3.3.1. Радиационный фон — природный и техногенный
3.3.1. Радиационный фон — естественный и техногенное
Вся наша планета, в том числе и вся живая природа, населяющая ее, постоянно подвергаются воздействию так называемого естественного (природного) и техногенного радиационного фона, что обусловлено явлением радиоактивности.
Установлено, что радиационный фон Земли формируется под воздействием трех основных компонентов: космического излучения; излучения рассеянных в земной коре, воздухе и других объектах нашей среды природных радионуклидов; излучения искусственных (техногенных) радионуклидов.
Космическому внешнему облучению подвергается вся поверхность Земли. Космическая радиация складывается из частиц, захваченных магнитным полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного излучения Солнца. В его состав входят в основном α -частицы, протоны и электроны. Это так называемое первичное космическое излучение, которое, взаимодействуя с атмосферой Земли, порождает вторичное излучение.
В результате ядерных реакций, происходящих в атмосфере (а частично и в литосфере) под влиянием космических лучей, могут образовываться космогенные радионуклиды. Например:
n + 14N → 3H + 12C, p + 14N → n + 14C.
В формирование дозы наибольший вклад вносят3H, 7Be, 14C и 22Na, которые поступают вместе с пищей в организм человека (табл. 3.2).
Таблица 3.2 Среднее годовое поступление космогенных радионуклидов в организм человека
|
Радионуклид |
Поступление, Бк/год |
Годовая эффективная доза, мкЗв |
|
3H |
250 |
0,004 |
|
7Ве |
50 |
|
|
14C |
20000 |
12 |
|
22Na |
50 |
0,15 |
По имеющимся оценкам, взрослый человек потребляет с пищей около 95 кг углерода в год при средней активности на единицу массы углерода 230 Бк/кг, что в пересчете на суммарный вклад космогенных радионуклидов в индивидуальную дозу составляет около 15 мкЗв/год.
Природный радиационный фон формируется главным образом за счет рассеянных в земной коре, воздухе и воде природных радионуклидов и космического излучения. В большинстве стран радиационный природный фон в среднем варьирует в диапазоне 8–9 мкР/ч, иногда превышая средние величины на 10–20 мкР/ч. Этот разброс значений от всех природных источников ионизирующего излучения обуславливает формирование годовой ЭЭД облучения в 2000–2500 мкЗв/год. При этом величина природного радиационного фона в большинстве районов была относительно постоянна на протяжении многих тысяч, а иногда и миллионов лет.
Однако на планете также существуют районы с относительно высоким уровнем радиационного фона, где его величина отличается от средней в 100–200 и даже более чем в 1000 раз. Например, штат Керала в Индии, отдельные участки Украинского кристаллического щита и др. Эти районы, как правило, характеризуются либо неглубоким залеганием урановых или ториевых руд, либо являются зонами выхода на поверхность водных радоновых источников.
Над поверхностью морей и океанов средний радиационный фон уменьшается более чем вдвое по сравнению с поверхностью суши за счет экранирующих свойств слоя воды.
В организме человека постоянно присутствуют природные радионуклиды, изначально содержащиеся в земной коре, воздухе и воде и поступающие через органы дыхания и пищеварения. Наибольший вклад в формирование дозы внутреннего облучения вносят
Средняя доза внутреннего облучения за счет этих природных радионуклидов составляет около 1,35 мЗв/год. Наибольший вклад в формирование естественного фона облучения наземных живых организмов (до 30–60%) дает не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ радон и продукты его распада. В организм человека он поступает при дыхании и вызывает облучение слизистых тканей легких. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в приземном слое воздуха существенно различается в различных точках земного шара.
