Пригород

«пик»

Город

Рис. 4.19. Сечение "острова тепла" над городом

На границе раздела "город — сельская местность" возникает значитель­ный горизонтальный градиент температуры, соответствующий "утесам ост­рова тепла", достигающий иногда 4° С/км. Большая часть города представля­ет собой "плато" теплого воздуха с повышением температуры по направле­нию к центру города. Термическая однородность "плато" нарушается "разрывами" общего характера поверхности в виде областей холода — парки,

Раздел 4. Воздушная среда города 1U

водоемы, луга и областей тепла — промышленные предприятия, плотная за­стройка зданиями. Над центральной частью больших городов располагается "пик острова тепла", где температура воздуха максимальна. В крупных агло­мерациях может наблюдаться несколько таких "пиков", обусловленных на­личием промышленных предприятий и плотной застройкой.

По данным метеорологических исследований, тепловое влияние городов проявляется в пределах 100—500-метрового слоя атмосферы, а иногда и 1 км. Большая аэродинамическая шероховатость подстилающей поверхности и на­личие "островов тепла" определяют особенности ветрового режима города.

Ветровой режим города характеризуется существованием местной цирку­ляции. Например, при слабых ветрах до 2—3 м/с у поверхности земли может возникнуть поток холодного воздуха, направленного к "острову тепла", а у вершины "острова тепла" формируется поток теплого воздуха к окраинам го­рода. В самом городе различия в нагреве освещенных и затененных частей улиц и дворов также обусловливает местную циркуляцию воздуха. В ней вос­ходящий поток образуется над поверхностью освещенных стен, а нисходящий — над затененными стенами и частями улиц или дворов. Наличие водоемов способствует формированию дневной местной циркуляции, подобной бризам, от водоема к застройке, что весьма желательно жарким летом. Одновременно такая циркуляция может способствовать захвату загрязняющих примесей.

Зеленые насаждения снижают скорость ветра и способствуют осажде­нию примесей.

Скорость ветра в городе, как правило, снижается по сравнению с открытой территорией. Но в некоторых случаях возможно усиление ветра, например, в городах, располагающихся на холмистой местности или при совпадении на­правления ветра с направлением улицы ("эффект аэродинамической трубы").

Влажность воздуха в крупных городах ниже, чем в окрестностях, что свя­зано с повышением температуры и общим снижением содержания влаги в атмосфере над городом как результат уменьшения испарения (табл. 4.8).

Наибольший контраст влажности в системе город — окрестности наблю­дается летом, а в суточном — в вечернее время.

В климатических зонах, где зимой выпадает снег или поверхность земли замерзает, воздух в городе может быть более влажным за счет техногенных источников пара.

Влияние города на выпадение жидких и твердых осадков различно. Зи­мой отмечается снижение до 5% в выпадении снега, летом наибольшие сум­мы осадков выпадают над городом, но не в центре, а на окраине.

При высокой влажности воздуха повышенная конвективная неустойчи­вость и загрязненность воздушных масс над городом благоприятствуют обра­зованию облачности. В процессе преобразования облаков из кучевых в мощ­ные кучевые и кучево-дождевые происходит их смещение под влиянием пре­обладающего переноса воздушных масс. Осадки выпадают преимущественно в подветренных районах города и за его пределами. Если влажность воздуха недостаточна для образования облаков, мощные конвективные потоки, обра-

224 Экология города

зующиеся над центром города, являются препятствием для горизонтальных воздушных потоков, поступающих в наветренную часть города. Приходящие массы воздуха испытывают дополнительный вынужденный подъем, вслед­ствие чего образуется облачность и выпадают осадки.

Различия в температурно-влажностном режиме города и прилегающих окрестностей влияют и на распределение атмосферных явлений. Так, ту­манов в городе может быть больше при ослаблении скорости ветра или значительной загрязненности воздуха. С повышением температуры и по­нижением относительной влажности воздуха туманов в городе становится меньше, чем за городом.

С учетом реально сформировавшихся климатических условий города и усло­вий природно-климатической зоны проводят мероприятия по улучшению город­ского климата, которые условно могут быть разделены на следующие группы:

• мероприятия по регулированию скорости ветра и вентиляции города
(планировка городской застройки и улиц, ориентация зданий, создание
древесно-кустарниковых и травянистых насаждений различного типа,
систем водоемов и т.д.);

• мероприятия по уменьшению потерь тепла зданиями (конструкция окон,
ориентация зданий, планировочные решения, касающиеся взаимного
расположения зданий и групп зеленых насаждений);

• мероприятия по регулированию относительной влажности воздуха (со­
здание водоемов и водотоков, увеличение площади поверхности с есте­
ственным проницаемым покровом, полив зеленых насаждений, мойка
улиц и площадей и т.п.);

• мероприятия по борьбе с загрязнением воздушного бассейна путем рас­
положения загрязняющих объектов вне городской черты или в подвет­
ренной части городов, созданием высоких дымовых труб (до 250 м),
способствующих рассеиванию примесей, эффективным использовани­
ем газоочистного оборудования, переходом на менее токсичные виды
топлива, использованием более экономичных установок для сжигания
топлива, регулированием или прекращением выбросов вредных веществ
при неблагоприятных метеоусловиях вплоть до приостановки работы
предприятий, переходом на безотходные или замкнутые циклы произ­
водства, предотвращением пыления в промышленности, строительстве,
транспорте;

• мероприятия по регулированию поступления солнечной радиации (пла­
нировка улиц и кварталов, зеленых насаждений, использование разно­
уровневой застройки, окраска стен, крыш и мостовых, конструкция зда­
ний и их элементов и т.п.).

Все эти мероприятия должны использоваться интегрировано. Использо­вание лишь отдельных элементов не может значительно улучшить условия проживания людей в городах. Решение проблем улучшения микроклимата городской среды позволит сделать города привлекательными и безопасными для жизни и деловой деятельности, подлинными центрами развития совре­менной цивилизации.

Раздел 4. Воздушная среда города 225

4.8. Вредные физические воздействия

К числу вредных физических воздействий относят:

• ионизирующие излучения — радиационные воздействия высокого уровня
энергии (потоки а-, (3- и у-частиц, образующиеся при радиоактивном
распаде или в ускорителях), электромагнитные излучения длиной вол­
ны менее 10'⁷ см;

• неионизирующие излучения — часть электромагнитного спектра дли­
ной волны более Ю"⁷ см в диапазоне от низких до лазерных частот,
малые дозы радиоактивного излучения;

• акустические воздействия — шум, ультразвук и инфразвук;

• вибрация.

Ионизирующие излучения характеризуются высокой степенью биологичес­кого воздействия на уровне молекул и клеток, отдельных органов и организ­ма в целом. При этом происходит поглощение биосубстратом энергии излу­чения, ионизация атомов и молекул, повреждение молекулярных соедине­ний и образование активных свободных радикалов. Реакции организма, которые включают как соматические, так и генетические изменения, зависят от вида излучения, скорости поглощения энергии, поглощенной дозы излу­чения, распределения энергии облучения в организме, индивидуальных осо­бенностей организма.

Неионизирующие излучения не оказывают столь быстрого разрушающего действия на живые организмы, однако отдаленные последствия его воздей­ствия часто оказываются достаточно опасными.