Метеорологические явления, препятствующие рассеиванию загрязнителей

Цель:
- изучение метеорологических ситуаций, приводящих к загрязнению атмосферы (на примере Кемеровской области).
Задачи:
Описать географическое расположение, рельеф и климатические особенности Кемеровской области;
Изучить метеорологические ситуации, приводящие к загрязнению атмосферного воздуха Кемеровской области.
Предложить педагогические разработки по исследуемой проблеме для использования в школьной практике на уроках географии.

Рис. 1. Рельеф Кемеровской области
Территория представлена:
- Кузнецкой котловиной
- Кузнецким Алатау
- Горной Шорией
- Салаирским кряжем
- Томь-Колываньским хребтом
- Чулымской равниной

Преобладающее направление ветра:
в январе:
южное,
юго-западное,
юго-восточное
в июле:
юго-восточное,
юго-западное,
южное.
северное.
Рис. 2. Климатическая карта Кемеровской области

Штилевые погоды в антициклонах
Рис. 3. Азиатский максимум и его расположение на территории Кемеровской области

Рш – повторяемость дней со штилями, Рт – повторяемость дней с туманами, Ро – повторяемость дней с осадками не менее 0,5 мм, Рв – повторяемость дней со скоростью ветра не менее 6 м/c.
Характеристика значений МПРА с экологической точки зрения:
- при ПРА > 1 – неблагоприятные условия (НУ);
- при ПРА > 2 – крайне неблагоприятные условия (КНУ);
- при ПРА ≤ 1 – благоприятные условия (БУ);
- при ПРА ≤ 0,5 – крайне благоприятные условия для рассеивания примесей в приземном слое атмосферы
МПРА

Рис. 4. Территориальные различия индекса МПРА в Кемеровской области

Инверсионные явления в атмосфере
ИНВЕРСИИ
ТЕРМИЧЕСКИЕ
ДИНАМИЧЕСКИЕ
РАДИАЦИОННЫЕ
ОРОГРАФИЧЕСКИЕ
АДВЕКТИВНЫЕ
ВЕСЕННИЕ (СНЕЖНЫЕ ИНВЕРСИИ)
ОСЕДАНИЯ
ДИНАМИЧЕСКИЕ
ТУРБУЛЕНТНЫЕ (ТРЕНИЯ)
ФРОНАТЛЬНЫЕ

Были выбраны
3 барические поверхности:
- 1000 гПа – поверхность Земли
- 925 гПа – поверхность на высоте 750 м.
- 850 гПа – поверхность на высоте 1500 м.
Формулы расчета:
ΔТ1=Т1000-Т925
ΔТ2=Т925-Т850
ΔТ=Т1000-Т850
Рис. 5. Территориальные различия количества инверсий в году в Кемеровской области

Тема: «Самоочищение атмосферы».
Цель: формирование представлений у обучающихся об процессах самоочищения атмосферы от загрязняющих веществ, как одной из главных угроз загрязнения воздушного бассейна России, особенно высоко урбанизированным территориям.
Задачи:
1. Образовательные:
- способствовать формированию представлений о процессах самоочищения атмосферы и физических законах, определяющих это явление;
- содействовать раскрытию главных причин низкого потенциала самоочищения атмосферы на территории России;
- выявить территории с наиболее низкими способностями атмосферы к самоочищению на примере территории Кемеровской области.
2. Развивающие:
- продолжить развитие навыков самостоятельной работы, коммуникативных умений, эмоциональной сферы учащихся;
- продолжить развитие эстетического восприятия природы.
3. Воспитательные:
- формирование осознанного отношения обучающихся к окружающей среде;
- способствовать формированию познавательного интереса у обучающихся к мировым экологическим проблемам.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРАКТИКЕ

- Кемеровская область значительно удалена от центров формирования циклональных погод, но расположена поблизости формирования азиатского антициклона, что предопределяет формирование свойственных этим барическим системам погод, которые отличаются резким перепадом температур, безветренной погодой, и образованием атмосферных температурных инверсий. Это обстоятельство приводит к повышению концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.
- Рельеф области предопределяет внутреннюю циркуляцию воздушных масс внутри области. Горные системы области, в совокупности с деятельностью западного отрога азиатского максимума, являются барьером для проникновения атлантических и средиземноморских циклонов на территорию области. Это обстоятельство приводит к повышению концентрации загрязняющих веществ в Кузнецкой котловине, и формирует в зимнее и летнее время фотохимический смог, отрицательно влияющий на здоровье населения области.
- Штилевые погоды на территории области наблюдаются достаточно часто, особенно в зимние месяцы. Это явление связано с длительным установлением антициклонов. Кроме того наблюдается возрастание количества штилевых погод по направлению к северо-востоку области и снижение к югу. Особое внимание следует уделять территориям, расположенным в межгорных котловинах, так как в них очень часто наблюдаются штилевые погоды в совокупности с явлением температурной инверсии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

- Метеорологический потенциал рассеивания загрязняющих веществ, учитывающий скорость ветра, влажность, количество осадков является оценочным критерием возможностей атмосферного воздуха производить рассеивание загрязняющих веществ, попадающих в нее. Изменение параметра в сторону увеличения этой способности происходит с юга на север, что обусловлено большой открытостью территории и следствием чего происходит увеличение количества дней со скоростью ветра выше 6 м/c. На юге скорость ветра ниже, но выпадает большее количество осадков, что также благоприятно для самоочищения атмосферы.
- Приземные и приподнятые инверсии наиболее часто формируются на севере территории области, что увеличивает вероятность увеличения загрязняющих веществ в атмосфере. Данное обстоятельство подтверждается ежегодными превышениями загрязняющих веществ на территории крупных городских поселений по материалам докладов о состоянии окружающей среды.
- Результаты исследования могут быть рекомендованы к использованию на уроках географии при разработке занятий для обущающихся 6-го и 8-го класса. Также педагогическая разработка позволяет провести объединенное занятие с уроками по химии и физики, с целью повышения интереса обучающихся к данным предметам и формирования представления о единой структуре естественных наук.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