Охрана труда
Сильный туман
Туман считается сильным, если видимость составляет не более 50 м (на море — не более 100 м). Туман возникает при понижении температуры воздуха вблизи подстилающей поверхности из-за радиационного выхолаживания. При этом повышается влажность воздуха. Такие туманы называются радиационными. Туман может возникать при адвекции тепла и влаги на холодную подстилающую поверхность. Такие туманы называются адвективными. Образование тумана возможно только при слабом ветре (скорость до 5 м/с).
Сопутствующие ОЯП: изморозь, гололед, смог.
Поражающий фактор: ухудшение видимости.
Сильный туман приводит к экономическим ущербам, вызванным авариями и вынужденными ограничениями, прекращением работы в авиации, морском и автомобильном транспорте, строительстве.
23 февраля 2001 г. сильный туман на северо-востоке Китая вывел из строя систему электропередачи и вызвал перебои в энергоснабжении административного центра провинции Ляонин города Шэньян. В результате было обесточено 70 % городской зоны Шэньяна и подавляющая часть сельских районов. Из 12 подстанций в городе работали только три. 25 марта 2003 г. в провинции Чжэцзян (Китай) при сильном тумане на автотрассе произошло столкновение 47 машин, в результате чего 11 человек погибло. Пять судов столкнулось 12 ноября 2004 г. на Рейне из-за сильного тумана. В 2001 г. на Рейне из-за сильного тумана лоб в лоб столкнулись бельгийское судно и караван немецких судов. Никто не погиб, но материальный ущерб был нанесён значительный.
Прогноз сильного тумана выполняется в рамках синоптического прогноза погоды. При возникновении угрозы сильного тумана выдается штормовое предупреждение.
Защита от сильного тумана предполагает использование преимущественно организационных мер (оповещение, прекращение работ, закрытие аэропортов и портов). В некоторых случаях для борьбы с радиационными туманами используются инженерные установки.
Сильная пыльная буря
Пыльной бурей называется перенос больших количеств пыли или песка над поверхностью земли со средней скоростью не менее 15 м/с, при понижении видимости до 500 м и менее. Возникновению пыльной бури способствует иссушение почвы и песков под влиянием устойчивой засушливой погоды. Горизонтальная протяженность районов, охваченных пыльными бурями, весьма различна — от нескольких сотен метров до тысяч километров. Запыленность атмосферы по вертикали может при этом колебаться от 1-2 м до 6-7 км. Основной причиной образования пыльных бурь является турбулентность, обусловленная структурой ветра, способствующая подъему с земной поверхности частиц пыли и песка, а также ветровая эрозия почвы.
Имеются документы, повествующие о жуткой черной буре весной 1892 г. Она прокатилась по всей степной полосе и отличалась особой силой. Порывистый восточный ветер несколько дней гнал массы песка, чернозема и пыли. Все это тучами поднималось вверх и сливалось в непроницаемую завесу. Посевы подрезались под корень или сдирались целиком. Пыль, поднятая с полей, была занесена в Польшу и Германию, в Финляндию и Швецию.
В ноябре 1962 г. ветер поднял в Аравийской пустыне столько пыли, что в Каире несколько суток был закрыт аэропорт, а на Суэцком канале прекратилось судоходство. По свидетельствам очевидцев, в городе была «кромешная тьма» — люди не видели пальцев на вытянутой руке.
В марте и апреле 2002 г. в Приморье наблюдали явление, когда воздух был серым, а солнце голубым. Мгла, накрывшая Приморский край, была результатом пыльных бурь, разыгравшихся на территории Монголии и Китая. Пыльная мгла, занесенная ветром на значительное расстояние от очага пыльных бурь, называется адвективной мглой.
На спутниковых снимках в этот период можно было видеть, как серая пелена (пыль в атмосфере) распространилась на огромную территорию — Желтое море, Корею, Приморье, Японское море и Японию. Вызвано это явление было серией глубоких циклонов, перемещавшихся с района Читинской области на Хабаровский край. Недостаток осадков зимой 2002 г. на территории Монголии и северного Китая вызвали засуху и пересыхание почвы, которая сильными ветрами была поднята в атмосферу.
