Экология. Экологические и метеорологические проблемы  больших городов и промышленных зон.

К.б.н., И.В. Чикенева, студент 5 курса Р.М. Сукмаров

Кафедра БЖ и методики обучения БЖ, Институт физической культуры и спорта, Оренбургский государственный педагогический университет, Россия

Климатические особенности в зоне техногенного воздействия Орско-Новотроицкого промышленного узла Оренбургской области

По уровню антропогенной нагрузки на природную среду Оренбургская область находится на 3-м месте среди территорий Уральского региона. Преобладающее развитие тяжелой промышленности и ее структура свидетельствуют о том, что район является типичным уральским промышленным комплексом. Ядро комплекса образует Орско-Новотроицкий промышленный узел, площадью около 1,8 тыс. км², в пределах которого, сконцентрировано большое количество экологически опасных объектов широкого спектра отраслей (8 крупных предприятий). Санитарно-защитные зоны для отдельных предприятий не организованы. Основными загрязнителями являются ООО «Уральская сталь» (Орско-Халиловский металлургический комбинат (ОХМК)), ОАО НОСТА), ОХМК и ООО «Южполиметалл» (ОАО "Южуралникель" - (ЮУНК)), где выбросы вредных веществ по области составляют 25,5 и 41,9% [5].

В климатическом отношении Оренбургская область расположена в Атлантико-континентальной степной области восточной подобласти центральной ландшафтной климатической области [4]. Климат исследуемой территории характеризуется ослаблением западного переноса воздушных масс и усилением континентальности, что проявляется в общем удлинении зимы, сокращении переходных периодов, увеличении опасности заморозков в начале и конце лета, возрастании годовой амплитуды температуры, уменьшении вероятности пасмурного неба и увеличении ясного. В холодную половину года число ясных дней почти в три раза меньше, чем пасмурных. Весной и осенью различие между числом ясных и пасмурных дней значительно меньше, но некоторое преобладание относится к пасмурным дням. Летом число ясных дней больше, чем пасмурных [3].

Основным показателем континентальности климата Орско-Новотроицкого промузла является большая амплитуда колебаний температуры воздуха между зимой и летом. Большую часть года удерживается антициклонный тип погоды, зимой связанный с Сибирским антициклоном, а летом - с Казахстанским максимумом давления.

Средняя годовая температура +2,8⁰С. Летом температура достигает +40 °С, зимой - 44 °С. Амплитуда между максимальной и минимальной температурами составляет 84⁰С. Помимо больших амплитуд колебаний температур, континентальность климата характеризуется коротким весенним периодом, отличающимся быстрым нарастанием тепла. Средняя месячная температура самого теплого месяца июля +21,4°С, самого холодного месяца января достигает -16,8 °С. Безморозный период составляет в среднем 136 дней, продолжительность вегетационного периода – 165-175 дней. Средняя глубина промерзания почвогрунтов - 2 м [3].

Сухая и морозная погода обусловлена действием азиатского антициклона с устойчивой областью высокого давления. В формировании климата в летнее время принимают участие северные и воздушные морские атлантические массы, доставляющие основную часть осадков. По количеству осадков исследуемая территория распложена в зоне пониженного увлажнения. Среднегодовое количество осадков 260-320 мм. Выпадение осадков из года в год очень изменчиво, что является характерной чертой климата Оренбургской области. Наибольшее количество осадков в холодную половину года отмечается в октябре, в теплую - в июне-июле. Максимальное суточное количество осадков достигает 60 мм и приходится на летние месяцы. Средняя годовая относительная влажность равна 67% [3].

Летние дожди редки, преимущественно выпадают в виде коротких, необильных ливней, сочетаясь с периодами длительного бездождья. Самый дождливый месяц в году – июль.

Снежный покров устойчивый, устанавливается в середине декабря, сходит в начале апреля. Максимальная толщина снежного покрова наблюдается в марте. Среднее число дней со снежным покровом 140. Высота снега на открытой местности 31 см.

Результаты аэрокосмической съёмки Оренбургской области показали, что крупнейшие ареалы загрязнения снегового покрова зафиксированы в окрестностях Орско-Новотроицкого промузла. Из общей площади загрязнения 9,2 тыс. км² зона влияния Орско-Новотроицкого промышленного узла составила 77,6% [3].

Высокие показатели суммарного загрязнения проб снежного покрова, отобранных на промышленных площадках Орска и Новотроицка с учетом их азимутальной ориентации, совпадающей с направлением розы ветров и близости их географического расположения (30 км), дали основание предположить возможность значительного взаимного влияния выбросов на уровень техногенного загрязнения промышленных городов - Орска и Новотроицка. Результаты биохимического анализа снегового покрова свидетельствуют о высокой концентрации токсичных микроэлементов в зоне Орско-Новотроицкого промузла. Приоритетными загрязнителями являются тяжелые металлы [1].

