Download
1 / 43
520 likes | 1.12k Views
جامعة الدول العربية أمانة المجلس الوزارى العربى للكهرباء والأمانة الفنية لمجلس الوزارء العرب المسئولين عن شئون البيئة - الموسسة العامة القطرية للكهرباء والماء (كهرماء ) اللجنة الاقتصادية والاجتماعية لغربى آسيا ( ESCWA ) برنامج الأمم المتحدة للبيئة ( UNEP )
E N D
جامعة الدول العربية أمانة المجلس الوزارى العربى للكهرباء والأمانة الفنية لمجلس الوزارء العرب المسئولين عن شئون البيئة - الموسسة العامة القطرية للكهرباء والماء (كهرماء ) اللجنة الاقتصادية والاجتماعية لغربى آسيا ( ESCWA ) برنامج الأمم المتحدة للبيئة ( UNEP ) الدورة التدريبية حول " المبادئ الأساسية فى طرق حساب الابتعاثات الملوثة للبيئة بقطاع الكهرباء فى الدول العربية " دولة قطر – الدوحة / 29- 31مايو 2012 نمذجــة جــودة الهــواء والتحكم فيهـــا (3)Air Quality Modeling and Control مهندس / ماهــر عـزيــز استشارى الطاقة والبيئة وتغير المناخ موبايل : (2) 0122-368-9795 بريد اليكترونى: <maher_aziz49@yahoo.com>
المحاضرة الثالثةالغلاف الجوى وانتشار الملوثات
مكونات الهواء الجوى • أهم مكونات الغلاف الجوي:1- النيتروجين (N) ونسبته تقريبا 78%. 2- الأكسجسن (O2) ونسبته تقريبا 21%.3- الغازات الخاملة كالأرغون, نيون, هيليوم ونسبتها 0.9% .4- عدد كبير من الغازات الاخرى مثل: أ- ثاني أكسيد الكربون ونسبته 0.03% ب- الأوزون ج- الميثان د- أكاسيد الكبريت هـ - الهيدروجين و- أكاسيد النيتروجين ز- بخار الماء عندما ترتفع نسبة تواجد ( تركيز) أحد هذه الغازات فإنه يسبب خللا فى التوازن البيئى و يسمى تلوثا
أسباب تلوث الهواء انبعاثات حرق السولار من المركبات والمعدات الثقيلة العوامل الجوية والخصائص الطبوغرافية تلوث الهواء حرق المخلفات الزراعية انبعاثات حرق الجازولين من السيارات إنبعاثات المصانع نتيجة لحرق المازوت والأتربة المنبعثة من المصانع حرق القمامة
وسائل قياس العوامل الجوية تشمل :- محطات الارصاد اليدوية _ محطات الارصاد الاوتوماتيك _ بالونات الارصاد _ أقمار الارصاد بأنواعها _ المراكب الثابتة و المراكب التجارية _ الطائرات المدنية _ أبراج الارصاد _ شمندورات الارصاد
العوامل الجوية المؤثرة على انتشار الملوثات أهم العوامل الجوية المؤثرة على انتشار الملوثات تشمل: • سرعة و اتجاه ارياح. • تركيب و مواصفات الطبقة الدنيا من الغلاف الجوى. • الحركة الدوامية الناشئة عن سخونة سطح الارض و عن التغير الرأسى لسرعات و إتجاه الرياح. • إرتفاع طبقة الخلط.
العوامل الجوية المؤثرة على انتشار الملوثات (تابع) • نوع و درجة الاستقرار أو عدم الاستقرار الجوى. • درجات الحرارة والرطوبة النسبية. • الضغط الجوى. • انواع السحب و نسبة تغطية السماء. • الظواهر الجوية ( ضباب – عواصف ترابية – أمطار ..........). • فيما يلى سنعرض بالشرح بعض هذه العوامل
الطبقة الدنيا للغلاف الجوى - الطبقة التى نحيا فيها
الطبقة الدنيا للغلاف الجوى - الطبقة التى نحيا فيها (تابع) • هى الطبقة التالية لسطح الارض و فيها تظهر الحركة الدوامية . • تتسبب الحركة الدوامية عن قص الرياح ( تغير سرعة و إتجاه الرياح مع الارتفاع) و عن سخونة سطح الارض. • يتراوح ارتفاع الطبقة الدنيا للغلاف الجوى بين 50 متر ليلا إلى 3000 متر نهارا. • إذا بدأنا مع الشكل من اليسار عند الظهيرة فإن, • إرتفاع الطبقة يكون فى أقصى مداه بسبب حرارة الارض التى تسبب تصاعد الهواء فى شكل دوامات متناهية الصغرفى ما يشبه غليان الماء. • تنتقل خواص الهواء السطحى إلى أعلى حاملا معه حرارة الارض و بخار الماء و أيضا الملوثات.
