉ ngơi trời người 4/14 Bức xạ Từ dẫn liệu suy suy yếu tương đối tốc độ gió thành phố với gió nhẹ vừa diễn mạnh so với điều kiện gió mạnh Sự suy yếu gió mạnh quan sát thấy gần mặt đất Phải nhấn mạnh bên thành phố phân bố gió, nhiệt độ độ ẩm không khí đa dạng Phía mái công trình, hướng gió bị quy định vị trí tòa nhà đường phố tương đối so với hướng dòng không khí bên thành phố Trong thành phố thống trị hướng gió dọc theo đường phố Nếu gió thổi ngang đường phố, tốc độ gió phía khuất gió tòa nhà nhỏ 2-3 lần so với phía đón gió Hiệu nhiệt độ không khí phía hứng nắng phía khuất đường phố thời tiết mây ngày hè đạt tới oC, độ ẩm tương đối phun nước đường phố tăng lên tới 30-40 % Trong điều kiện xây dựng thoáng khu phố mới, chưa có thảm xanh, suy yếu gió đáng kể khu nhà thường xảy Ngược lại, nhiều trường hợp lân cận khoảng thoáng tòa, nhà tốc độ gió tăng (tới 20-50 %) so với tốc 5/14 Bức xạ độ bên thành phố Khi gió thổi vuông góc với mặt tiền tòa nhà, dòng gió bị đổi hướng 90o, tốc độ không biến đổi đáng kể Nếu gió thổi dọc theo mặt tòa nhà, tốc độ tăng chút (10-20 %) Vườn - bụi lân cận tòa nhà làm giảm tốc độ gió từ 20 đến 35 % Những công trình xanh diện tích không 5-8 ảnh hưởng mạnh đến chế độ gió chế độ nhiệt Những tòa nhà công nghiệp chung cư làm biến đổi tốc độ hướng dòng không khí, có ảnh hưởng lớn tới phân bố chất ô nhiễm bên thành phố Nếu gió thổi vuông góc dãy nhà nhà máy nhôm, phía khuất gió khuôn viên nhà máy, hàm lượng flo hyđrua 2,5-24 lần lớn phía đón gió, hàm lượng hợp chất florit rắn lớn 3-28 lần Tại tâm khuôn viên, nồng độ tạp chất xấp xỉ hướng gió, cao trị số trung bình nồng độ phía khuất gió phía đón gió Những kết tương tự nhận khu khuôn viên nhiều tòa nhà: gió thổi dọc theo trục khuôn viên nồng độ chất ô nhiễm lớn phía khuất gió; gió thổi vuông góc trục khuôn viên, ô nhiễm cực đại thấy điểm nằm gần tâm khuôn viên Sự phụ thuộc mức ô nhiễm tốc độ gió phát lấy trung bình số liệu Nồng độ tạp chất đáng kể quan trắc với tốc độ gió 2-4 m/s Ở phải lưu ý thời gian thí nghiệm thực tế không xảy trường hợp lặng gió gió với tốc độ m/s, nên nghiên cứu phân bố nồng độ tạp chất trường hợp gió yếu Tại tốc độ gió m/s hàm lượng muối florit nhỏ 3-5 lần so với trường hợp gió 2-4 m/s Sự biến thiên tốc độ gió theo độ cao bên thành phố mô tả phương trình công thức nhận bề mặt tự nhiên có độ gồ ghề cao, chẳng hạn rừng Trong phương trình chuyển động trường hợp bề mặt bên cạnh gradient áp suất, lực Koriolis lực ma sát rối, cần phải tính tới lực trở kháng xuất dòng tương tác với vật cản Trong lớp sát đất với độ cao 100-200 m phụ thuộc tốc độ gió u(z) vào độ cao z với độ xác đủ cho mục đích thực tiễn mô tả công thức logarit 6/14 Bức xạ Với tốc độ gió lớn, độ cao mực mái nhà thường thấy tạo thành dòng siết Thật vậy, theo số liệu quan trắc tháp truyền hình Tokyo, với tốc độ gió 30 m/s, độ cao 30 m mực trung bình mái nhà, tốc độ gió thường lớn đến 10 m/s Nói chung, ảnh hưởng làm nhiễu thành phố lớn thường lan đến toàn lớp biên, tức đến độ cao 1,0 - 1,5 km 7/14 Bức xạ Sự hội tụ dòng không khí nguyên nhân tượng vào ban đêm gió thành phố yếu nhanh ban ngày, gió lớn so với vùng ngoại vi Hiệu ứng đặc biệt lộ rõ trường hợp tốc độ gió nhỏ phân tầng nghịch Thí dụ, trung tâm Luân đôn, tốc độ gió ban đêm (lúc 01 giờ) trung bình năm lớn so với sân bay 0,3 m/s; hiệu biến đổi từ 0,1 m/s vào mùa xuân đến 0,6 m/s vào mùa hè Ban ngày (lúc 13 giờ) tương quan ngược lại: tốc độ gió trung tâm nhỏ so với sân bay 0,7 m/s (dao động từ 0,4 m/s vào mùa đông đến 1,2 m/s vào mùa xuân) Sự phân bố công trình không đặn bất đồng địa hình khu vực