Содержание к диссертации
Введение
1 Моделирование загрязнения атмосферы урбанизированных территорий 9
1.1 Особенности урбанизированных территорий 9
1.2 Проблема загрязнения атмосферы мегаполисов 12
1.2.1 Автотранспорт 13
1.2.2 Энергетика 17
1.2.3 Суммарное воздействие 19
1.2.4 Мониторинг атмосферы 21
1.2.5 Проблема интерпретации данных мониторинга 22
1.3 Основные подходы к проблеме моделирование загрязнения атмосферы..25
1.3.1 Классификация моделей 25
1.3.2 Упрощенные модели на основе аналитических решений 31
1.3.3 Лагранжевы стохастические модели 34
2 Трехмерная гидротермодинамическая модель атмосферы города 36
2.1 Общие уравнения 36
2.2 Численное моделирование атмосферного пограничного слоя 46
2.2.1 Модель горизонтально-однородного АПС 46
2.2.2 Численная модель обтекания застройки 50
2.3 Численное моделирование турбулентной диффузии 62
2.4 Учет химической трансформации примесей 65
2.5 Адаптация данных мониторинга атмосферы применительно к расчету
загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта 70
3 Тестирование и верификация численной модели «ГДМ+МК» 76
3.1 Постановка вопроса 76
3.2 Тестирование алгоритмов модели «ГДМ+МК» 79
3.2.1 Модель атмосферного пограничного слоя 79
3.2.2 Модель суточных колебаний температуры 82
3.2.3 Тестирование расчета турбулентной диффузии методом Монте-Карло..85
3.3 Верификации математической модели ГДМ+МК на основе измерений в аэродинамических трубах 91
3.3.1 Здание кубической формы 93
3.3.2 Здание U-образной формы 95
3.4 Верификация модели ГДМ+МК применительно к расчету загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта 97
3.4.1 Полигонные измерения в Санкт-Петербурге 97
3.4.2 Полигонные измерения в Москве 101
4 Приложение модели «ГДМ+МК» к решению прикладных задач охраны атмосферы урбанизированных территорий 108
4.1 Потенциал загрязнения атмосферы для условий города 108
4.1.1 Общие понятия о потенциале загрязнения атмосферы 108
4.1.2 Потенциал загрязнения атмосферы для городских условий 111
4.1.3 Исходные данные для расчета потенциала загрязнения применительно к Москве 114
4.1.4 Использованием модели «ГДМ+МК» для расчета ПЗА для городских условий 120
4.2 Метод расчета среднеклиматических карт загрязнения атмосферы от автотранспорта 124
4.2.1 Общая концепция организации и проведения расчетов 124
4.2.2 Программное обеспечение и анализ результатов 127
Заключение 134
Источники 135
- Проблема загрязнения атмосферы мегаполисов
- Численное моделирование атмосферного пограничного слоя
- Тестирование алгоритмов модели «ГДМ+МК»
- Общие понятия о потенциале загрязнения атмосферы
Введение к работе
Состояние качества воздушной среды в городах в настоящее время является одной из острейших проблем современности. В большинстве городов мира загрязнение воздуха достигает критических размеров. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), показатели качества воздуха в 20 крупнейших городах мира в несколько раз превышает установленные ВОЗ нормативы. Более 1 млрд. горожан подвержены воздействию опасных для здоровья уровней загрязнения воздуха [1]. Так, например, в 11 крупнейших городах Китая загрязнение воздуха является причиной более 50 тыс. преждевременных смертей и 400 тыс. новых случаев хронических бронхитов ежегодно.
Согласно прогнозам [1], в 2010 году 70 % жителей европейских городов будут проживать на территориях с превышением ПДК по пыли, 20 % жителей - с превышением ПДК по оксиду азота, 15 % жителей - с превышением ПДК по бензолу. По мере роста количества автомобилей серьезной проблемой в городах Европы стал фотохимический смог, причиной которого являются выбросы соединений азота и углерода в атмосферу. В последние годы наблюдается резкое увеличение астмы среди детей, часто обостряемое из-за загрязнения воздуха в европейских городах, а также количественная зависимость между уровнем канцерогенов в атмосфере и раком легких у жителей европейских городов.
