На что в первую очередь влияет вертикальная устойчивость атмосферы

Степени вертикальной устойчивости воздуха

Факторы, влияющие на перенос и рассеивание облаков зараженного воздуха в атмосфере при авариях с АХОВ.

Аварийно-химиески опасное вещество (АХОВ) – опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражения окружающей среды.

Температура окр. Среды переменно ускоряет испарения жидких АХОВ с подстилающей поверхности и увеличивает их концентрацию в воздухе над заражённой территорией.

— Первичное – облако зараженного воздуха, образующееся в рез-те быстрого переноса в атмосферу всего объёма или части содержимого ёмкости с АХОВ при её разрушении.

— Вторичное – облако заражённого воздуха, образующ в рез-те испарения разлившегося АХОВ с подстилаю. Поверхности.

Температура окружающей среды переменна ускоряет испарение жидких АХОВ с подстилающей поверхности и увеличивает их концентрацию в воздухе над заражённой территорией.

Размеры зоны химического заражения зависят, главн. Образом от вида и кол-ва АХОВ, скорости ветра, темп. Воздуха, степени вертикальной устойчивости воздуха в приземном слое и топографической условий местности на пути распростран. Заражённого возудха.

Гpафик для оценки степени веpтикальной устойчивости воздуха по данным пpогноза погоды.

(Источник: «Гpажданская обоpона» Под pед. Е.П.Шубина. М., Пpосвещение. 1991 г.)

Источник

Выявление и оценка обстановки в чрезвычайных ситуациях

3.3. Выявление и оценка химической обстановки

По результатам прогнозирования масштабов заражения АХОВ (ОВ) производится оценка химической обстановки, т. е. оценка влияния химического заражения на жизнедеятельность персонала объектов экономики и населения с учетом обеспеченности средствами индивидуальной и коллективной защиты, а также уточняются задачи органам разведки.

Прогнозирование химической обстановки при аварии (разрушении) на ХОО

Общие положения и понятия

Руководящим документом по прогнозированию масштабов зон заражения на случай пролива или выброса АХОВ в системе МЧС в настоящее время являются «Методические рекомендации по прогнозированию масштабов заражения АХОВ при авариях (разрушениях) на ХОО и транспорте» РД 52.04.253-90, М., 1991 (далее Методика). Она позволяет, в зависимости от физико-химических свойств и агрегатного состояния, прогнозировать:

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ может производиться заблаговременно и непосредственно после аварии на ХОО или его разрушения.

Инверсия возникает обычно в вечерние часы примерно за 1 час до захода солнца и разрушается в течение часа после его восхода. При инверсии нижние слои воздуха холоднее верхних, что создает условия для распространения зараженного воздуха в приземных слоях и сохранения высоких концентраций АХОВ.

Изотермия характеризуется равновесным состоянием воздуха и температуры по вертикалям. Она наиболее характерна для пасмурной погоды, но может возникать также и в утренние, и в вечерние часы как переходное состояние между инверсией и конвекцией.

Конвекция возникает обычно через 2 часа после восхода солнца и разрушается примерно за 2-2,5 часа до его захода. Она обычно наблюдается в летние ясные дни. При конвекции нижние слои воздуха нагреты сильнее и возникают восходящие потоки воздуха, которые способствуют быстрому рассеиванию зараженного воздуха.

Степень вертикальной устойчивости воздуха можно определить по формуле:

Из таблицы следует, что при скорости ветра 4 м/с и более может быть только изотермия, независимо от времени суток и состояния облачности.

Принято считать, что глубина распространения облака заражения воздуха в 3 раза больше при инверсии и в 3 раза меньше при конвекции по сравнению с изотермой.

Масштабы заражения в зависимости от физических свойств и агрегатного состояния АХОВ рассчитываются по первичному и вторичному облаку:

Внешние границы зон заражения АХОВ рассчитываются по пороговой токсодозе при ингаляционном воздействии на организм.

Исходными данными для прогнозирования масштабов заражения являются:

В Методике приняты следующие допущения:

при разливах из емкостей, расположенных группой, имеющих общий поддон (обваловку)

где Q₀ — количество разлившегося при аварии АХОВ, т;

S — реальная площадь разлива в поддон (обваловку), м 2 ;

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Степень вертикальной устойчивости воздуха характеризуется следующими состояниями ат. [1]

Степень вертикальной устойчивости воздуха определяют по справочным данным, зная скорость ветра в приземном слое воздуха, характеристику облачности, а также время возникновения аварии ( чрезвычайной ситуации), в результате которой произошел разлив или выброс вредного вещества. [2]

Степень вертикальной устойчивости воздуха существенно влияет на параметры зон заражения. Это происходит из-за характерных для каждой степени температурных режимов в приземном слое воздуха: при конвекции температура воздуха в приземном слое с высотой понижается, при инверсии возрастает, а при изотермии остается постоянной. Ввиду этого при конвекции происходит интенсивное перемешивание слоев воздуха и как следствие быстрое рассеивание зараженного облака, а при инверсии эти процессы протекают значительно медленнее. [3]

