淺析影響大氣污染的地理因素

孫建紅

[摘要]大氣污染對整個生態(tài)系統(tǒng)和人體健康有著直接的影響,并已成為影響人類持續(xù)發(fā)展的重要因素。本文從影響大氣污染的地理因素出發(fā),分別闡述了風(fēng)、逆溫、云霧和氣壓等幾種地理因素和大氣污染的關(guān)系,說明大氣污染的發(fā)生和發(fā)展與地理因素有著極其密切的關(guān)系。

[關(guān)鍵詞]地理因素 大氣污染

大氣污染與特定的地理因素有著密切的關(guān)系。我們經(jīng)常感受到的風(fēng)、雨、云、霧、氣壓以及特殊的逆溫等等,都是地理因素。這里我們主要從風(fēng)、逆溫、云霧和氣壓等幾個方面來說明地理因素對大氣污染的影響。

一、風(fēng)對大氣污染的影響

首先,風(fēng)對大氣污染起到?jīng)_淡稀釋作用。在實(shí)際生活中,我們會感到風(fēng)速時大時小,有陣性,并在主導(dǎo)風(fēng)向的左右上下出現(xiàn)無規(guī)則的擺動,風(fēng)的這種無規(guī)則的陣性和擺動,我們叫它大氣湍流。湍流運(yùn)動一產(chǎn)生,氣體各部分就會得到充分的混合。這樣進(jìn)入大氣的污染物,由于湍流混合的作用,使污染物逐漸分散稀釋,可以說湍流運(yùn)動對大氣污染起到了沖淡稀釋的作用。另外,在污染物較少的地方,如果風(fēng)速增大,單位時間內(nèi)從污染源排放出來的污染物就會被很快的拉長,這時混入的大氣越多,污染物濃度越小。這樣,風(fēng)又能加速大氣對污染物的自凈作用,起到稀釋作用,從而緩解一個地方的大氣污染。

其次,風(fēng)因?qū)Υ髿馕廴酒鸬捷斔妥饔?因而又?jǐn)U大了大氣污染的范圍。大氣中的污染物質(zhì)經(jīng)過湍流運(yùn)動的混合,在風(fēng)的作用下,就會隨著大氣做水平運(yùn)動。風(fēng)把污染物從它的源地輸送到污染源的下風(fēng)向。一般來說,在污染企業(yè)的下風(fēng)向,經(jīng)常會受到因風(fēng)的輸送作用而帶來的嚴(yán)重污染,頻繁出現(xiàn)的沙塵暴就是由于強(qiáng)勁的西北風(fēng)的輸送作用,把從西北沙漠地帶帶來的沙子輸送到廣大的華北地區(qū),有時甚至影響到長江流域,成了我國春季最主要的災(zāi)害性天氣。

最后,還得介紹一種特殊的風(fēng)——城市風(fēng)。隨著城市化進(jìn)程的加快,城市規(guī)模在不斷加大,城市人口也在迅速增加,于是,又產(chǎn)生了另一種風(fēng),叫城市風(fēng)。在現(xiàn)代生活中,居民生活,工業(yè)生產(chǎn)和汽車等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然氣等燃料,釋放出大量的人為熱,因而導(dǎo)致城市的氣溫高于郊區(qū),使城市猶如一個溫暖的島嶼,人們稱之為“城市熱島”。由于城市風(fēng)的出現(xiàn),城區(qū)工廠排出的污染物隨上升氣流而上升,籠罩在城市上空,并從高空流向郊區(qū),到郊區(qū)后下沉。下沉氣流又從近地面流向城市中心,并將郊區(qū)工廠排出的污染物帶入城市,致使城市的空氣污染更加嚴(yán)重。因此城市風(fēng)使城市上空的污染物質(zhì)減少了,但卻擴(kuò)大了污染的范圍,同時,也造成了城市和郊區(qū)的相互污染。

二、逆溫對大氣污染的影響

逆溫的形成有其特殊的氣象條件。在日落后的夜晚,地面溫度降低,近地面的空氣溫度也隨之降低。原來的對流層大氣的氣溫是隨高度的增加而減小的情況發(fā)生變化:在最貼近地面的大氣層中,大氣的溫度隨著高度升高反而增加,也就是說,氣溫產(chǎn)生逆轉(zhuǎn),在這個轉(zhuǎn)折點(diǎn)處就形成一個溫度逆轉(zhuǎn)的層即逆溫層。這時逆溫層的上部不穩(wěn)定,下部穩(wěn)定,而煙囪的高度一般在這個逆溫層以上,因而煙氣向上擴(kuò)散,一般不會造成嚴(yán)重的污染。