В Российской Федерации около 44 % населения страны живет в городах, в которых превышены установленные нормы загрязненности воздуха [2, 3, 4]. Экологическую ситуацию в городе принято оценивать применительно ко всей городской территории, однако усредненность результатов наблюдений по всему городу, публикуемых в официальных государственных и ведомственных докладах, не дает точной картины качества окружающей среды по месту проживания людей (например, [5]). В то же время общеизвестно, что на территории промышленных городов имеются различные по экологической ситуации и загрязненности участки, требующие первоочередных мер, экономических затрат и усилий общества в плане улучшения качества окружающей среды.
Исходя из изложенного выше, появляется необходимость в детальном воспроизведении динамики воздушных потоков над урбанизированными территориями с учетом всех элементов ландшафта, таких как формы рельефа, жилая и промышленная застройка, наличие парковых и лесопарковых зон. Столь же детальное представление здесь требуется и для источников выбросов в атмосферу, особенно для таких сложных, как автотранспорт, занимающих в современных мегаполисах весьма значительную долю всего выброса. В этом случае, как известно, выброс загрязняющих веществ в атмосферу происходит от низко расположенного источника, погруженного в городскую застройку, который создает, таким образом, поля загрязнения с высокими пространственными градиентами и сильной временной изменчивостью (например, [6,7]).
Исследование такого рода полей чисто экспериментальными методами оказывается весьма затруднительным и требует, вообще говоря, разработки специальных математических моделей высокого пространственного разрешения, учитывающих все нюансы влияния на перенос и рассеяние примеси городской застройки. Несмотря на значительные усилия, которые предпринимались в последние десятилетия различными научными коллективами для решения проблемы построения тех или иных методик расчета загрязнения атмосферы выбросами промышленных и транспортных источников (например, [с 8 по 11]) именно упомянутым особенностям загрязнения урбанизированных территорий не уделялось надлежащего внимания.
Только с появлением в 90-х годах прошлого века персональных компьютеров, созданием и широким распространением геоинформационных систем, оказалось возможным объединить достаточно сложные гидротермодинами ческие модели атмосферы с современными пространственными моделями геоданных и дать в руки потребителей достаточно эффективные методы решения обозначенных выше задач (например, [12]).
Основной целью настоящего диссертационного исследования является развитие обозначенного подхода в направлении разработки и верификации методов расчета динамики атмосферы и характеристик ее загрязнения с высокой пространственной детализацией применительно к проблемам охраны атмосферы урбанизированных территорий в целом и, прежде всего, крупных мегаполисов.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе были решены еледующие задачи:
- адаптировать разработанную ранее численную модель переноса и рассеяния примесей с учетом застройки ГДМ+МК (Гидродинамическая Модель + метод Монте-Карло) применительно к расчетам переноса и рассеяния примесей в окрестности тонких (толщиной менее шага расчетной сетки) элементов подстилающей поверхности;
- осуществить комплекс исследований по тестированию алгоритмов и верификации модели ГДМ+МК с учетом, также, и натурных измерений на экспериментальных площадках в таких крупных мегаполисах, как Москва и Санкт-Петербург;
- разработать метод реализации модели ГДМ+МК применительно к проведению расчетов вероятностных характеристик полей скорости ветра, а также климатологических характеристик загрязнения атмосферы от выбросов автотранспорта применительно к мегаполисам;
- разработать метод коррекции расчетных значений осредненных за длительный период значений приземной концентрации примесей от выбросов автотранспорта по данным накопленных измерений на постах городской системы мониторинга атмосферы. Научная новизна выполненных исследований состоит в том, что впервые разработан метод и осуществлен расчет среднеклиматических характеристик загрязнения атмосферы с пространственным разрешением несколько метров для такого крупного мегаполиса как город Москва (размер несколько десятков километров) с учетом влияния застройки на конфигурацию полей загрязнения от автотранспортных источников.
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
- метод расчета переноса и рассеяния примесей в атмосфере в окрестности тонких (толщиной менее шага расчетной сетки) элементов подстилающей поверхности;
- результаты верификации модели ГДМ+МК применительно к расчету полей скорости ветра и концентрации на основе натурных измерений и результатов измерений в аэродинамических трубах;
- результаты расчета потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) с учетом влияния на поле ветра застройки города с высоким пространственным разрешением для всей территории города Москва;
- метод коррекции результатов расчета полей загрязнения атмосферы от выбросов автотранспорта с учетом данных постов измерений городской системы мониторинга;
- результаты расчета среднеклиматических характеристик загрязнения атмосферы с высоким пространственным разрешением для всей территории Москвы.
