Конденсаційні та сублімаційні процеси в атмосфері (стр. 8 из 10)

Поглинання – це процес, в результаті якого речовина залишається в атмосфері. Основні поглиначі вуглекислого газу – це океан та процес фотосинтезу на суші та у воді. Сонячна енергія, що використовується рослинами, ініціює процес, внаслідок якого вуглекислий газ розпадається на вуглець та кисень.

Але газ ненадовго зникає з атмосфери. Мертві рослини та морські мешканці назавжди закріплюють його у земному ґрунті та на океанському дні, якщо тільки їх з часом не спалюють як органічне паливо.

Не тільки збільшється кількість викидів CO₂, спалюючи органічне паливо, але й зменшуємо кількість природних поглиначів, таких, як ліс. Знищення лісів негативно впливає на обидва процеси.

4.2 Кислотні дощі

Терміном "кислотні дощі" називають усі види метеорологічних опадів - дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом, - кислотність яких вище нормальної. Мірою кислотності є значення рН (водневий показник).

Шкала значення рН йде від 0 (украй висока кислотність), через 7 (нейтральне середовище) до 14 (лужне середовище), причому нейтральна крапка (чиста вода) має рН = 7. Дощова вода в чистому повітрі має рН = 5,6. Чим нижче значення рН, тим вище кислотність. Якщо кислотність води нижче 5,5, то опади вважаються кислотними.

Варто звернути увагу ще на одну особливість шкали рН. Кожна наступна сходинка на шкалі рН говорить про десятикратну зміну концентрації іонів водню в розчині. Наприклад, кислотність речовини зі значенням рН=4 у десять разів вище кислотності речовини зі значенням рН=5, у сто разів вище, ніж кислотність речовини зі значенням рН6 і в сто тисяч разів вище, ніж кислотність речовини зі значенням рН=9.

Кислотний дощ утворюється в результаті реакції між водою і такими забруднюючими речовинами, як діоксид сірки (SО2) і різних оксидів азоту (NOx). Ці речовини викидаються в атмосферу автомобільним транспортом, у результаті діяльності металургійних підприємств і електростанцій, а також при спалюванні вугілля і деревини. Вступаючи в реакцію з водою атмосфери, вони перетворюються в розчини кислот - сірчаної, сірчистої, азотистої й азотний. Потім, разом із снігом чи дощем, вони випадають на землю.

Природними джерелами надходження діоксиду сірки в атмосферу є головним чином вулкани і лісові пожежі.

Природні надходження в атмосферу оксидів азоту зв'язані головним чином з електричними розрядами, при яких утвориться NО, згодом - NO₂. Значна частина оксидів азоту природного походження переробляється в ґрунті мікроорганізмами, тобто включена в біохімічний круговорот.

Діоксид сірки, що потрапив в атмосферу, перетерплює ряд хімічних перетворень, що ведуть до утворення кислот.

Частково діоксид сірки в результаті фотохімічного окислювання перетворюється в триоксид сірки (сірчаний ангідрид) SО₃:

2SO₂ + О₂ → 2SO₃,

який реагує з водяною парою атмосфери, утворюючи аерозолі сарною кислоти:

SО₃ + Н₂О → H₂SО₄.

Основна частина діоксиду сірки, що викидається у вологому повітрі утворить аерозоль сірчистої кислоти і зображують умовною формулою Н2SO3:

SO₂ + H₂O → H₂SO₃.

Сірчиста кислота у вологому повітрі поступово окисляється до сірчаної:

2H₂SO₃ + O₂ → 2H₂SO₄.

Аерозолі сірчаної і сірчистої кислот приводять до конденсації водяної пари атмосфери і стають причиною кислотних опадів (дощі, тумани, сніг). При спалюванні палива утворяться тверді мікрочастинки сульфатів металів (в основному при спалюванні вугілля), легко розчинні у воді, що осаджуються на ґрунт і рослини, роблячи кислотними роси (рис. 4.1.).

Аерозолі сірчаної і сірчистої кислот складають близько 2/3 кислотних опадів, інше приходиться на частку аерозолів азотної й азотистої кислот, що утворяться при взаємодії діоксиду азоту з водяною парою атмосфери:

2NО₂ + H₂О → НNО₃ + HNO₂.

Рис. 4.1. Схема утворення кислотних аерозолів і дощів

Існують ще два види кислотних дощів, що поки не відслідковуються моніторингом атмосфери. Хлор, що знаходиться в атмосфері, при з'єднанні з метаном (джерела надходження метану в атмосферу: антропогенний - рисові поля, а також результат танення гідрату метану у вічній мерзлоті внаслідок потеплення клімату) утворить хлороводень, що добре розчиняється у воді з утворенням аерозолей соляної кислоти:

Сl + СН₄ → СH₃ + HCI, СН₃ + Cl₂ → СН₃Сl + Сl.

Джерела кислото-створюючих викидів: теплові електростанції, автотранспорт, металургійні і хімічні прежпріятія, авіація.

