Труды ГГО вып.543 "Мониторинг загрязнения атмосферы в городах". Под ред. канд.физ.-мат. наук А.С.Зайцева
Л. Гидрометеоиздат 1991г.-44-51с.





Окись и двуокись азота играют важную роль в фотохимических прцессах, протекающих в атмосфере. Антропогенные выбросы окислов азота, как известно, связаны со сгоранием органического топлива. Они оцениваются в пересчете на двуокись азота, которая в основном образуется в атмосфере в результате окисления окиси азота. Непрерывное увеличение потребления топлива сопрвождается во всем мире возрастанием выбросов и соответственно уровней загрязнения воздуха окислами азота, что вызывает особую тревогу в связи с влиянием окислов азота на здоровье людей, с окислением почв, вод и гибелью лесов.
Первые результаты измерений содержания окиси и двуокиси азота показали, что концентрации этих веществ в атмосфере в среднем примерно равны, однако изменяются они в довольно широких пределах. В данной статье рассмотрены результаты исследований изменчивости концентраций окислов азота в атмосфере под влиянием метеорологических условий.
Для выполнения работ были использованы результаты измерений концентраций окиси и двуокиси азота в 1985г., проведенных на сети ОГСНКА в Алма-Ате, Алмалыке, Ангрене, Ашхабаде и Ташкенте, т.е. в районе со сложными климатическими условиями. Выбранный район характеризуется высокой интенсивностью солнечной радиации, что создает особенно благоприятные условия для фотохимических реакций перехода NO и NO2.
В процессе проведения данной работы исследована связь между концентрациями окиси и двуокиси азота, а также связь их с концентрациями озона. Во всех городах отмечается тесная корреляция между содержанием в атмосфере NO и NO2 в один и тот же срок. Значения коэффициентов корреляции составили в Чирчике0,5-0,6, в Алма-Ате, Алмалыке, Ангрене 0,4-0,5. Столь высокая корреляция показывает, что в условиях Средней Азии наблюдается высокая скорость протекания фотохимических процессов и перехода NO и NO2. Для Ташкента коэффициенты корреляции были рассчитаны отдельно для зимы и лета, причем оказалось, чо зимой корреляция несколько выше, чем летом. Это обусловлено тем, что летом большее влияние на изменение концентраций примесей оказывает интенсивность солнечной радиации. В суточном ходе максимум корреляции между концентрациями NO и NO2 наблюдается ночью (24 ч), когда приток окиси азота от антропогенных источников снижается и между концентрациями примесей наступает состояние, близкое к равновесному. Следует отметить сходность изменений в суточном ходе коэффициентов коррелляции в Алмалыке и Ангрене, расположенных близко друг от друга в сходных климатических условиях. 
Анализ суточных изменений концентраций примесей в Ташкенте показывает, что зимой, когда создаются условия для накопления примесей в атмосфере, в концентрации NO и NO2 во все сроки выше, чем летом. Изменения концентраций в суточном ходе сравнительно невелики. Отмечается лишь небольшой рост концентраций примесей в дневное время. Летом концентрации окиси азота от ночного минимума резко увеличиваются к максимуму в 12 ч вследствие роста днем выбросов от промышленных предприятий и транспорта. В дневное время также увеличиваются концентрации двуокиси азота. Данные измерений концентрации озона (в 10 и15 ч) указывают на ее увеличение в дневное время (с 10 до 15 ч), по крайней мере, в 1,5 раза. Это позволяет предполагать, что в это же время происходит переход окиси азота в двуокись, обусловленный фотохимическими процессами, снижение концентраций окиси азота и увеличение содержания двуокиси азота в атмосфере, которое к сожалению, не фиксируется измерениями в стандартные сроки наблюдений. 
Особый интерес представляет исследование влияния переноса первичного продукта выбросов (NO) из района выбросов на значительные расстояния в другие районы с образованием двуокиси азота. Для исследования были использованы результаты наблюдений за концентрациями примесей в двух парах городов (Ташкент и Чирчик, Алмалык и Ангрен) расположенных на расстоянии 50-60 км друг от друга. При этом выделены периоды, когда ветер был направлен от одного исследуемого города к другому. 
Сравнительно невысокая концентрация окислов азота в атмосфере Ташкента при значительных выбросах позволяет предположить, что NO переносится на значительные расстояния, преобразуясь по пути перноса в NO2. При скорости ветра 3 м/с воздушная масса проходит расстояние из Ташкента до Чирчика примерно за 6 ч. За такое же время происходит перенос загрязняющих веществ от Ангренской ТЭЦ в Алмалык. Сильно загрязненный днем атмосферный воздух Ташкента попадает в Чирчик в вечернее время. Этим объясняется высокий коэффициент корреляции (r=0,5) между концентрацией NO днем в Ташкенте, концентрацией NO2 в Чирчике в вечерний срок и отсутствие связи между концентрациями NO в 7 ч и NO2 вечером в Чирчике.
Интенсивность солнечной радиации Q в значительной мере влияет на содержание окислов азота в атмосферном воздухе, особенно в южных районах. Зависимость между отношением концентраций NO/NO2 наблюдается в зимний период, когда интенсивность солнечной радиации отчетливо прослеживается в годовом ходе. Максимум отношения NO/NO2 наблюдается в зимний период, когда интенсивность солнечной радиации невысокая и скорость реакции перехода окиси азота в двуокись замедляется. Летом с увеличением солнечной радиации скорость реакции перехода NO и NO2 увеличивается, и наблюдается минимум отношения NO/NO2. 
Для выявления влияния Q на средние за год концентрации примеси выбраны города, характеризующиеся примерно одинаковым уровнем промышленного развития, но расположенные в разных географических районах. Суммарные выбросы окислов азота в них в основном составляют 5-12 тыс.т в год. Города подразделены на три группы и в каждой группе расположены вдоль одного меридиана на разных широтах. Изменение средних по широтам концентраций двуокиси азота в значительной степени повторяет изменения суммарной солнечной радиации.
Не менее важную роль в формировании уровня загрязнения играют осадки.
Вклад рассматриваемых параметров в формирование загрязнения в городах может достигать 50 %. Это свидетельствует о необходимости учета в потенциале загрязнения атмосферы не только характеристики рассеивающей спобности атмосферы, но и характеристики интенсивности солнечной радиации и годовой суммы осадков.
Анализ изменений концентрации окиси и двуокиси азота в приземном слое воздуха городов позволяет сделать следующие выводы.
1. Максимум концентрации двуокиси азота может наблюдаться в 15-17 ч. Хотя он превышает среднюю концентрацию NO2 в 12 ч не более чем на 10-15 %, в отдельные дни это превышение может быть существенным. Поэтому в крупных южных городах требуется организовывать непрерывные измерения в течение суток концентрации окислов азота. 
2. Крупные города оказывают влияние на уровень загрязнения воздуха городов и поселков в радиусе 60 км. При ветре со стороны крупных источников выбросов вклад в уровень загрязнения атмосферы оказывается соизмеримым и даже может превышать уровень загрязнения, создаваемого местными источниками. 
3. Интенсивная солнечная радиация, характерная особенно для южных районов, способствует переходу всей окиси азота в двуокись азота, определяя более высокие средние концентрации примесей, чем в более северных широтах. Следовательно, при размещении промышленных предрприятий в южных районах следует учитывать доплнительную поправку в ПЗА, обусловленную большой интенсивностью солнечной радиации и малым количеством выпадающих осадков.