Проблема загрязнения атмосферы мегаполисов
Наиболее важной особенностью загрязнения атмосферы современных мегаполисов является практически полное доминирование выбросов автотранспорта и энергетических источников по сравнению с выбросами промышленных предприятий. Подобная ситуация кардинально отличается от характера загрязнения тех же городов 40 - 50 лет назад и от современных центров промышленности, которые, как правило, локализуются в городах с небольшим населением.
Причин такого положения вещей множество, однако, главной является постепенный вывод промышленности за пределы городской черты из районов производства, сформировавшихся в конце 19-го и первой половине 20-го веков. Эта тенденция отчетливо прослеживается во всех промышленно развитых странах Европы и Северной Америки, а также начинает формироваться во многих странах, только недавно вступивших на путь интенсивного экономического развития (Китай, Индия).
Постепенному выводу промышленных предприятий за городскую черту способствовали два важных обстоятельства. Прежде всего, за последние десятилетия практически во всех промышленно-развитых странах мира активизировалась природоохранная деятельность, в результате которой жители городов стали получать все более достоверную информацию о загрязнении атмосферного воздуха, что, в свою очередь, способствовало формированию общественного мнения и устойчивого давления на муниципальные органы по сокращению выбросов в атмосферу. Не нужно сбрасывать со счетов также и наметившийся в последние годы рост стоимости земельных участков в пределах исторической застройки городов, в результате чего при модернизации промышленного производства оказалось значительно более выгодным размещать эти производства за пределами города даже чисто с экономической точки зрения.
По мере общего роста уровня жизни населения последние десятилетия ознаменовались ускоренным ростом числа автотранспортных средств, находящихся в пользовании жителей городов, причем не только в мегаполисах Северной Америки, где этот рост начался еще в 30-х — 40-х годах прошлого века, но также и в крупных городах Европы, Азии и Южной Америки. Это наглядно можно видеть из рисунка 1.2 [2], на котором представлен общий рост количества автотранспортных средств во всем мире за последние 40 лет. Как можно видеть, рост легкового транспорта существенно обгоняет рост грузового, причем значительная его часть приходится как раз на крупнейшие мегаполисы мира.
Россия также постепенно становится крупной автомобильной державой и с каждым годом укрепляет свои позиции в этой сфере. За последние 15 лет общие выбросы вредных веществ автомобильным транспортом по всей территории практически приблизились к объему выбросов промышленности и энергетики (рисунок 1.3). Видно, что за этот период вследствие сокращения промышленного производства в России эти выбросы сократились почти в два раза, в то время как выбросы автотранспорта несколько выросли.
При анализе этих данных следует учитывать, что за последние годы существенно изменилась структура автотранспорта - грузовой транспорт сократился, а значит, сократились и его весьма значительные выбросы в атмосферу. Это снижение, однако, компенсировалось ростом легкового автомобильного транспорта, который концентрируется, главным образом, в крупных городах. В Российской Федерации насчитывается более 150 городов с превалирующим вкладом выбросов автотранспорта в валовые выбросы (более 50 %). В табли це 1.1 приведен краткий перечень самых крупных мегаполисов такого рода, из которой можно оценить некоторые общие тенденции.
Окислы азота получаются в результате обратимой термической реакции окисления азота воздуха под действием высокой температуры и давления в цилиндрах двигателя. Анализ условий образования окислов азота свидетельствует о том, что на их выход из двигателя влияют максимальная температура рабочего цикла и ее изменение в процессе горения, а также состав рабочей смеси. Повышение максимальной температуры и избыток кислорода - основные факторы, способствующие увеличению выхода окислов азота из двигателя. Оксиды азота в городской атмосфере находятся в непрерывной цепи химических реакций с участием атмосферного озона (раздел 2.4) в результате которых NO практически полностью окисляется до N02 - стабильного газа желтовато-бурого цвета. Следует отметить, что последнее вещество оказывается значительно более токсичным для человека, чем NO.