Сопутствующие ОЯП: электризация атмосферы, генерация радиопомех.
— вынос почвы с сельскохозяйственных полей.
Прогноз пыльных бурь осуществляется в рамках синоптических прогнозов погоды.
В качестве защиты от пыльных бурь используются инженерные методы защиты, основанные на закреплении почвы и песка, например растительным покровом.
Смогом называют сочетание газообразных и твердых примесей с туманом или аэрозольной дымкой, вызывающей интенсивное загрязнение атмосферы. Первоначально под термином «смог» понимали совместное сочетание дыма и тумана (от англ. smoke-дым и fog-туман). Такого типа смоги уже отмечались более 100 лет назад, и наибольшую известность периодическое их образование приобрело в Лондоне.
В дальнейшем смоги иного типа были обнаружены в 1944 г. в Лос-Анджелесе. Они получили называние фотохимических. Иногда говорят о смогах лондонского и лос-анджелесского типа. Основная причина загрязнения воздуха в первом случае -сжигание угля и мазута, во втором — выбросы автотранспорта. В последнее время стали говорить о новом типе смога — бурой азиатской мгле, которая практически постоянно наблюдается в крупных азиатских городах, особенно в Индии.
Лондонский тип смога возникает зимой в крупных промышленных городах при неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра и температурная инверсия). Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы (обычно в интервале 300-400 м от поверхности земли) вместо обычного понижения. В результате циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Нередко возникают туманы.
Концентрации оксидов серы, взвешенной пыли, оксида углерода достигают опасных для здоровья человека уровней, приводят к расстройству кровообращения, дыхания, а нередко и к смерти. В 1952 г. в Лондоне от смога с 3 по 9 декабря погибло более 4 тыс. человек, до 10 тыс. человек тяжело заболели. В конце 1962 г. в Руре (ФРГ) смог убил за три дня 156 человек. Рассеять смог может только ветер, а сгладить смогоопасную ситуацию — сокращение выбросов загрязняющих веществ.
Лос-анджелесский тип смога, или фотохимический смог, не менее опасен, чем лондонский. Возникает он летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насыщенный, а вернее перенасыщенный выхлопными газами автомобилей. В Лос-Анджелесе выхлопные газы более 4 млн. автомобилей выбрасывают только оксидов азота в количестве более чем 1 тыс. т в сутки.
При очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе под действием интенсивной солнечной радиации в этот период идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей-оксидантов (озон, органические перекиси, нитриты и др.), которые раздражают у людей слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения, повреждают растения, разрушают резину. Фотохимический смог характерен для больших тропических и субтропических городов.
От фотохимического смога, помимо Лос-Анджелеса, страдает крупнейший город мира Мехико, с населением более 20 млн. человек. Фотохимический смог отмечен и в умеренных широтах, например в Киеве. В Токио смог вызвал отравление 10 тыс. человек в 1970 г. и 28 тыс. — в 1971 г. По официальным данным, в Афинах в дни смога смертность в шесть раз выше, чем в дни относительно чистой атмосферы.
Бурая азиатская мгла — относительно новая форма смога. Бурой мглой покрыта большая часть азиатского континента и Индийского океана, смог висит над крупными городами практически круглый год. Ядовитое облако ученые начали серьезно исследовать относительно недавно. И пришли к выводу, что слой толщиной в 2 км представляет собой токсичную смесь из выхлопных газов, промышленных выбросов и частиц продуктов сгорания — от лесных пожаров и бытовых печей.
Иностранцы, наблюдающие плотную коричневую дымку впервые, уверены, что это — особенность индийского воздуха. Эксперты ООН говорят, что подобное явление не только опасно для жизни людей, но и наносит серьезный ущерб климату планеты в целом. Бурая азиатская мгла на 15 % сокращает объем солнечной энергии, достигающей поверхности Земли.
Ученые предсказывают засуху, а следом за ней — гибель некоторых видов растений и животных на суше и в водах Индийского океана. Но главную опасность бурый смог представляет для человека. Данные, которые приводят специалисты, неутешительны — сотни тысяч жителей Юго-Восточной Азии не доживают до 50 лет. Жертвами бурой азиатской мглы, по расчетам специалистов, в ближайшие 30 лет могут стать миллионы человек.