الطبقة الدنيا للغلاف الجوى - الطبقة التى نحيا فيها (تابع) • عند المساء تبرد الارض و تهدأ الحركة الدوامية, • يظهر ما يسمى بالانعكاس الحرارى. • يصبح الهواء الملاصق للأرض أبرد مما فوقه فلا تنتقل الخواص رأسيا و إنما تبقى قريبة من السطح . • عندما تشرق الشمس تبدأ الحركة الرأسية فى النشاط مرة أخرى. • ملحوظة هامة أرتفاع الطبقة الدنيا للغلاف الجوى ليس من السهل قياسه أو التنبؤ به و لكن يحتاج إلى حسابات معقدة. • يتم حساب إرتفاع الطبقة الدنيا بإستخدام نماذج رياضية للأرصاد الجوية.
تغير الرياح والحرارة الجاف والحرارة المبلل و الرطوبة النسبية مع الارتفاع
تغير الرياح والحرارة الجاف والحرارة المبلل و الرطوبة النسبية مع الارتفاع
التغير اليومى لبعض العناصر الجوية تغير الحرارة
التغير اليومى لبعض العناصر الجوية تغير سرعات الرياح
التغير اليومى لبعض العناصر الجوية تغير سمك الطبقة الدنيا للغلاف الجوى
التغير اليومى لبعض العناصر الجوية تغير إتجاه الرياح
التغير اليومى لبعض العناصر الجوية تغير معامل التهوية
دور الرياح • تنقل الرياح الملوثات من مكان إلى أخر • التغير الرأسى لسرعة و إتجاه الرياح من مسببات الحركة الدوامية التى تؤدى إلى تشتت الملوثات • اتجاه الرياح هو العامل الرئيسى التى يحدد المناطق التى تنتقل إليها الملوثات
وردة الرياح • فى هذا المثال تم تحليل سرعات و إتجهات الرياح على مدى سنة. • عدد الاتجهات 12 قطاع • عدد فئات السرعات 7 • يعطى الشكل بنظرة سريعة معلومات عن : • الاتجاهت المختلفة للرياح و نسبة حدوثها من جهة كل قطاع • سرعات الرياح ممثلة بالالوان و نسبة حدوثها ممثلة بالاطوال
تقدير سرعة الرياح مع الارتفاع (تابع) تزداد سرعة الرياح مع الارتفاع. يتغير إتجاه الرياح مع الارتفاع. يتم قياس سرعات و إتجاه الريح على إرتفاع 10 متر. لأغراض نماذج إنتشار الملوثات نحتاج إلى تقدير سرعات الرياح على إرتفاعات مختلفة. يمكن إستخدام قانون القوة المبين مع التعويض عن قيمة (P) من الجدول حسب درجة الاستقرار. يتدرج الاستقرار الجوى إلى 6 درجات من عدم الاستقرار الشديد (A) إلى الاستقرار الشديد (F).
خشونة السطح (تابع) يعبر عن خشونة السطح بالارتفاع الذى عنده يمكن إعتبار سرعة الرياح تساوى الصفر. ترجع أهمية معامل الخشونة إلى تأثيره المباشر الطردى على تخفيض سرعة الرياح و بالتالى على تراكم الملوثات. يبين الجدول قيم معامل الخشونة لبعض السطوح.
تأثير خشونة سطح الارض على سرعات الرياح يبين الشكل أنه كلما إزدادت خشونة السطح كلما إزداد تأثيرها على تخفيض سرعات الرياح.
