1. Τοπικοί άνεµοι και ατµοσφαιρική ρύπανση Όπως είναι γνωστό, οι ρύποι µιας καπνοδόχου αποµακρύνονται ακολουθώντας υποχρεωτικά την κατεύθυνση πνοής του ανέµου. Η ταχύτητα του ανέµου δεν είναι σταθερή. Παρουσιάζει ακανόνιστη ακολουθία από φυσήµατα και εφησυχασµούς, ενώ παράλληλα η διεύθυνση του παρουσιάζει ακανόνιστες διακυµάνσεις. Τα ίδια φαινόµενα παρατηρούνται και κατά την κατακόρυφη έννοια. Το ανώµαλο έδαφος, τα κτίρια, τα δέντρα, οι φράχτες και η χλόη σε συνδυασµό µε την ατµοσφαιρική αστάθεια εξαναγκάζουν τον αέρα να ακολουθεί στροβιλοειδείς αναταρακτικές κινήσεις. Ανάλογα µε το µέγεθος των στροβιλισµών προκαλείται διάχυση ή µεταφορά των ρύπων. Η συγκέντρωση των ρύπων είναι αντιστρόφως ανάλογη της κυβικής ρίζας της ταχύτητας του ανέµου.
Ταχύτητα m/s 0-1,9 2-3,9 4-5,9 6-7,9 8-9,9 Συγκέντρωση (ppm) 0,55 0,39 0,30 0,26 0,25
3. Επιπτώσεις της άπνοιας Οι άπνοιες ή οι ασθενείς άνεµοι ευνοούν τη συγκέντρωση των ρύπων, ιδιαίτερα όταν συνοδεύονται από ατµοσφαιρική ευστάθεια. Στις περιπτώσεις αυτές υπάρχει απουσία οριζόντιας βαροβαθµίδας µε αποτέλεσµα την εµφάνιση τοπικών συστηµάτων ανέµου σαν αυτά που περιγράψαµε. Τα τοπικά συστήµατα χαρακτηρίζονται από µικρές ταχύτητες αέρα, από κλειστή κυκλοφορία και αντιστροφή του κύκλου σε 24ωρη βάση. Οι συνθήκες αυτές δεν επιτρέπουν την αποµάκρυνση των ρύπων, αφού στην ουσία υπάρχει µια παλινδρόµηση του µολυσµένου αέρα.
4.. Θαλάσσια αύρα και κατανοµή των ρύπων Στις θαλάσσιες αύρες ο αέρας εισχωρεί αρκετά χιλιόµετρα στην ενδοχώρα, πριν ανυψωθεί και επιστρέψει προς τη θάλασσα. Εάν ο γενικός άνεµος, υψηλότερα, κατευθύνεται προς τη θάλασσα, δηµιουργεί µια περιοχή στασιµότητας, ενισχύει τον κλειστό δακτύλιο της κυκλοφορίας του αέρα και ευνοεί τη συγκέντρωση των ρύπων. Η ύπαρξη πηγών εκποµπής ρύπων στην περιοχή προκαλεί έντονη συγκέντρωση ρύπων, στα σηµεία όπου συγκλίνουν τα αέρια ρεύµατα, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήµα, όπου ο αέρας επάνω από την ξηρά ανυψώνεται και αποτρέπει τη συγκέντρωση ρύπων κοντά στην επιφάνεια του εδάφους. Αντίθετα προκαλεί συγκέντρωση ρύπων σε µεγαλύτερα ύψη (θόλωση). Επάνω από τη θάλασσα τα καθοδικά ρεύµατα προκαλούν επιφανειακή συγκέντρωση ρύπων που στη συνέχεια θα οδηγηθούν στη στεριά. Τη νύχτα η απόγεια αύρα θα αντιστρέψει τη ροή των ρύπων.