dẫn tới chỗ cũng phát thấy dòng hội tụ vào phía trung tâm thành phố, mà có phát phân bố chúng theo bề rộng thành phố không đặn (không đồng tâm) lẽ phải có trường hợp bề mặt đồng Có thể nhận xét không chuyển động không khí vào phía bên thành phố tượng nói chung mang tính chất sóng chanh chấp (frontal): rìa vùng mật độ xây dựng cao, người ta thấy tương phản mạnh nhiệt độ thăng giáng vận tốc không khí lạnh bị lôi vào thành phố ban đêm Sự hội tự dòng không khí đảo nhiệt sinh thúc đẩy vận chuyển chất ô nhiễm từ vùng ngoại vi vào phía trung tâm thành phố Dưới góc độ việc phân bố sở công nghiệp phía ngoại thành không giải vấn đề giảm thiểu mức ô nhiễm trung tâm thành phố: phát thải xí nghiệp nằm ngoại thành bị dòng hội tự mang vào phần trung tâm thành phố 8/14 Bức xạ Khói, sương, khói mù tầm nhìn thành phố Sự ô nhiễm khí thành phố tạp chất, biến đổi nhiệt độ không khí, tốc độ gió đại lượng khí tượng khác không ảnh hưởng tới điều kiện hình thành độ lặp lại tượng quan trọng để giải toán thực dụng khói, sương mù khói mù, tượng làm giảm mạnh tầm nhìn khí Người ta quy ước gọi khói trạng thái khí ảnh hưởng ô nhiễm không khí tạp chất, tầm nhìn khí tượng SM nằm 10 km Khi SM[...]... phân biệt của khói mù là nó có sắc nâu gây ra bởi các ôxit nitơ có trong thành phần của peroxilathetilnitrat (PAN) - thành phần chính của khói mù Về phần mình, PAN được 13/14 Bức xạ tạo thành khi bức xạ Mặt Trời, trước hết là bức xạ cực tím và tím, tác động lên các hyđrô cacbua và các ôxit nitơ, trong quá trình này chúng kết hợp với nhau Khác với khói có màu xám và xanh lục, độ ẩm tương đối trong khói... lớn hơn so với vùng nông thôn, mùa hè hơn 30 %, mùa đông 100 %) Với tư cách là nguyên nhân, người ta đã chỉ ra các nhân ngưng kết mà trong thực tế ở thành phố nhiều hơn so với ở ngoài thành phố 11/14 Bức xạ Vậy phải giải thích như thế nào về hiện tượng độ lặp lại của sương mù và một phần các đợt khói nặng ở những thành phố lớn đã giảm rất mạnh như các dẫn liệu không thể trối cãi trên đây đã cho thấy,... rằng, sự tăng nhiệt độ không khí trong thành phố đóng vai trò quyết định trong hiện tượng này Thật vậy, giả sử tình thế khí tượng như sau: độ ẩm tương đối của không khí ở các vùng ngoại thành 12/14 Bức xạ mọi nơi phải tính tới ảnh hưởng của các điều kiện địa phương tới sự hình thành sương mù Vì lý do đó mà độ lặp lại của sương mù ở các vùng ngoại vi của nhiều thành phố nhỏ hơn so với ở trong thành.. .Bức xạ Ở Matxcơva, số ngày trung bình năm có sương cũng ít hơn so với các vùng ngoại vi của nó 2-2,5 lần: Trạm Số ngày có sương Trạm Số ngày có sương Matxcơva (trung tâm) 20 Đmitrov 37 Matxcơva (Triển lãm... rắn ít thấm nước, thí dụ được tạo thành trong vụ cháy Tầm nhìn xa trong khói mù biến thiên trong phạm vi rộng, tuy nhiên thường nhỏ hơn 10 km Vì trong khi tạo thành PAN, vai trò quyết định thuộc về bức xạ Mặt Trời, nên khói mù được tạo thành trong các thành phố nằm ở các vĩ độ thấp Giáng thủy Giáng thủy thuộc những đại lượng khí tượng biến đổi mạnh theo thời gian và không gian (thuộc tính tạo thành .. .Bức xạ mặt phẳng nằm ngang (triệu J/m2) Lêningrat, Voeikovo Nhikolaevskoie mùa sau: Ở I’ t- dòng trực xạ tán xạ tới mặt phẳng nằm ngang, ∆t-khoảng thời... phần peroxilathetilnitrat (PAN) - thành phần khói mù Về phần mình, PAN 13/14 Bức xạ tạo thành xạ Mặt Trời, trước hết xạ cực tím tím, tác động lên hyđrô cacbua ôxit nitơ, trình chúng kết hợp với... nước đường phố, yếu 2/14 Bức xạ tố thành phố khác với độ ẩm không khí vùng ngoại vi, vào mùa hè lớn so với mùa đông Cũng cần phải lưu ý tới độ xác thấp phép đo phát xạ hiệu dụng Như nêu trên,