Численное моделирование атмосферного пограничного слоя
На этом этапе рассматривается весь атмосферный пограничный слой (расчетная область до высоты 2 км). Уравнения для недиагональных напряжений Рейнольдса записываются здесь в так называемом «квазиравновесном» приближении, предполагающем наличие баланса между генерационными и диссипативными членами этих уравнений. В этом случае, как показано в [12], в приближении горизонтально-однородного АПС они приобретают привычную форму уравнений для осредненных значений горизонтальных компонент скорости ветра (її = щ, v = її2) и потенциальной температуры ( 6 ):
В этом случае, как можно видеть, взаимосвязь турбулентных потоков и напряжений с соответствующими градиентами метеорологических величин сводится к линейной, причем такого рода коэффициенты пропорциональности (коэффициенты турбулентного обмена Ки,Кт) для компонент горизонтальной скорости и температуры вычисляются с помощью несложных, но несколько громоздких выражений. Определение необходимых эмпирических констант а1эа2,аг осуществлялось в [12] на основании детального рассмотрения экспериментальных данных в приземном слое атмосферы.
Постановка краевых условий для решения задачи об эволюции АПС на основе описанного в данном разделе подхода конкретизируется применительно к той или иной практической проблеме с одной стороны и доступности тех или иных информационных ресурсов - с другой.
В качестве нижних граничных условий при наличии данных мониторинга привлекаются временные зависимости средних значений компонент скорости ветра и температуры в приземном слое, получаемые на основании метеорологических измерений, а также известные из теории подобия Монина-Обухова соотношения (например, [8,16]), позволяющие рассчитать по этим данным также и величины дисперсий турбулентных флуктуации скорости и температуры (при дополнительном задании шероховатости подстилающей поверхности). На верхней границе АПС отклонения средних значений скорости ветра и температуры от фоновых тропосферных значений, равно как и характеристики турбулентности полагаются равными нулю. В качестве начальных условий для скорости ветра привлекаются решения стационарной задачи о распределении скорости ветра и характеристик турбулентности с привлечением в качестве профиля температуры некоторого фиктивного линейного профиля, согласуемого со значениями градиента этой величины в нижней тропосфере. Численные методы интегрирования описанной системы уравнений строятся на использовании метода прогонки (например, [30]). На этом этапе решается собственно задача о восстановлении компонент скорости ветра и характеристик турбулентности в некоторой ограниченной области пространства, где турбулентный поток испытывает заметное влияние застройки, с заданием, соответственно, краевых условий из результатов восстановления структуры АПС на первом этапе. В связи с тем, что в урбанизированной среде, как правило, отсутствует выраженная термическая неоднородность подстилающей поверхности, в настоящей работе для простоты интегрировались лишь уравнения для осреднен-ных компонент скорости ветра (2.1) без учета эффектов молекулярной вязкости, а также уравнение неразрывности (2.3) в приближении несжимаемости. Основанием для пренебрежения молекулярными эффектами по сравнению с турбулентными являются сравнительно большие числа Рейнольдса в реальной атмосфере (104-106), заметно превышающие свои критические значений (около 103). Приближение несжимаемости является традиционным для такого рода задач, в которых скорости ветра много меньше скорости ветра звука (числа Маха М« 1).
Все необходимые характеристики профиля средней потенциальной температуры, равно как и все необходимые моменты турбулентных пульсаций, содержащие флуктуации температуры, на этом этапе не рассчитывались, а заимствовались из описанной в предыдущем разделе модели АПС.
Для расчета шести независимых компонентов тензора напряжений Рейнольдса, входящих в левые части уравнений (2.1), привлекалась система мо-ментных уравнений (2.11) с записью соответствующих выражений для членов правой части, вытекающих из гипотез упомянутой в разделе 2.1 «стандартной параметризации».
Влияние застройки связано с возникновением в окрестности зданий вихревых структур. В отличие от турбулентных, подобные структуры носят ква-зиупорядоченный (квазикогерентный) характер. Геометрическое влияние зданий приводит к формированию весьма пестрого поля скорости ветра, характеризующегося резкой сменой направления и скорости среднего ветра, узких протоков при «каньонной» застройке, появлению теневых зон за зданиями, образованию сильных восходящих и нисходящих токов.
Воспроизведение в модели локальной циркуляции в окрестности каждого здания для современного уровня вычислительной техники возможно в ин женерных приложениях лишь на ограниченных пространственных областях (до 2-5 км). При этом корректный расчет возможен только для тех элементов застройки, минимальный линейный размер которых не менее чем в 5 - 7 раз превосходит шаг расчетной сетки.
Тестирование алгоритмов модели «ГДМ+МК»
Исходная система уравнений динамики атмосферы в модели ГДМ+МК является нелинейной системой уравнений в частных производных, аналитические решения для которой можно получить только для очень простых частных случаев, характеризуемых теми или иными свойствами симметрии и пространственной однородности.