5. Θαλάσσια αύρα και διασπορά ρύπων
6.. Αύρα υπαίθρου Αντίστοιχες συνθήκες παρατηρούνται επάνω από τις πόλεις µε την επικράτηση αντικυκλωνικών συνθηκών. Η θερµή αστική νησίδα δηµιουργεί, επάνω από µια πόλη, ένα θερµικό κλειστό αυτοσυντηρούµενο σύστηµα ανέµων, που είναι πολύ επικίνδυνο. Επιφανειακά ρεύµατα από τις παρυφές συγκλίνουν προς το θερµικό κέντρο. Ο αέρας ανυψώνεται, αποκλίνει προς τα έξω και καθιζάνει στις παρυφές κλείνοντας το δακτύλιο κυκλοφορίας. Με αποτέλεσµα την παγίδευση των ρύπων που δηµιουργούνται µέσα στο αστικό περιβάλλον, καθώς και αυτών που προέρχονται από τις παρακείµενες βιοµηχανίες.
7. Αύρα υπαίθρου
8.. Τοπογραφία και διασπορά Το ανάγλυφο διαµορφώνει τα πεδία ροής. Οι ορεινές εξάρσεις και οι κοιλάδες παίζουν σηµαντικό ρόλο στο βαθµό της ρύπανσης µιας περιοχής. Η παρεµβολή ενός λόφου στην πορεία µιας ριπιδοειδούς δέσµης ρύπων θα εξαναγκάσει τους ρύπους να έλθουν σε επαφή µε τις πλαγιές του λόφου. Το ίδιο ακριβώς µπορεί να συµβεί και κατά τη νύχτα αν η ριπιδοειδής δέσµη κάτω από συνθήκες ευστάθειας της ατµόσφαιρας- συναντήσει το αστικό θερµικό λοφίο µια πόλης. Οι ρυπαντές στην περίπτωση αυτή θα αυξήσουν σηµαντικά το ρυπαντικό φορτίο της πόλης αυτής, όπως φαίνεται στο σχετικό σχήµα.
9. Ρύπανση πόλης µε συνθήκες ευστάθειας
10.. Τοπογραφία και διασπορά (συνέχεια) Αν η ορεινή έξαρση ή η κοιλάδα βρίσκεται προς την πλευρά της πόλης από όπου έχουµε τη µεγαλύτερη συχνότητα των ανέµων, τα εµπόδια αυτά ασκούν ευεργετικό ρόλο απορρύπανσης. Το ανάγλυφο στις περιπτώσεις αυτές αυξάνει την ταχύτητα των ανέµων, σύµφωνα µε τα γνωστά από τη φυσική για πύκνωση των ρευµατογραµµών (φαινόµενο Bernoulli). Μια τέτοια συνθήκη αποτελεί ο Βαρδάρης, όπου ο άνεµος που έρχεται από τα Β καναλίζεται στην κοιλάδα του Αξιού και εξέρχεται µε µεγάλες ταχύτητες, απορρυπαίνοντας την πόλη. Το ίδιο φαινόµενο παρατηρείται και όταν ο άνεµος υπερπηδά ορεινούς φραγµούς.
11.. Κοιλάδες και ρύποι Αν οι ρυπογόνοι πηγές βρίσκονται στη βάση της κοιλάδας, η µορφολογία ενεργεί αυξητικά στη ρύπανση. Όταν δεν υπάρχει ευστάθεια στην ατµόσφαιρα (αναστροφές κ.λ.π) οι ρύποι ανέρχονται ψηλά και αποµακρύνονται από τους γενικούς ανέµους. Αν υπάρχει αναστροφή της θερµοκρασίας οι ρύποι εγκλωβίζονται από το στρώµα της αναστροφής και παγιδεύονται µέσα στην κοιλάδα. Στη συνέχεια όλη η διαδικασία µεταφοράς των ρύπων ακολουθεί τους ανέµους που αναπτύσσονται µέσα στην κοιλάδα ηµέρα ή νύχτα.
12. Η κίνηση των ρύπων χωρίς αναστροφή της θερµοκρασίας (άνω) και µε αναστροφή (κάτω) µέσα σε µια κοιλάδα
13. Παγίδευση των ρύπων µέσα στο στρώµα της αναστροφής
14. Η διάχυση των ρύπων σε ασταθή αέρα (αριστερά) και ευσταθή αέρα (δεξιά)
15. Θερµική αστάθεια και διάχυση ρύπων (αριστερά), ψυχρή εισβολή (δεξιά)