Определение степени вертикальной устойчивости воздуха в конкретных условиях производится по специальным метеотаблицам в зависимости от времени года, времени суток, облачного покрова, снежного или травяного покрова и других факторов. [4]

Состояние атмосферы в приземном слое воздуха оценивают тремя степенями вертикальной устойчивости воздуха в приземном слое атмосферы: инверсией, изотермией и конвекцией. Зона химического заражения наибольших размеров возникает при максимальной устойчивости воздуха в нижних слоях атмосферы, когда нижние слои воздуха холоднее верхних и практически отсутствует перемешивание воздуха, что приводит к распространению паров вредного вещества на большие расстояния. Такое состояние воздуха в нижних слоях атмосферы называется инверсией. Таким образом, глубина распространения вредных паров и газов от источника химического заражения при всех прочих равных условиях минимальна при конвекции, имеет промежуточное значение при изотермии и максимальна при инверсии. [5]

Заблаговременное прогнозирование масштабов и последствий химического заражения осуществляют до возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с разливом и выбросом вредных веществ, причем используется вышеописанная методика, а количество разлитого вещества принимают равным максимальному, степень вертикальной устойчивости воздуха и другие данные определяются на самый неблагоприятный случай развития обстановки. [11]

Глубина распространения вторичного облака зараженной атмосферы также обусловлена рядом факторов. Чем больше участок и плотность заражения, тем дальше по направлению ветра распространяется вторичное облако. Влияние скорости ветра, степени вертикальной устойчивости воздуха и топографических особенностей местности на глубину распространения вторичного облака аналогично влиянию этих факторов на поведение первичного облака. [14]

Источник

Атмосфера и климат

Сайт об атмосфере, климате и метеорологии

Устойчивость воздуха

Если же плотность данного объема воздуха больше, чем плотность окружающей среды, объем опускается до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. При этом ранее устойчивый воздух становится „безразличным», т. е. перестает подниматься, но и не опускается.

Особое положение возникает, когда образуется инверсия. Инверсией называют возрастание температуры воздуха с высотой. Инверсия образуется, например, при быстром охлаждении почвы путем излучения радиации. Прилегающие к ней слои атмосферы выхолаживаются путем теплопроводности, причем самые нижние слои сильнее, чем вышележащие. В конечном счете непосредственно над земной поверхностью лежит слой холодного воздуха, а над ним более теплый. То есть температура воздуха вместо того, чтобы падать с высотой на 0,6°С/100 м, оказывается наверху выше, чем непосредственно вблизи поверхности. Это делает воздух очень устойчивым, в нем с большим трудом могут возникнуть вертикальные перемещения.

Инверсионное состояние атмосферы очень устойчиво. Вообще же устойчивое состояние атмосферы имеет место во всех случаях, когда вертикальный градиент температуры менее 1°С/100 м, т. е. когда он меньше сухоадиабатического градиента. Если при этом воздух поднимается, то он быстро охлаждается, становится тяжелым и вскоре снова опускается к земной поверхности. Если же воздух, расположенный выше, получает импульс, направленный вниз, то при адиабатическом опускании он быстро нагревается, становится легче окружающего воздуха и сразу же снова поднимается на свой исходный уровень. Таким образом, конвективные движения в устойчивом воздухе стремятся установить равновесное состояние.

Воздух с ненасыщенным водяным паром устойчив в том случае, когда вертикальный градиент его температуры меньше сухоадиабатического. Воздух же с насыщенным паром устойчив тогда, когда вертикальный градиент его температуры меньше влажноадиабатического градиента. В устойчивых воздушных массах конвекция не развивается.

Вертикальные градиенты температуры, создающие неустойчивое состояние воздуха, способствуют развитию в нем турбулентного перемешивания. Турбулентность в свою очередь сопровождается вертикальным перемешиванием объемов воздуха, иногда достигающим значительной интенсивности.

Роль восходящих движений воздуха может заметить каждый, кто проследит за парящим полетом птиц, когда птицы перемещаются, не двигая крыльями. Время от времени их внезапно подбрасывает вверх какая-то таинственная сила. Это делают восходящие струи теплого воздуха, которые называются термиками. Планеристы тоже, умело используя термики, могут перемещаться на сотни метров по вертикали без видимого участия каких-либо внешних сил.

Движения воздуха, которые приводят атмосферу в устойчивое состояние, оказывают значительное влияние на местные условия погоды. Поскольку устойчивые массы воздуха, вообще говоря, малоподвижны, их физические свойства, а следовательно и погода, подолгу остаются неизменными.

Устойчивые воздушные массы обычно создают довольно хорошую погоду в занятых ими районах, хотя при этом возможны туманы, а также значительное загрязнение атмосферы. Наоборот, неустойчивые воздушные массы, находясь в движении, постоянно меняют свои свойства. При этом нередко усиливается ветер, возникает турбулентность, водяной пар интенсивно конденсируется и развиваются дождевые облака.

Источник