Одно из известных решений такого рода применительно к описанию нижней части тропосферы может быть получено для так называемой «модели Экмана-Аккерблома» (см., например, [9,28]). Эта модель описывает поведение вектора средней скорости ветра в стационарном и горизонтально-однородном атмосферном пограничном слое с однородной вертикальной структурой турбулентности.
Если записать уравнения для компонент скорости при следующих приближениях: - горизонтально-однородный и стационарный пограничный слой; - нейтральная стратификация (потенциальная температура не зависит от высоты); - атмосфера рассматривается как несжимаемая жидкость (справедливо с высокой точностью для скоростей ветра много меньших скорости звука); - молекулярной вязкостью по сравнению с турбулентной диффузией можно пренебречь (числа Рейнольдса атмосферы существенно превышают критические); - коэффициент турбулентности является постоянной величиной.
Особенностью экмановского пограничного слоя является поворот ветра с высотой (вправо в северном полушарии и влево — в южном). Полный угол поворота в этой модели не зависит от параметров задачи и составляет 45 (в реальности он варьирует примерно от 10 при дневной конвекции, до 70 при ночной инверсии).
Для проведения процедуры тестирования был создан специальный проект, поддерживающий электронную карту горизонтально однородной местности. С тем, чтобы обеспечить возможность реализации указанных выше приближений, прежде всего, вертикальную однородность характеристик турбулентности (несуществующую в реальности), в исходный алгоритм расчета были внесены необходимые модификации, допускающие непосредственное задание в режиме тестирования величины коэффициента турбулентности.
Тестирование было направлено на выбор оптимальных параметров вертикальной сетки расчетного модуля, задаваемой выражением: Z ZjKhik- +Zd/Zjf (3.3) где Z/, 3, h - параметры, задаваемые при настройке типовых расчетов применительно к характеру решаемых задач. В качестве критерия согласия численного и аналитического расчета рассматривалась среднеквадратическая для всего слоя относительная погрешность для модуля скорости: N. Л1 N„D 7 1 где N:— число сеточных узлов по вертикали. Варьировались все параметры формулы (3.3), но наиболее важные результаты были получены для зависимости этой погрешности от числа узлов расчетной сетки N: (рисунок 3.2).
Из рисунка видно, что относительная погрешность отклонения численного результата от аналитического уже при величине N порядка 15-20 узлов оказывается менее 1%, а при N- = 40 снижается до величины 0.16%. Полученные результаты дают основания для выбора в качестве оптимального значения Nz =40, что обеспечивает достаточно высокую точность при минимальных затратах ресурсов вычислительной техники.
Следует отметить, что используемый здесь алгоритм численного интегрирования уравнения переноса тепла ориентирован на решение задач с начальными условиями (задач Коши). По этой причине получить периодическое решение здесь оказывается возможным только в результате интегрирования на несколько суток, вплоть до «выхода на периодический режим». Для этой цели требуется производить интегрирование (3.5) с граничными условиями (3.6) и некоторыми фиктивными начальными условиями. В качестве последнего принималось: 6(z,0) = 0.
Изменение в зависимости от времени интегрирования среднеквадратичной ошибки отклонения численного решения от аналитического в процессе выхода на периодический режим (Л=10 С, К г 10 м2/с, iVz=30) Как следует из рисунка 3.3, влияние фиктивных начальных условий практически нивелируется уже через 7-10 часов развития процесса, снижаясь, в итоге, до величины около 0.5 %. При этом, начиная уже со вторых суток, суточный цикл на всех высотах воспроизводится с погрешностями, не превышающими несколько сотых градуса. В качестве иллюстрации приведем рисунок 3.4, на котором для высоты 100 м для условий расчета предыдущего примера представлены одновременно результаты аналитического и численного расчетов.
Общие понятия о потенциале загрязнения атмосферы
Наряду с методами численного моделирования загрязнения атмосферы, в нашей стране широкое применение получили физико-статистические методы, базирующиеся на выделении метеорологических условий и дальнейшем учете комплекса метеопараметров, характеризующих способность атмосферы к самоочищению.
К таким методам относятся, например, использование индекса неблагоприятных метеорологических условий, определение которого регламентируется нормативными актами, и потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА), методика определения которого была разработана в восьмидесятые годы прошлого столетия в ГГО им. Воейкова Э.Ю. Безуглой [45].