在日出前后,也出現(xiàn)一個與上述狀況相反的一個逆溫層。這時逆溫層的上部穩(wěn)定,下部不穩(wěn)定,因而煙氣向下擴(kuò)散,往往造成嚴(yán)重的地面污染。當(dāng)有逆溫時,逆溫層下的煙霧、懸浮雜質(zhì)等,往往不容易穿過逆溫層向上擴(kuò)散,此時大氣污染物就會因“無路可走”,只好向下蔓延。這是因?yàn)槟鏈貙酉褚粋€大蓋子一樣籠罩著大地,阻止地面氣流上升運(yùn)動,使污染物停滯積累在地面上,加劇大氣污染的程度。同時,逆溫層出現(xiàn)時的風(fēng)速一般都很小,大多是靜風(fēng),也導(dǎo)致空氣污染物難以稀釋擴(kuò)散,因此,逆溫層越厚,則維持時間越長,空氣污染也越嚴(yán)重。

上述兩種逆溫中,后一種逆溫在秋冬季最容易出現(xiàn)。冬天的早晨,人們會發(fā)現(xiàn)煙囪里冒出的煙柱,不是向高空擴(kuò)展,而是向下擴(kuò)散,正是逆溫層起到的作用。另外,清晨七點(diǎn)左右,是上班的高峰期,此時各種交通工具紛紛上路,大氣污染物質(zhì)迅速增加,再加上逆溫層的影響,地面污染相當(dāng)嚴(yán)重。在國外發(fā)生多次的大氣污染事件,都是在這種逆溫的參與下形成的。

三、云霧與氣壓對大氣污染的影響

云霧是一年中常見的氣象因素。霧是空氣中水汽豐沛發(fā)生的凝結(jié)現(xiàn)象。在天空叫云,在地面為霧。不管是云是霧,其形成都是有一定的條件的。當(dāng)大氣中有充足的水汽,有足夠多的凝結(jié)物,就可能形成各種不同的云和霧。云霧形成必備的條件之一,就是凝結(jié)核。凝結(jié)核其實(shí)就是空氣中的固體雜質(zhì)。這些固體雜質(zhì)是由于垂直氣流和湍流帶到大氣中的土壤、風(fēng)化巖石等微粒,各種燃燒煙塵如森林失火、工業(yè)煙塵等固體污染物質(zhì),它們?yōu)樵旗F的形成提供了重要的條件。因此在大的工業(yè)區(qū)出現(xiàn)霧的機(jī)會比一般地區(qū)要多一些。據(jù)統(tǒng)計,市區(qū)的大氣污染物質(zhì)中微粒狀物質(zhì)是郊區(qū)的3～7倍,云量比郊區(qū)多5%～10%,霧在夏季比郊區(qū)多30%,在冬季比郊區(qū)多100%。

一個地區(qū)的大氣環(huán)境往往是在一定的氣壓系統(tǒng)控制之下。低氣壓控制的天氣,由于氣流上升,風(fēng)速較大,大氣處于中性或不穩(wěn)定狀態(tài),有利于大氣污染的稀釋擴(kuò)散。在高壓控制的天氣下,因有大范圍空氣下沉運(yùn)動,往往在幾百米至一、二千米的高度上形成下沉逆溫,將排出的煙氣壓制不能抬升,甚至自煙囪排出口逆吹向地面,由于高壓控制伴隨而來的小風(fēng)速和穩(wěn)定層結(jié),十分不利于污染物的稀釋擴(kuò)散。如果所處的位置地形封閉,只要有足夠的污染物排放,就會出現(xiàn)污染危害。倫敦?zé)熿F事件的出現(xiàn),就是因?yàn)橛型姆礆庑刂?有較強(qiáng)的下沉氣流,形成下沉逆溫,加上地面輻射冷卻較強(qiáng),近地面又生成輻射逆溫,從而形成一個從下到上的強(qiáng)逆溫層,逆溫下的水汽接近飽和,有利于霧的生成,這種大霧與硫酸煙霧混成一體,當(dāng)這種高壓天氣形勢連續(xù)出現(xiàn)多天,污染物彌漫的時間越長時,產(chǎn)生的危害性就越大。

綜上所述,大氣污染的發(fā)生是在風(fēng)、逆溫、氣壓以及云霧等地理?xiàng)l件的綜合作用下產(chǎn)生的。由此看來,大氣污染和地理因素有著密切的關(guān)系,而地理因素往往是難以控制的,因此我們在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時,要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件實(shí)際,利用地理因素對大氣污染的有利作用,避開其不利的影響,合理進(jìn)行工業(yè)布局,從而達(dá)到控制大氣污染的目的。

參考文獻(xiàn):

[1]周淑貞.氣象學(xué)與氣候?qū)W.高等教育出版社, 1991.3.

[2]中國自然地理編寫組.中國自然地理.高等教育出版社,1991.4.