РОЗДІЛ 5

ДИНАМІКА ЗМІНИ ТЕМПЕРАТУРИ ТА КІЛЬКОСТІ ОПАДІВ ПО ЧЕРНІГІВСЬКІЙ ОБЛАСТІ ЗА 2002 – 2007 РОКИ

Клімат області помірно-теплий, м'який з достатнім зволоженням. В середньому за рік температура повітря складає 5,7-6,6°.

В зимовий період на область часто поширюється північна частина відрога високого тиску із районів Сибіру, а також арктичні повітряні маси, з якими пов'язані значні похолодання. Частіше всього їх вплив виявляється у січні і лютому.

Січень є найхолоднішим місяцем року. Середні січневі температури знаходяться в межах - 6,2-7,6°. В лютому середньомісячна температура підвищується всього на 0,2-0,6°. В окремі роки (30-40%) лютий буває значно холодніший січня.

Щорічно мінімальна температура буває - 15° і нижче. Ймовірність мінімальної температури нижче - 20° біля 90%, а нижче - 30° від 11% на півдні області і до 22% на півночі.

Абсолютний мінімум температури за зиму знаходиться в межах 34-37° морозу.

В порівнянні з лютим в березні температурний режим в середньому підвищується на 5°. Майже такий же ріст температури і від березня до квітня.

Більш інтенсивний ріст температури відбувається в травні. Це пов'язано із зменшенням хмарності, збільшенням світлої частини доби і висоти сонця над горизонтом. Різниця в середніх температурах за літні місяці невелика і складає 1-2°.

Найтепліший місяць року - липень, середня температура 18,4-19,7°. Абсолютний максимум температури 38-39°. В 75-80% років в літній період можлива максимальна температура 30° і вище. В літній період по області переважають західні і північно-західні вітри.

Для агрометеорологічної оцінки термічних умов території показовим явищем є кількість днів з температурою вище 0, 5,10,15°.

Результати спостережень за погодними умовами, які були на території Чернігівської області на станції м. Чернігів в період 2002 – 2007 років представлено в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Температурний режим на протязі 2002 – 2007 років по Чернігівській області

Роки	Середньомісячна температура повітря, 0С												Середня за рік
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2002	-2,6	2,9	4,9	6,8	14,9	18,2	22,8	18,7	13,0	6,1	2,7	-9,5	8,2
2003	-4,8	-7,0	-1,5	5,3	18,2	16,2	20,7	18,1	12,3	6,7	2,6	-1,8	7,2
2004	-4,2	-3,4	2,2	8,1	12,2	16,7	19,5	19,7	13,4	8,3	1,6	-0,4	7,7
2005	-5,1	-3,9	-1,8	7,4	12,7	14,9	21,5	15,6	14,2	7,1	3,5	-1,7	6,8
2006	-2,5	-2,8	3,8	8,4	15,3	17,3	22,4	17,2	13,8	6,2	2,7	-2,8	8,2
2007	-6,7	-6.2	-1,4	6,8	14,4	17.5	19,4	18.2	13,2	6,8	0,6	-4,2	6,5
Середня за 6 років	-4,3	-3,4	1,0	7,1	14,6	16,8	21,0	17,9	13,3	6,8	2,2	-3,4	7,4

Як видно з таблиці 5.1 середньорічна температура становить в межах від 6,9 до 8,3 ⁰С.

В зимовий період на область часто поширюється північна частина високого тиску із районів Сибіру, а також пов`язані значні похолодання. Частіше всього їх вплив виявляється в січні і лютому.

Січень є найхолоднішим місяцем року. Середні січневі температури знаходяться в межах – 4....5. В лютому середньорічна температура підвищується всього на 1,5⁰С. В окремі роки лютий місяць буває значно холоднішим (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Середня за 6 років динаміка зміни температури (в ⁰С) по Чернігівській області

Таблиця 5.2

Середньомісячна температура повітря по Чернігівській області по місяцях за 2007 рік

Станції	І	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XIІ	За рік
Семенівка	-7,4	-7,2	-2,6	6.0	13.5	16.9	18,6	17.5	12,3	6.0	0,0	-4,9	5,7
Щорс	-6,9	-6,6	-1.9	6.6	14.2	17,3	19,2	18,0	12.8	6,5	0.6	-4,4	6,3
Покошичі (Коропський)	-7,6	-7,4	-2.6	5,9	13,7	16,9	18,8	17,6	12,6	6.0	-0.1	-5,0	5.7
Нові Млини (Борзнянський)	-7,4	-7,1	-2.2	6,6	13,8	16,8	18.4	17,4	12,6	6.4	0,1	-4,6	5,9
Чернігів	-6,7	-6.2	-1,4	6,8	14,4	17.5	19,4	18.2	13,2	6,8	0,6	-4,2	6,5
Ніжин	-6,8	-6,3	-1.6	6,8	14,2	17,3	19,1	18.0	13.0	6.6	0.5	-4,1	6,4
Остер	-6,2	-5,8	-1,0	7,2	14,4	17,5	19.3	18,2	13.2	7,0	0,9	-3,8	6,7
Прилуки	-6,8	-6,6	-1.4	7,2	14,6	17,8	19.7	18,6	13,4	6.8	0.6	-4,4	6.6