Влияние метеорологических условий на поведение СДЯВ в воздухе и на местности

Атмосферный воздух представляет собой механическую смесь кислорода, азота и других газов. В воздухе всегда содержатся также водяные пары, пыль и мельчайшие взвешенные капельки воды, составляющие туманы или облака.

СДЯВ могут находится в воздухе в парообразном, туманообразном и твердом (аэрозоли) состоянии. Воздух, в состав которого введены СДЯВ, называется зараженным воздухом (облаком СДЯВ). Поведение зараженного воздуха практически не отличается от поведения незараженного.

Температура воздуха и поверхности почвы. Температурой воздуха называется степень его нагретости в определенных слоях. Температура воздуха подвержена колебаниям как в течении суток (суточный ход), так и в течении года (годовой ход). При устойчивой погоде самая низкая температура (минимум) обычно наблюдается перед восходом солнца, а самая высокая (максимум) – спустя 1-2 ч после полудня.

Температура почвы испытывает более значительные колебания, так как нагрев и охлаждение ее происходят более интенсивно.

Температура воздуха и почвы определяет агрегатное состояние СДЯВ и, следовательно, глубину их распространения в данных условиях. Температура обусловливает скорость испарения СДЯВ с зараженной местности и, как следствие, стойкость и концентрацию их паров в воздухе. От температуры зависит проницаемость защитной одежды и, следовательно, защитная мощность средств защиты кожи. Поведение зараденного воздуха зависит от устойчивости приземных слоев воздуха, что в свою очередь зависит от температуры. Различают три степени вертикальной устойчивости воздуха.

Первая степень – инверсия – характеризуется большой вертикальной устойчивостью воздуха, обусловленной повышение температуры его слоев с высотой и сильным охлаждением почвы. При этом более холодный и, стало быть, более тяжелый воздух находится внизу, а более теплый – вверху (рис. 1.2.4).

Рисунок 1.2.4. Погашение вертикальных движений воздуха

при инверсии температуры

Инверсия возникает ночью при безоблачном небе. Ночью нижний слой воздуха остывает, отдавая свое тепло земле, которая охлаждается быстрее. При безоблачном небе излучение тепла в мировое пространство идет интенсивнее и разность температур поверхности почвы и прилегающего слоя воздуха может достигать нескольких градусов. Если нет ветра, то охладившийся слой воздуха длительно застаивается около земной поверхности. Зимой инверсия возможна в ясные морозные дни.

Инверсия препятствует рассеиванию облака зараженного воздуха и способствует длительному сохранению высоких концентраций СДЯВ и приземном слое. При инверсии создаются наиболее неблагоприятные условия для обеспечения необходимого уровня защищенности населения.

Вторая степень – изотермия – характеризуется состоянием безразличного вертикального равновесия воздуха, которое вызывается равенством температур воздуха на всех высотах приземного слоя и почвы (рис. 1.2.5).

Рисунок 1.2.5. Безразличное состояние воздушного потока при изотермии

Изотермия возникает в утренние и вечерние часы при устойчивой погоде, но наиболее типична для пасмурной погоды. Наличие облачности нарушает суточный ход температуры, уменьшая разницу в степени нагретости воздуха и почвы в дневное и ночное время; этим устраняется нарушение вертикальной устойчивости воздуха.

Третья степень – конвекция – характеризуется большой вертикальной неустойчивостью воздуха, которая обусловлена резким падением температуры воздуха с высотой и сильным нагревом почвы (рис. 1.2.6).

Конвекция наблюдается в ясный летний день, когда при интенсивном нагревании нижнего слоя воздуха он становится легче и вытесняется вверх, а верхние слои, более холодные и тяжелые, опускаются вниз; происходит вертикальная циркуляция воздуха.

Конвекция вызывает сильное рассеивание зараженного воздуха; концентрация СДЯВ быстро, иногда мгновенно, падают ниже поражающих. При конвекции создаются самые благоприятные условия для безопасности населения.

Рисунок 1.2.6. Развитие вертикальных движений воздуха – конвекция
при резком падении температуры с высотой

Степень вертикальной устойчивости воздуха определяется по значению вертикального градиента температуры, т.е. разности температур воздуха, измеренных на двух стандартных высотах – 20 и 150 см над подстилающей поверхностью земли. Отрицательный градиент соответствует инверсии, нулевой – изотермии, положительный – конвекции.

Ветер. Ветер – горизонтальное перемещение воздуха. Он вызывается неравномерным нагреванием земной поверхности лучами солнца.

Ветер характеризуется направлением, скоростью и структурой. Направление ветра обозначается той стороной горизонта, откуда он дует. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду. Структура ветра (ровный, порывистый, шквальный) определяется степенью неравномерности (турбулентности) движения отдельных струек воздуха, возникающей вследствие трения о подстилающую поверхность, различного нагрева воздуха и почвы и выпадения осадков.

Направление ветра в значительной степени определяет возможные последствия для прилегающей территории.

Скорость и структура ветра оказывают большое влияние на продолжительность сохранения и дальность распространения зараженного воздуха с высокими концентрациями. При слабом ветре зараженный воздух распространяется медленно, высокие концентрации сохраняются дольше; сильный, порывистый ветер быстро рассеивает зараженный воздух (рис. 1.2.7).

Рисунок 1.2.7. Влияние скорости ветра на начальную концентрацию СДЯВ

С увеличением скорости ветра увеличивается скорость испарения СДЯВ с поверхности зараженного участка.

Осадки. Осадками называется атмосферная влага, выпадающая или осаждающаяся на поверхность земли в виде дождя, снега, града, росы, инея, изморози.

Осадки, главным образом дождь, влияют как на концентрацию СДЯВ в зараженном воздухе, так и на длительность заражения местности. Механическое воздействие дождя на частицы СДЯВ, а также связанное с дождем повышение турбулентности вызывают понижение концентрации СДЯВ. Сильный дождь, механически вымывая СДЯВ из почвы и смывая их с поверхности, способен в сравнительно короткий срок понизить зараженность участка. В данных случаях имеет значение только сравнительно сильный дождь типа ливня; слабые, моросящие дожди практически влияния на понижение концентрации СДЯВ и длительности заражения местности не оказывают.

Дождь способствует смыванию СДЯВ с зараженных объектов, постепенному их скоплению в низких местах и заражению водоисточников.

Облачность. Облачность является одним из факторов, влияющих на степень вертикальной устойчивости воздуха, а отсюда и на поведение СДЯВ. Кроме того, облака закрывают доступ солнечным лучам к поверхности зараженного участка местности, вследствие чего ослабевает испарение СДЯВ с поверхности зараженного участка и увеличивается продолжительность его действия.