ЭКиП № 8. ЭКОЛОГИЯ БОЛЬШИХ ГОРОДОВ

Большими городами в России принято называть города с населением, превышающим 1 млн жителей. Сейчас их в России насчитывается уже полтора десятка, а точнее — 16. Кроме Москвы и Санкт-Петербурга, количество жителей в остальных подобных городах находится в интервале от 1 до 1,5 млн человек. В таких крупных городах проживает сейчас каждый четвертый гражданин России, при этом никто не задумывается о том, какой объем ресурсов потребляют эти агломерации и какое воздействие на климат они могут оказывать. Приведем некоторые цифры, типичные для города с населением около 1 млн человек (например, гг. Омск, Красноярск, Самара). Каждый из таких административных центров потребляет от 4 до 6 млн т/год различных видов топлива — угля, природного газа, жидких энергоносителей. Таким образом, на одного жителя в год необходимо израсходовать до 6 т горючего. За счет сжигания этих топлив в атмосферу данных городов попадает до 400 тыс. т/год различных загрязнителей — SО2, NOx, оксид углерода, мелкодисперсная пыль и твердые продукты неполного сгорания угля. Расходуя воду, мы не осознаем, что жизнедеятельность только одного города-миллионника приводит к образованию сточных вод в объеме до 200 млн м3/год. Это сопоставимо со стоком реки среднего размера в зимнее время года.

Каждый день жизнь типичного городского жителя влечет за собой появление 1–2 кг твердых коммунальных отходов. К этому относится и мусор, который мы сбрасываем в мусорные контейнеры, и отходы деятельности обслуживающих нас организаций (магазины, рестораны, больницы). Казалось бы, это не слишком много, но за год в городе-миллионнике накапливается до 1 млн т таких отходов! Единственный способ избавиться от этого мусора на улицах — вывезти его на свалки. Таких свалок в России сейчас насчитывается уже 11 тыс., и накопились на них уже десятки миллиардов тонн твердых отходов. Нас спасают только огромные территории — есть куда сваливать порожденный нами мусор. Пока попытки создать в нашей стране перерабатывающую мусор отрасль остаются на уровне намерений и, в лучшем случае, планов.

Все перечисленные выше характеристики жизнедеятельности мало задевают жителей больших городов. По крайней мере, пока службы, ответственные за тепло, водоснабжение, вывоз мусора, функционируют без сбоев и аварий. Но есть явления, неизбежно присущие крупным городам и затрагтвающие каждого из нас. Любой город напоминает тепловой аккумулятор — в течение дня он накапливает энергию, чтобы постепенно отдавать ее ночью. В результате нагрева воздуха между асфальтом улиц и бетонными стенами домов возникает уникальное метеорологическое явление — городской "остров тепла". Например, разница температур между центром Москвы и ее пригородами в вечернее и ночное время может достигать 10–15 °С! Причины такого явления разнообразны. Это и наличие в городах множества объектов из теплоемких материалов, и особенности городской застройки, когда высотные дома интенсивно облучаются солнечным светом за счет его многократного отражения. Кроме того, многоэтажные здания препятствуют сильным ветрам, поэтому снижается интенсивность перемешивания воздушных слоев и образуются зоны с перегретым воздухом. Свой вклад в городской "остров тепла" вносят автомобили, кондиционеры, промышленные предприятия. В больших городах их количество на 1 км2 во много раз больше, чем в сельской местности.

К чему же может приводить возникновение городского теплового острова? Прежде всего, значимо изменяется местная метеорология. В центре большого города понижается атмосферное давление, вследствие чего происходит фильтрация более влажного воздуха из сельских окрестностей, что, в свою очередь, способствует образованию облаков и росту количества осадков. Поэтому в крупных центрах количество солнечных дней меньше чем в окрестностях. В отдельных больших городах количество осадков оказывается на 50 % выше, чем в окружающей сельской местности. Сейчас доказано, что города меняют климат на территории в 2–3 раза больше, чем их собственная площадь. Рост количества "миллионников" будет влиять и на глобальный климат.

Как же можно снижать величину таких "островов тепла"? По оценкам, примерно поровну за рост тепла отвечают: а) темные крыши городской застройки; б) темные покрытия городской территории и уменьшение присутствия растительности. Например, крыша, изготовленная из светоотражающего материала, отражает до 70 % солнечного излучения, а асфальтовое покрытие способно отразить не более 25 % солнечной радиации. Использование светлого бетона также доказало свою эффективность в отражении солнечного света. Этот показатель у последнего на 50 % больше, чем у асфальта. Проведенные исследования говорят и о том, что посадка одного лиственного дерева на каждого жителя большого города позволяет снизить максимальную температуру в городе на 2–3 °С! Например, в Москве за последние 10 лет высажено более 6,5 млн деревьев лиственных пород. Более глобальный способ решения проблемы "островов тепла" — планировка городских территорий. Обилие широких проспектов облегчает циркуляцию воздуха и понижает максимальные городские температуры.

Какой же вывод можно сделать из всего изложенного? Условия планирования больших городов должны быть гораздо более жесткими, чем в сельской местности. При строительстве городских районов многоэтажных зданий необходим не только учет архитектурных требований, но и расчет возможных метеорологических последствий. Пожалуй, эта задача более близкая и понятная, чем борьба с глобальным потеплением!

А.С. Носков

Руководитель научного направления

"Промышленный катализ",

ФИЦ "Институт катализа

им. Г.К. Борескова СО РАН",

член-корр. РАН, главный редактор

журнала ЭКиП