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系統和人體健康有著直接的影響,并已成為影響人類持續發展的重要因素。本文從影響大氣污染的地理因素出發,分別闡述了風、逆溫、云霧和氣壓等幾種地理因素和大氣污染的關系,說明大氣污染的發生和發展與地理因素有著極其密切的關系。

[關鍵詞]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系。我們經常感受到的風、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、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、風對大氣污染的影響

首先,風對大氣污染起到沖淡稀釋作用。在實際生活中,我們會感到風速時大時小,有陣性,并在主導風向的左右上下出現無規則的擺動,風的這種無規則的陣性和擺動,我們叫它大氣湍流。湍流運動一產生,氣體各部分就會得到充分的混合。這樣進入大氣的污染物,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,如果風速增大,單位時間內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,風因對大氣污染起到輸送作用,因而又擴大了大氣污染的范圍。大氣中的污染物質經過湍流運動的混合,在風的作用下,就會隨著大氣做水平運動。風把污染物從它的源地輸送到污染源的下風向。一般來說,在污染企業的下風向,經常會受到因風的輸送作用而帶來的嚴重污染,頻繁出現的沙塵暴就是由于強勁的西北風的輸送作用,把從西北沙漠地帶帶來的沙子輸送到廣大的華北地區,有時甚至影響到長江流域,成了我國春季最主要的災害性天氣。

最后,還得介紹一種特殊的風——城市風。隨著城市化進程的加快,城市規模在不斷加大,城市人口也在迅速增加,于是,又產生了另一種風,叫城市風。在現代生活中,居民生活,工業生產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,因而導致城市的氣溫高于郊區,使城市猶如一個溫暖的島嶼,人們稱之為“城市熱島”。由于城市風的出現,城區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,到郊區后下沉。下沉氣流又從近地面流向城市中心,并將郊區工廠排出的污染物帶入城市,致使城市的空氣污染更加嚴重。因此城市風使城市上空的污染物質減少了,但卻擴大了污染的范圍,同時,也造成了城市和郊區的相互污染。

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,氣溫產生逆轉,在這個轉折點處就形成一個溫度逆轉的層即逆溫層。這時逆溫層的上部不穩定,下部穩定,而煙囪的高度一般在這個逆溫層以上,因而煙氣向上擴散,一般不會造成嚴重的污染。

在日出前后,也出現一個與上述狀況相反的一個逆溫層。這時逆溫層的上部穩定,下部不穩定,因而煙氣向下擴散,往往造成嚴重的地面污染。當有逆溫時,逆溫層下的煙霧、懸浮雜質等,往往不容易穿過逆溫層向上擴散,此時大氣污染物就會因“無路可走”,只好向下蔓延。這是因為逆溫層像一個大蓋子一樣籠罩著大地,阻止地面氣流上升運動,使污染物停滯積累在地面上,加劇大氣污染的程度。同時,逆溫層出現時的風速一般都很小,大多是靜風,也導致空氣污染物難以稀釋擴散,因此,逆溫層越厚,則維持時間越長,空氣污染也越嚴重。

上述兩種逆溫中,后一種逆溫在秋冬季最容易出現。冬天的早晨,人們會發現煙囪里冒出的煙柱,不是向高空擴展,而是向下擴散,正是逆溫層起到的作用。另外,清晨七點左右,是上班的高峰期,此時各種交通工具紛紛上路,大氣污染物質迅速增加,再加上逆溫層的影響,地面污染相當嚴重。在國外發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生的凝結現象。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。當大氣中有充足的水汽,有足夠多的凝結物,就可能形成各種不同的云和霧。云霧形成必備的條件之一,就是凝結核。凝結核其實就是空氣中的固體雜質。這些固體雜質是由于垂直氣流和湍流帶到大氣中的土壤、風化巖石等微粒,各種燃燒煙塵如森林失火、工業煙塵等固體污染物質,它們為云霧的形成提供了重要的條件。因此在大的工業區出現霧的機會比一般地區要多一些。據統計,市區的大氣污染物質中微粒狀物質是郊區的3～7倍,云量比郊區多5%～10%,霧在夏季比郊區多30%,在冬季比郊區多100%。

一個地區的大氣環境往往是在一定的氣壓系統控制之下。低氣壓控制的天氣,由于氣流上升,風速較大,大氣處于中性或不穩定狀態,有利于大氣污染的稀釋擴散。在高壓控制的天氣下,因有大范圍空氣下沉運動,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速和穩定層結,十分不利于污染物的稀釋擴散。如果所處的位置地形封閉,只要有足夠的污染物排放,就會出現污染危害。倫敦煙霧事件的出現,就是因為有停滯的反氣旋控制,有較強的下沉氣流,形成下沉逆溫,加上地面輻射冷卻較強,近地面又生成輻射逆溫,從而形成一個從下到上的強逆溫層,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,當這種高壓天氣形勢連續出現多天,污染物彌漫的時間越長時,產生的危害性就越大。

綜上所述,大氣污染的發生是在風、逆溫、氣壓以及云霧等地理條件的綜合作用下產生的。由此看來,大氣污染和地理因素有著密切的關系,而地理因素往往是難以控制的,因此我們在發展經濟的同時,要結合當地的氣象條件實際,利用地理因素對大氣污染的有利作用,避開其不利的影響,合理進行工業布局,從而達到控制大氣污染的目的。

參考文獻:

[1]周淑貞.氣象學與氣候學.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.