На Главную
Консультации:
тел. (495) 740-37-48
тел. (495) 505-77-39
факс (495) 688-14-37
 
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗАЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
 На Главную
мобил 1 5w50 отзывы мобил 1 5w50
 
Ролик обвiдний купить запчасть 301090244028 Skoda Audi Volkswagen Seat
 
btc mixer
 
mobile mp3 skull
тел (495) 505-77-39     

Комплексные экологические обследования. "Экологическая экспертиза"

Прогностические исследования боры

ПРОГНОСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БОРЫ,

КАК ОСНОВА СНИЖЕНИЯ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ КАТАСТРОФ В РАЙОНЕ НОВОРОССИЙСКА

В.П. Водоласков1, Б.Б. Капочкин2, Н.В. Кучеренко2

1Министерство экологии и природных ресурсов Украины, г. Киев

2Одесский государственный экологический университет, Украина

Штормовые ветры, срывающиеся с прибрежных гор в сторону моря, усиливающиеся и охлаждающиеся по мере опускания (бора) практически ежегодно провоцируют разрушения, гибель судов и, как следствие, экологические катастрофы. Такие ветры типичны для холодного периода года в районе Новороссийска (Черное море), в северной части Адриатического моря, наблюдаются в полярных районах у берегов Новой Земли и Антарктиды. Бора в Новороссийске 13 ноября 1993 года нанесла ущерб народному хозяйству региона в размере 3 млн. долларов США. В результате этой боры поверхность моря в ноябре покрылась льдом.

В Новороссийске скорость ветра иногда достигает 60 м/с, а температура воздуха опускается ниже -20°С, в результате чего поверхности строений и судов могут покрываться льдом толщиной до 4-х метров.

Прогностические исследования боры актуальны по настоящее время, так как до сих пор механизм ее образования окончательно не установлен. Одним из первых физическое обоснование причин возникновения боры дал российский моряк-гидрограф Ф.Ф. Врангель. Он считал, что главной причиной боры есть свободное падение с гор с ускорением более плотных воздушных масс вниз. Им были выполнены расчеты скорости потоков, совпадающие с реальными ветрами. Этот подход позволил объяснить причину усиления ветра от перевала вниз по склону. В дальнейшем выполненные расчеты были подвергнуты критике, указано на то, что не учтены ни турбулентный обмен с окружающими воздушными массами, ни эффекты, связанные с трением о склон, ни горизонтальная составляющая потока. Действительно учет перечисленных факторов существенно занижает расчетные значения скорости потока воздуха.

 

Однако, с тех пор понимание физических механизмов возникновения боры не прогрессировало.

Сейчас известно, что бора, или по другому мистраль, по типу отнесены к фенам и в одних случаях воздух в фенах резко нагревается, распространяясь вниз по склону, в других резко охлаждается (бора). В одних случаях относительная влажность воздуха резко понижается до 40-50 %, в других происходит конденсация водяного пара.

В последние годы прогностические исследования боры ограничены анализом синоптической ситуации.

В развитие идеи Ф.Ф. Врангеля мы считаем целесообразным продвижение в плане изучения физических механизмов возникновения боры.

Рассмотрим простую гидравлическую задачу распространения более плотной струи (в частном случае жидкости) через преграду. Общая формула расхода струи:

Q = mb·(2gH³/²)½                              (1)

где m – коэффициент расхода; b- ширина препятствия; g- ускорение свободного падения; H-разность отметок верхней и нижней границ струи.

В гидравлике рассматривается два типа распространения струи через препятствие. В первом случае струя распространяется по внешней плоскости препятствия, во втором случае струя отрывается от внешней плоскости препятствия. Второй тип распространения струи называется вакуумным. Для распространения струи воды в воздухе коэффициент расхода безвакуумной струи m = 0.49, а для вакуумной струи m = 0.55. Опытным путем установлено, что при вакуумном типе распространения струи скорости потока выше, расходы больше, под струей образуется вакуум.

Во втором случае (вакуумный тип распространения струи) понижение давления у склона может приводить к дополнительному увеличению скорости вниз по течению потока и к охлаждению воздуха за счет адиабатического разряжения.

Тип распространения струи через преграду вакуумный (бора) и безвакуумный (фен) зависят от крутизны склона и скорости потока за препятствием. Чем круче склон, тем при меньшей скорости может сформироваться вакуумный тип распространения струи. В конкретных географических условиях с конкретным рельефом подветренных склонов гор преобразование фена в бору будет происходить при превышении скорости ветра какого-то критического значения.

Рассмотрев реальные графики изменения скорости ветра в Новороссийске, совместно с графиками изменения температуры воздуха, нами отмечено, что действительно при небольших скоростях ветра в холодный период года в Новороссийске происходит повышение температуры воздуха (фен), а при сильном ветре температура воздуха понижается до значений более низких, чем за хребтом (бора). Последнее позволяет провести районирование побережий возникновения боры по фактору крутизны подветренных склонов гор отдельно для разных градаций скорости ветра над хребтом.

Другой нерешенный вопрос – это спусковой механизм возникновения сильных ветров над горными препятствиями. По нашему мнению, наряду с антициклоническим типом погоды с подветренной стороны гор (что общепризнано), необходимо пространственно неоднородное поле температуры морской поверхности с контрастными положительными аномалиями температуры поверхностных вод. В общем случае именно аномалия вертикального распределения температуры в Адриатическом и Черном морях делают похожими эти районы с полярными регионами, где возникает бора. В полярных районах подстилающая поверхность воды (свободной ото льда) теплее поверхности суши и сгонные ветры не сопровождаются охлаждением водной поверхности. В других районах океана при сгонных ветрах к поверхности поднимаются воды с более низкой температурой. В Черном море температура глубинных вод 9°С, а в Средиземном 13°С. В холодный период года при сгонных ветрах к поверхности могут подниматься более теплые воды, способствующие обострению барических градиентов.

Нами были изучены гидрометеорологические условия образования боры 13.02.1961, 30.11.1961, 06.11.1966, 30.12.1962, 01.02.1963, 01.02.1965, 13.02.1969 годов. Перед каждой борой был изучен температурный режим поверхностных вод в Новороссийске (табл. 1).

Таблица 1

ДАТА

Т°С фоновая

Т°С за 3-5 дней

перед борой

30.02.1961

6

9

30.11.1961

13

16

06.11.1966

16

17

30.12.1962

13

15

01.02.1963

1

5

01.02.1965

4,5

5,6

13.02.1969

6

9

Оказалось, что типичная ситуация возникновения боры – это рост температуры морской поверхности за несколько дней перед ее началом. Более того, в январе-феврале, когда поверхностные воды холоднее глубинных (9°С), даже слабые сгонные ветры приведут к увеличению температуры подстилающей поверхности и обострению барических градиентов.

Причиной же повышения температуры поверхностных вод в зимнее время в районе Новороссийска являются хорошо изученные для этого региона геотермические потоки тепла.

В заключение отметим, что для повышения надежности краткосрочного прогноза боры, опасной в том числе и экологическими последствиями, наряду с синоптическими условиями в холодный период года, необходим мониторинг за геотермическими потоками тепла в прибрежной зоне, а также необходимо районирование побережий возникновения боры по фактору крутизны подветренных склонов гор, отдельно для разных градаций скорости ветра над хребтом.

Источник: www.eco-mir.net

Экологическая экспертиза ©2011
Статьи Услуги Сертификация Прайс-лист Заказ on-line Контакты О компании
      Рейтинг@Mail.ru Наверх
купить мобил1 мобил1 интернет магазин автомасел