В последнее время смог наблюдается и в крупных городах России. В летнее время, при ярком солнце и застое в приземном слое воздуха возникают достаточно тяжелые фотохимические смоги в Москве, особенно в-центральной части города. В некоторых городах (Кемерово, Ангарск, Новокузнецк, Медногорск и др.), особенно в тех, которые расположены в низинах, в связи с ростом числа автомобилей и увеличением выброса выхлопных газов, содержащих оксид азота, вероятность образования фотохимического смога увеличивается.
В зимнее время, при застое воздуха при оттепелях и туманах в некоторых российских городах возникают смоги лондонского типа. При авариях и пожарах на нефтяных объектах также возникают смоги. Например, в сентябре 2003 г. в течение трех суток в городе Октябрьск (Самарская область) горел танкер «Виктория». Сгорело около 1500 т облегченной нефти.
Все это время город страдал от тяжелейшего классического смога. Взятые пробы показали, что содержание вредных примесей превышало допустимые нормы в десятки раз. Жителям города советовали не открывать окна, не выходить без нужды на улицу и пользоваться марлевыми повязками.
Продолжительность смогов обычно от одного до нескольких дней, но интенсивность загрязнения настолько велика, что смоги вызывают тяжелые последствия, нередко сопровождающиеся жертвами. Высокие концентрации озона, которые иногда используют в качестве одного из показателей фотохимического смога, наблюдаются не только в местах его образования, но и на значительных расстояниях от них в результате переноса воздушных масс.
Прогнозирование смога осуществляется в рамках синоптического прогноза погодных условий, благоприятных для его образования. Для защиты от смога используются организационные мероприятия (оповещение) и инженерные методы. Основным методом инженерной защиты от смога является использование специальных катализаторов в выхлопных системах современных автомобилей, в которых осуществляется дожигание окислов азота.
В результате в атмосферу поступает меньше окислов азота и не запускается химическая цепь образования фотохимического смога. Для борьбы со смогом лондонского типа используются практически те же методы, что и для защиты от кислотных осадков: уменьшение серы в промышленных выбросах за счет фильтров, переход на использование топлива с пониженным содержанием серы
Источник
Способ предотвращения образования тумана
Владельцы патента RU 2579271:
Способ предназначен для активных воздействий на атмосферные процессы, а именно для предотвращения образования тумана. Воздух у земной поверхности направляют в охлаждающую камеру. Воздух увлажняют в охлаждающей камере за счет охлаждения до насыщения водяным паром. Насыщенный влагой воздух подают в вихревой генератор. Воздух поднимают на высоту расположения точки росы для образования облачного слоя. Облачный слой экранирует выхолаживание земной поверхности. Способ обеспечивает предотвращение образования тумана при ночном понижении температуры у земной поверхности.
Изобретение относится к области метеорологии и является реализацией активных воздействий на атмосферные процессы в пограничном слое атмосферы путем изменения радиационного баланса у земной поверхности при ожидании образования тумана. Понижение температуры воздуха является одной из основных причин конденсации водяного пара как вблизи земной поверхности, так и в пограничном слое атмосферы. Вследствие охлаждения земной поверхности и прилегающего слоя воздуха под влиянием радиационного излучения и незначительного турбулентного обмена образуются наиболее интенсивные радиационные туманы. Понижение температуры земной поверхности при излучении составляет около одного градуса в час.
Для образования тумана необходимо, чтобы воздух охладился ниже точки росы на величину, при которой определенное количество водяного пара сконденсируется. Физически механизм образования туманов под влиянием горизонтального перемешивания можно представить в следующем виде. Если смешиваются два объема воздуха с различной температурой, то температура теплого воздуха понижается. Избыток водяного пара (сверх насыщения) в теплом воздухе при этом конденсируется. Затем капли воды распространяются на весь объем. Так как в холодном воздухе температура при этом повышается, то в нем возникает недостаток насыщения: часть капель поэтому испаряется, а оставшаяся масса капель образует туман. Из анализа условий туманообразования в процессе смешения воздушных масс вытекает, что образованию туманов смешения благоприятствует понижение температуры холодного воздуха и соответственно понижение температуры теплого воздуха при смешении.