الاستقرار الجوى 1- فى حالة الاستقرار تتذبب السيارة حول نقطة ثم تستقر 2- فى حالة التعادل تتحرك السيارة طالما تواجدت قوة الدفع و تقف فور زوال القوة الخارجية 3- فى حالة عدم الاستقرار تستمر الحركة تتحرك السيارة بمجرد دفعة صغيرة نتيجة طاقة وضعها
درجات الاستقرار/عدم الاستقرار - جدول يبين العلاقة بين العوامل الجوية و درجات الاستقرار و عدم الاستقرار الجوى - تمثل الدرجة A أعلى درجات عدم الاستقرار – و الدرجة D تعبر عن حالة التعادل – و الدرجة F أعلى درجات الاستقرار الجوى
الانعكاس الحرارى (تابع) معدل الانخفاض الحرارى الاديابتيك هو معدل إنخفاض الحرارة صعودا إلى أعلى (حيث ينخفض الضغط الجوى تدريجيا) دون تبادل للطاقة مع الجو المحيط وهو يساوى 10 درجات مئوية لكل كيلومتر حينما تنعكس هذه الخاصية فى حالات تبريد الارض ( ليلا) فان هذا يسمى إنعكاس حرارى الانعكاس الحرارى يعد من أهم عوامل الاستقرار الجوى حيث تقل كثافة الهواء بشكل حاد كلما إرتفعنا عن سطح الارض مما ينتج عنه عودة كتلة الهواء مرة أخرى.
أنواع الانعكاس الحرارى قد يبدأ الانعكاس الحرارى من سطح الارض أو يبدأ الانعكاس الحرارى عند مستوى مرتفع عن الارض يرجع ذلك إلى سبب ظهور الانعكاس الحرارى
كيف يعمل الانعكاس الحرارى يعمل الانعكاس الحرارى على حبس الملوثات و عدم انتشارها رأسيا مما يؤدى إلى تراكمها بمرور الوقت و زيادة التركيزات مما قد يسبب أزمات التلوث الحادة
أسباب الانعكاس الحرارى - التغير اليومى لحرارة سطح الارض • وقت الظهيرة تصل الحرارة عند سطح الارض إلى 30 درجة مئوية • و فى المساء تبرد الارض و يصل أثر التبريد إلى إرتفاع 50 متر فيحدث الانعكاس الحرارى
أسباب الانعكاس الحرارى - الهواء الهابط فى حالة وجود المرتفعات الجوية فإنه ينتج عنه هبوطا فى الهواء يؤدى إلى تسخين الهواء الهابط فتنتج طبقة من الهواء أشد سخونة مما تحتها
أسباب الانعكاس الحرارى - الجبهات الباردة عند دخول هواء بارد إلى منطقة هواء ساخن فإن الهواء الساخن يرتقى الهواء البارد و تتكون وضعية الانعكاس الحرارى
أسباب الانعكاس الحرارى - إنتقال هواء ساخن فى حالة إنتقال هواء ساخن إلى منطقة هواء بارد فإن الساخن يرتقى البارد و يحدث الانعكاس الحرارى
الاستقرار و شكل عمود الدخان يصاحب هذا الشكل حالة عدم الاستقرار حيث تسيطر الحركة الدوامية وتعمل على تشتيت الملوثات.
الاستقرار و شكل عمود الدخان (تابع) يصاحب هذا الشكل حالة الاستقرار الذى يبدأ من سطح الارض
الاستقرار و شكل عمود الدخان (تابع) يصاحب هذا الشكل حالة التعادل أو المستقر إستقرارا بسيطا
الاستقرار و شكل عمود الدخان (تابع) يصاحب هذا الشكل حالة وجود طبقة من عدم الاستقرار فوق طبقة الانقلاب الحرارى حيث تخرج الملوثات فوق طبقة الانقلاب الحرارى
الاستقرار وشكل عمود الدخان (تابع) يصاحب هذا الشكل حالة وجود طبقة انقلاب الحرارى فوق طبقة تتميز بالتعادل حيث تخرج الملوثات تحت طبقة الانقلاب الحرارى