ПЗА может включать любые сочетания метеорологических факторов, характеризующих условия вертикального и горизонтального рассеивания примесей в атмосфере (например, коэффициент турбулентности и скорость ветра, объем перемешивания и др.), но эти факторы должны соответствовать условиям повышения (или понижения) концентрации примесей от выбросов данного типа источников. Так, ПЗА для случая низкого источника холодных выбросов будет отличаться от ПЗА для случая высотного источника нагретых выбросов.
Современные города обычно охватывают территорию в десятки и даже сотни квадратных километров, поэтому изменение содержания вредных веществ в атмосфере происходит под воздействием мезо- и макромасштабных атмосферных процессов. В связи с этим главное внимание нами было уделено рассмотрению тех метеорологических параметров, которые характеризуют условия переноса примесей и условий устойчивости атмосферы при процессах таких масштабов.
Главным фактором, влияющим на характер рассеяния и на распространение примесей в атмосфере является ветровой режим. При этом скорость ветра по-разному влияет на рассеивание примеси, поступающей в атмосферу от различных типов источников выбросов. Для низких и неорганизованных источников выбросов, характерных для городских условий (местные ТЭС, автотранспорт), формирование повышенного уровня загрязнения воздуха происходит при слабых ветрах за счет скопления примесей в приземном слое. Особенно неблагоприятные условия создаются, когда слабые ветры сохраняются длительное время и наблюдаются над значительной территорией.
На изменение концентрации примеси влияют также условия температурной стратификации нижнего слоя атмосферы. В качестве характеристики устойчивости нижнего 2- —3-километрового слоя тропосферы в работе [46] введено понятие высоты слоя перемешивания (ВСП). В слое перемешивания наблюдаются наиболее интенсивные вертикальные движения, вызванные радиационным нагреванием и динамическими факторами. Вертикальный градиент температуры в этом слое приближается к сухоадиабатическому или превышает его. Предполагается, что слой перемешивания распространяется до высоты, где неустойчивая или равновесная стратификация меняется устойчивой. В работе [45] показано, что высокое загрязнение воздуха наблюдается при ВСП меньше 1500 м. Например, в 1966 г. в период опасного загрязнения воздуха в ряде городов США ВСП не превышала 1 км.
К числу неблагоприятных погодных ситуаций относятся, как известно, инверсии температуры, характеризующие особенности стратификации нижнего слоя тропосферы. Инверсии температуры в нижней тропосфере определяются в основном двумя факторами: охлаждением земной поверхности вследствие радиационного излучения и адвекцией теплого воздуха на холодную подстилающую поверхность; часто они связаны с охлаждением приземного слоя за счет затрат тепла на испарение воды или таяние снега и льда [45]. Формированию инверсий способствуют также нисходящие движения в антициклонах и сток холодного воздуха в пониженные части рельефа. На побережьях морей и крупных водоемов в теплое время года инверсии возникают при морских бризах.
Для городских условий при наличии большого числа низких источников выбросов опасные условия для накопления примесей создаются при приземных и приподнятых инверсиях, поскольку и те и другие приводят к ослаблению вертикального рассеивания и переноса примесей. Такие выводы получены автором [45] при изучении влияния инверсий пограничного слоя атмосферы на концентрацию в воздухе пыли, сажи, окислов азота, окиси углерода и сернистого газа по данным наблюдений в ряде городов.
Для городов большую опасность представляют застои воздуха. За характеристику "застоя" воздуха принимается приземная инверсия температуры при скорости ветра 0-1 м/с. Застои (или застойные явления) обычно связаны с крупномасштабными атмосферными процессами, чаще всего с антициклонами. В такие периоды в большом слое атмосферы наблюдаются слабые ветры, формируются приземные радиационные инверсии температуры. Инверсия температуры в сочетании с различными скоростями ветра может усиливать опасность накопления примесей или создавать условия для их рассеивания.
В работе [45] получено, что концентрация примесей в городском воздухе повышается при слабом ветре и устойчивости нижнего слоя атмосферы. На юго-востоке США периоды высокого загрязнения воздуха наиболее часто отмечаются, когда стационарные антициклоны, сопровождающиеся уменьшением скорости ветра в значительной толще атмосферы и увеличением устойчивости приземного слоя, сохраняются в течение нескольких дней. [45-48]