Туманы чаще всего образуются зимой при температурах от – 5⁰С до –10⁰С, весной при температурах +1-2⁰С. Примерная продолжительность тумана – 5 часов в сутки. Инверсии встречаются как в приземном слое воздуха от поверхности почвы (приземная инверсия), так и в свободной атмосфере. Наличие приподнятой инверсии над высокими источниками загрязнения (промышленное загрязнение) приводит к повышению концентрации примесей в приземном слое по сравнению с нормальными условиями. Максимальное число дней с туманами отмечаются в ноябре и марте, минимальное – в июле и августе. Наибольшая облачность наблюдается зимой, наименьшая – в летние месяцы.

В районе исследуемой территории на направление ветра оказывает влияние долина реки Урал. Здесь отмечается большая повторяемость ветров западных направлений различной устойчивости, реже наблюдаются северо-восточные и юго-восточные ветры. Средняя скорость ветра 4,3 м/с, зимние ветры обычно сильнее летних. Для района характерна высокая ветровая активность, продолжительность сильных ветров 15 — 20 дней в году (до 275 дней с ветром, 75,3% от общего числа дней в году), максимальная расчетная скорость вероятностью 5 % - 28 м/с. В году, в среднем, 19 дней со штилями.

Другой, немаловажной особенностью климата Орско-Новотроицкого промузла, является наличие суховеев, которые наблюдаются преимущественно при южных ветрах в первую половину лета и отличаются высокой температурой (35⁰-40⁰ С) при относительной влажности воздуха около 20%. В среднем, за вегетационный период количество дней с суховеями составляет 10 дней. Низкая обеспеченность оренбургских степей влагой часто приводит к засухе, которая способствует снижению устойчивости растений к загрязнениям почвы и атмосферы [3, 4].

Для наиболее полной характеристики, по данным "Государственного доклада….» [2] нами построены графики, отображающие температурный режим и количество осадков по месяцам (рис. 1; рис. 2). Большой интерес представляет вегетационный период, который длится с апреля по октябрь.

Растительные сообщества исследуемой территории начинают активно развиваться в апреле. Большой запас влаги в этот месяц необходим для формирования сначала эфемеров и эфемероидов, а далее для поликарпических трав, доминирующих на исследуемой территории. Анализируя полученные данные, можно увидеть, что погодные условия 2006 г. оказались наиболее засушливыми (рис. 1), а 2007 г. - более влажными (рис. 2).

Так, запас влаги в апреле 2006 и 2007 гг. примерно одинаков, но впоследствии наблюдается изменение температурного и атмосферного режима, в 2006 г. отмечается 3 пика с большим количеством атмосферных осадков: апрель (60 мм), июль (40 мм), октябрь (57 мм). С мая и июня наблюдается засушливый период, что отражается на развитии продуктивности и динамики растительных сообществ. С конца июля по начало сентября (17 мм) отмечается второй период засухи. Эта засуха менее негативно влияет на растения исследуемых сообществ, т.к. к этому времени большое количество растений переходит в состояние покоя (рис. 1) [6].

Рис. 1. Погодные условия на исследуемой территории в 2006 г.

В 2007 г. максимальное количество осадков приходится на апрель (67 мм), с апреля убывает, но запас влаги остается оптимальным до конца июля (37 мм). После чего отмечается засушливый период, который длится до конца октября (2 мм) (рис. 2) [6].

Рассматривая динамику температурного режима и количества осадков было установлено, что 2006 год был засушливым, т.к. во время вегетационного периода отмечено два пика засухи: с мая по июнь и с июля по сентябрь. В 2007 году погодные условия более благоприятны, засушливый период пришелся на конец вегетационного сезона (с августа по октябрь).

Рис. 2. Погодные условия на исследуемой территории в 2007 г.

Литература:

1. Боев В. М., Верещагин Н. Н., В. Н. Дунаев В. Н. Определение атмосферных загрязнений по результатам исследований снегового покрова // Гигиена и санитария: Двухмесячный научно-практический журнал. – 2003. Вып 5. – С. 69-71.

2. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Оренбургской области в 2006-2007 году" // Комитет природных ресурсов по Оренбургской области. - Оренбург, 2007-2008. - 197 с. 199 с.

3. Колодина О. А. Социально-экономическая география Оренбургской области. - Оренбург: ИПК «Южный Урал», 1995. - С. 31-120.

4. Русскин Г.А. География Оренбургской области: Природные условия и природные ресурсы: Учебное пособие. – Оренбург: Изд-во ООИПКРО, 2003. – 163 с.

5. Протасов В. Ф., Матвеев А. С. Экология: Термины и понятия. Стандарты, сертификация. Нормативы и показатели: Учеб. и справ. пособие. - М.: Финансы и статистика, 2001. - 205 с.

6. Чикенева И.В. Эколого-биогеохимическая оценка растительного покрова зоны влияния Орско-Новотроицкого промышленного узла: Дис ... канд. биол. наук. - Оренбург, 2009.- 221 с.