Благоприятными условиями для образования радиационных туманов служит отсутствие облачности. Увеличение количества облачности и понижение ее основания (нижней границы) приводят к усилению противоизлучения атмосферы и уменьшению эффективного излучения земной поверхности, что не способствует ее охлаждению и образованию тумана. Аналогами предлагаемого изобретения являются патенты Франции №2171955, 1973 г; Великобритании №1359654, 1970 г.; США №3598313, 1971 г.
Патент Франции №2171955 — Система (способ и устройство), предупреждающая образование тумана. Система предназначена для создания местной защиты от тумана, образующегося над поверхностью земли. Система состоит в создании на небольшой высоте искусственных облаков, создающих термический экран и замедляющих охлаждение почвы и воздуха на уровне этих облаков. Дымообразующие вещества или испаряющаяся вода разносятся самолетами или вертолетами, летающими по прямой вперед и назад над защищаемой зоной. К недостаткам системы относится использование реагентов в виде дымообразующих веществ или воды, распыляемых с самолета.
Патент Великобритании №1359654 — Способ рассеивания и предотвращения образования тумана, дыма, смога и устройство для осуществления этого способа. Туман рассеивается или предотвращается образование тумана, например в холодном воздухе при достижении критической температуры, путем создания поднимающегося по спирали столба воздуха, стимулирующего геострофический эффект. При этом используются 3 газотурбинных двигателя, устанавливаемых в ряд. В выхлопных газах указанных двигателей содержится насыщенный водяной пар. К недостаткам аналога относится введение в атмосферу дополнительного количества воды при температуру выхода из газотурбинных двигателей, что в конечном итоге будет способствовать туманообразованию при выключении двигателей или перерасходу топлива при непрерывной работе.
Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является патент США №3598313 — Способ предотвращения и разрушения тумана сухим холодным воздухом. Способ, включающий создание над защищаемой зоной слоя прозрачного воздуха, который на 3-7°С холоднее окружающего воздуха. Для этого окружающий воздух, содержащий капли тумана, засасывают вентилятором в охладительную установку, где этот воздух обезвоживают путем охлаждения, затем его выбрасывают в защищаемую зону. Недостатком ближайшего прототипа является выброс холодного воздуха в защищаемую зону, так как это при смешении с окружающим воздухом понизит температуру и приведет к образованию тумана или к усилению образовавшегося.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является предотвращение образования тумана при ночном понижении температуры у земной поверхности.
Сущность изобретения состоит в том, что способ предотвращения образования тумана, использующий охлаждающую установку, отличающийся тем, что охлажденный у земной поверхности воздух изолируют с помощью вихревого генератора от окружающей атмосферы и поднимают на высоту расположения точки росы для образования облачного слоя, экранирующего выхолаживание земной поверхности и образование тумана.
Предлагаемый способ предотвращения образования тумана осуществляется следующим образом. Вентилятором воздух подается в охлаждающую камеру, в которой увлажняется до насыщения за счет охлаждения, а затем насыщенный влагой воздух подают в цилиндрическую насадку вихревого генератора по а.с. СССР №908991 для выпуска в атмосферу. Подогретая в генераторе влага испаряется в вихревом кольце, охлаждая поднимающийся тороидальный вихрь и одновременно вовлекая в себя окружающий влажный воздух. На уровне стабилизации вихрь прекращает движение, в результате адиабатического расширения температура поднятого воздуха понижается, а водяной пар достигает состояния насыщения, происходит образование облачного покрова, экранирующего земную поверхность.
1. Патент США №3598313.
2. Патент Франции №2171955.
3. Патент Великобритании №1359654.
4. А.с. СССР №908991.
Способ предотвращения образования тумана, использующий охлаждающую установку, отличающийся тем, что воздух у земной поверхности направляют в охлаждающую камеру, в которой увлажняют за счет охлаждения до насыщения водяным паром, а затем насыщенный влагой воздух подают в вихревой генератор и поднимают на высоту расположения точки росы для образования облачного слоя, экранирующего выхолаживание земной поверхности.
Источник
