Поведение потока, выбрасываемого в атмосферу

После того, как примеси попадают в воздух, характер их перемещения и дисперсии определяется их собственными физическими свойствами и свойствами атмосферы, в которых они находятся.

Для того чтобы наглядно показать характер их поведения, полезно рассмотреть поведение потока в целом после его попадания в атмосферу (см. рис.).

Выбросы проникают в атмосферу с определенной скоростью и температурой, которые обычно отличаются от соответствующих характеристик окружающей среды. Движение выбросов имеет вертикальную составляющую, обусловленную начальной вертикальной скоростью потока и разницей температур, до тех пор, пока не исчезнет воздействие этих факторов. Этот вертикальный подъем выбросов называют подъемом шлейфа. Он приводит к изменению эффективной высоты H точки выброса. На путь распространения выброса воздействуют также изменения потоков вблизи таких препятствий, как здания и сооружения.

Мы будем использовать следующую терминологию.

Движение потока под действием ветра в течение и после подъема шлейфа называется переносом.

Турбулентное движение атмосферы вызывает произвольное движение выброса, приводящее к его распространению в горизонтальном и вертикальном направлениях за счет смещения с воздухом. Этот процесс называется атмосферной диффузией.

Комбинация переноса и диффузии называется атмосферной дисперсией. Модели, описывающие эти процессы, называют моделями атмосферного переноса-диффузии или моделями атмосферной дисперсии.

Выброс на стадии подъема шлейфа, переноса и диффузии может также испытывать воздействие таких процессов, как:

1) химическая трансформация примесей;

2) радиоактивный распад и накопление дочерних продуктов;

3) влажное осаждение: пар или аэрозоль попадают в капли воды или снежинки в облаке и выпадают в виде осадков;

4) сухое осаждение: седиментация аэрозолей или гравитационное осаждение отложение аэрозолей, а также адсорбция паров и газов на предметах;

5) образование и слипание аэрозолей.

Большую часть этих эффектов можно описать математически и при необходимости включить в математические модели.

Строгих указаний на эти модели в гостированных (имеющих официальный государственный статус) методиках нет. Это фактически означает, что разработчики должны исходить из конкретной ситуации и использовать адекватные ей модели.

При расчетах атмосферной дисперсии различные источники обычно классифицируют по их пространственной конфигурации и продолжительности выброса. К представляющим интерес пространственным конфигурациям источников относятся точечные, линейные, поверхностные и объемные. Линейные и поверхностные источники можно рассматривать как определенный набор эффективных точечных источников.

В зависимости от продолжительности выбросы могут быть: непрерывными и залповыми.