Таблица 3.3 Вклад в формирование среднегодовой эффективной эквивалентной дозы внутреннего облучения некоторых природных радионуклидов
|
Радионуклид (тип излучения) |
Период полураспада |
Среднегодовая ЭЭД, мкЗв |
|
40К (g) |
1,4·109 лет |
180 |
|
87Rb (g) |
4,8·1010 лет |
6 |
|
210Po (a) |
160 сут. |
130 |
|
220Rn (a) |
54 с |
170–220 |
|
222Rn (a) |
3,8 сут. |
800–1000 |
|
226Ra (a) |
1600 лет |
13 |
Если человек находится в помещении, его доза внешнего облучения изменяется под действием двух противоположно действующих факторов: экранирования внешнего излучения зданием; облучения за счет естественных радионуклидов, находящихся в материалах, из которых построено здание.
В зависимости от концентрации изотопов 4 0 К, 22 6 Ra и 2 2 Th в различных строительных материалах мощность дозы в помещениях изменяется от 4·10 — 8 до 12·10 — 8 Гр/ч. В среднем в кирпичных, каменных и бетонных зданиях мощность дозы в 2–3 раза выше, чем в деревянных. Доля домов, внутри которых концентрация радона и продуктов его распада варьируется от 10 3 до 10 4 Бк/см 3, составляет от 0,01 до 0,1% в различных странах. Это означает, что значительное число людей подвергаются заметному облучению из-за высокой концентрации радона внутри домов, где они живут.
Техногенное излучение. Начиная с 50-х годов ХХ в. радиационный фон заметно повысился из-за воздействия множества техногенных источников радиоактивности (в среднем до 10–15 мкР/ч). Эту прибавку обусловили:
- испытания и применение ядерного оружия;
- выделение радионуклидов при сгорании органического топлива;
- перераспределение извлекаемых из недр минералов, содержащих радиоактивные вещества;
- выбросы и сбросы АЭС и предприятий ядерно-топливного цикла, в том числе при авариях;
- техногенные источники проникающей радиации (энергетические и исследовательские ядерные установки, медицинская диагностическая и терапевтическая рентгеновская аппаратура, радиационная дефектоскопия, источники сигнальной индикации и т.
п.).
п.).В настоящее время известны свыше 900 радионуклидов, полученных искусственным путем в результате различных ядерных реакций. Например, при ядерных взрывах и в управляемой цепной реакции деления образуются около 250 различных изотопов (из них 225 радиоактивных), являющихся продуктами деления ядер тяжелых элементов.
Кроме того, при делении ядер возникают трансурановые радионуклиды, образующиеся при последовательном поглощении нейтронов тяжелыми ядрами без их деления. К таким радионуклидам относятся изотопы плутония, америция и др., которые являются α -излучателями.
К искусственным радионуклидам с особо высокой токсичностью относятся 21 Pb, 226 Ra, 227 Ac, 228 , 230, 232 Th. Группа радионуклидов с высокой радиотоксичностью включает 90 Sr, 106 Ru, 131 I, 144 Се и др. К группе радионуклидов, обладающих средней радиотоксичностью, относятся 22 Na, 89 Sr, 137 Cs, 59 Fe, 65 Zn, 140 Ba и др.
За последние 60 лет человек научился использовать атомную энергию в самых разных целях: в медицине, для создания атомного оружия, производства энергии, поиска полезных ископаемых.
Все это приводит к увеличению дозы облучения, получаемой как отдельными людьми, так и населением в целом. Часто облучение за счет источников, созданных человеком, оказывается в тысячи раз интенсивнее, чем от природных источников (табл. 3.4).
Таблица 3.4 Среднегодовые дозы, получаемые от естественного радиационного фона и различных искусственных источников излучения
|
Источник излучения |
Доза, мбэр/год |
|
Природный радиационный фон |
200 |
|
Стройматериалы |
140 |
|
Медицинские исследования |
140 |
|
Бытовые предметы |
4 |
|
Ядерные испытания |
2,5 |
|
Полеты в самолетах |
0,5 |
|
Атомная энергетика |
0,3 |
|
Телевизоры и мониторы ЭВМ |
0,1 |
|
Общая доза* |
500 |
В процессе жизнедеятельности незначительные дозы облучения люди также получают: от рентгеновских аппаратов для проверки багажа пассажиров в аэропортах; каменных украшений и др.
