浅析影响大气污染的地理因素

孙建红

[摘要]大气污染对整个生态系统和人体健康有着直接的影响,并已成为影响人类持续发展的重要因素。本文从影响大气污染的地理因素出发,分别阐述了风、逆温、云雾和气压等几种地理因素和大气污染的关系,说明大气污染的发生和发展与地理因素有着极其密切的关系。

[关键词]地理因素 大气污染

大气污染与特定的地理因素有着密切的关系。我们经常感受到的风、雨、云、雾、气压以及特殊的逆温等等,都是地理因素。这里我们主要从风、逆温、云雾和气压等几个方面来说明地理因素对大气污染的影响。

一、风对大气污染的影响

首先,风对大气污染起到冲淡稀释作用。在实际生活中,我们会感到风速时大时小,有阵性,并在主导风向的左右上下出现无规则的摆动,风的这种无规则的阵性和摆动,我们叫它大气湍流。湍流运动一产生,气体各部分就会得到充分的混合。这样进入大气的污染物,由于湍流混合的作用,使污染物逐渐分散稀释,可以说湍流运动对大气污染起到了冲淡稀释的作用。另外,在污染物较少的地方,如果风速增大,单位时间内从污染源排放出来的污染物就会被很快的拉长,这时混入的大气越多,污染物浓度越小。这样,风又能加速大气对污染物的自净作用,起到稀释作用,从而缓解一个地方的大气污染。

其次,风因对大气污染起到输送作用,因而又扩大了大气污染的范围。大气中的污染物质经过湍流运动的混合,在风的作用下,就会随着大气做水平运动。风把污染物从它的源地输送到污染源的下风向。一般来说,在污染企业的下风向,经常会受到因风的输送作用而带来的严重污染,频繁出现的沙尘暴就是由于强劲的西北风的输送作用,把从西北沙漠地带带来的沙子输送到广大的华北地区,有时甚至影响到长江流域,成了我国春季最主要的灾害性天气。

最后,还得介绍一种特殊的风——城市风。随着城市化进程的加快,城市规模在不断加大,城市人口也在迅速增加,于是,又产生了另一种风,叫城市风。在现代生活中,居民生活,工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然气等燃料,释放出大量的人为热,因而导致城市的气温高于郊区,使城市犹如一个温暖的岛屿,人们称之为“城市热岛”。由于城市风的出现,城区工厂排出的污染物随上升气流而上升,笼罩在城市上空,并从高空流向郊区,到郊区后下沉。下沉气流又从近地面流向城市中心,并将郊区工厂排出的污染物带入城市,致使城市的空气污染更加严重。因此城市风使城市上空的污染物质减少了,但却扩大了污染的范围,同时,也造成了城市和郊区的相互污染。

二、逆温对大气污染的影响

逆温的形成有其特殊的气象条件。在日落后的夜晚,地面温度降低,近地面的空气温度也随之降低。原来的对流层大气的气温是随高度的增加而减小的情况发生变化:在最贴近地面的大气层中,大气的温度随着高度升高反而增加,也就是说,气温产生逆转,在这个转折点处就形成一个温度逆转的层即逆温层。这时逆温层的上部不稳定,下部稳定,而烟囱的高度一般在这个逆温层以上,因而烟气向上扩散,一般不会造成严重的污染。

在日出前后,也出现一个与上述状况相反的一个逆温层。这时逆温层的上部稳定,下部不稳定,因而烟气向下扩散,往往造成严重的地面污染。当有逆温时,逆温层下的烟雾、悬浮杂质等,往往不容易穿过逆温层向上扩散,此时大气污染物就会因“无路可走”,只好向下蔓延。这是因为逆温层像一个大盖子一样笼罩着大地,阻止地面气流上升运动,使污染物停滞积累在地面上,加剧大气污染的程度。同时,逆温层出现时的风速一般都很小,大多是静风,也导致空气污染物难以稀释扩散,因此,逆温层越厚,则维持时间越长,空气污染也越严重。

上述两种逆温中,后一种逆温在秋冬季最容易出现。冬天的早晨,人们会发现烟囱里冒出的烟柱,不是向高空扩展,而是向下扩散,正是逆温层起到的作用。另外,清晨七点左右,是上班的高峰期,此时各种交通工具纷纷上路,大气污染物质迅速增加,再加上逆温层的影响,地面污染相当严重。在国外发生多次的大气污染事件,都是在这种逆温的参与下形成的。

三、云雾与气压对大气污染的影响

云雾是一年中常见的气象因素。雾是空气中水汽丰沛发生的凝结现象。在天空叫云,在地面为雾。不管是云是雾,其形成都是有一定的条件的。当大气中有充足的水汽,有足够多的凝结物,就可能形成各种不同的云和雾。云雾形成必备的条件之一,就是凝结核。凝结核其实就是空气中的固体杂质。这些固体杂质是由于垂直气流和湍流带到大气中的土壤、风化岩石等微粒,各种燃烧烟尘如森林失火、工业烟尘等固体污染物质,它们为云雾的形成提供了重要的条件。因此在大的工业区出现雾的机会比一般地区要多一些。据统计,市区的大气污染物质中微粒状物质是郊区的3～7倍,云量比郊区多5%～10%,雾在夏季比郊区多30%,在冬季比郊区多100%。

一个地区的大气环境往往是在一定的气压系统控制之下。低气压控制的天气,由于气流上升,风速较大,大气处于中性或不稳定状态,有利于大气污染的稀释扩散。在高压控制的天气下,因有大范围空气下沉运动,往往在几百米至一、二千米的高度上形成下沉逆温,将排出的烟气压制不能抬升,甚至自烟囱排出口逆吹向地面,由于高压控制伴随而来的小风速和稳定层结,十分不利于污染物的稀释扩散。如果所处的位置地形封闭,只要有足够的污染物排放,就会出现污染危害。伦敦烟雾事件的出现,就是因为有停滞的反气旋控制,有较强的下沉气流,形成下沉逆温,加上地面辐射冷却较强,近地面又生成辐射逆温,从而形成一个从下到上的强逆温层,逆温下的水汽接近饱和,有利于雾的生成,这种大雾与硫酸烟雾混成一体,当这种高压天气形势连续出现多天,污染物弥漫的时间越长时,产生的危害性就越大。

综上所述,大气污染的发生是在风、逆温、气压以及云雾等地理条件的综合作用下产生的。由此看来,大气污染和地理因素有着密切的关系,而地理因素往往是难以控制的,因此我们在发展经济的同时,要结合当地的气象条件实际,利用地理因素对大气污染的有利作用,避开其不利的影响,合理进行工业布局,从而达到控制大气污染的目的。

参考文献:

[1]周淑贞.气象学与气候学.高等教育出版社, 1991.3.

[2]中国自然地理编写组.中国自然地理.高等教育出版社,1991.4.