Существует огромное количество общеупотребительных предметов, являющихся источниками облучения: часы со светящимся циферблатом, при изготовлении которых используют радий; радиоактивные изотопы, применяемые в светящихся устройствах: указателях входа-выхода, в компасах, телефонных дисках, прицелах, в дросселях флуоресцентных светильников и других электроприборах; детекторы дыма, в которых используются радионуклиды – α -излучатели; специальные оптические линзы с примесями тория и др.
Приведенные данные свидетельствуют, что вклад ядерной энергетики в облучение населения в сравнении с другими техногенными и природными источниками радиоактивности незначителен и сопоставим с воздействиями от полетов на самолете или работы с компьютером.
%d0%ba%d1%80%d0%b0%d1%81%d0%b8%d0%b2%d1%8b%d0%b9 %d0%bf%d1%80%d0%b8%d1%80%d0%be%d0%b4%d0%bd%d1%8b%d0%b9 %d1%84%d0%be%d0%bd PNG, векторы, PSD и пнг для бесплатной загрузки
Мемфис дизайн геометрические фигуры узоры мода 80 90 х годов
4167*4167
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
схема бд электронный компонент технологии принципиальная схема технологическая линия
2000*2000
аудиокассета изолированные вектор старая музыка ретро плеер ретро музыка аудиокассета 80 х пустой микс
5000*5000
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
Мемфис шаблон 80 х 90 х годов стилей фона векторные иллюстрации
4167*4167
green environmental protection pattern garbage can be recycled green clean
2000*2000
80 основных форм силуэта
5000*5000
три группы 3d реалистичное декоративное яйцо с золотым цветом на гнезде bd с золотым всплеском текстовый баннер
5000*5000
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
be careful to slip fall warning sign carefully
2500*2775
80 летний юбилей дизайн шаблона векторные иллюстрации
4083*4083
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
дизайн плаката премьера фильма кино с белым вектором экрана ба
1200*1200
blue series frame color can be changed text box streamer
1024*1369
Мемфис бесшовные модели 80 х 90 х стилей
4167*4167
пентаграмма наклейки 80 х мультик звезд мультика стикер
2003*2003
мемфис бесшовной схеме 80s 90 все стили
4167*4167
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
число 80
2000*2000
3d Изометрические номера 76 80
1200*1200
Минимализм Супер Продажа до 80 ramadan label
2000*2000
ретро стиль 80 х годов диско дизайн неон плакат
5556*5556
Шаблон элементов инфографики 81
1200*1200
3d визуализация текста 80 процентов от большой продажи
1200*1200
80 е брызги краски дизайн текста
1200*1200
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
скейтборд в неоновых цветах 80 х
1200*1200
ba угол звезда голографическая радуга лазерная наклейка
1200*1200
al ba ith 99 ИМЯ АЛЛАХ
1200*1200
чат комментарий образование синий значок на абстрактных облако сообщение
5556*5556
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
prohibited use mobile phone illustration can not be used
2048*2048
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
Мемфис шаблон 80 х 90 х годов на белом фоне векторная иллюстрация
4167*4167
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
поп арт 80 х патч стикер
2292*2293
поп арт 80 х патч стикер
3508*2480
ценю хорошо как плоская цвет значок векторная icon замечания
5556*5556
80 летие векторный дизайн шаблона иллюстрация
4167*4167
Персонаж из партии 80 х годов
1200*1200
милая ретро девушка 80 х 90 х годов
800*800
Ретро мода неоновый эффект 80 х тема художественное слово
1200*1200
logo design can be used for beauty cosmetics logo fashion
1024*1369
Ручная роспись борода ба zihu большая борода
1200*1200
Модный стиль ретро 80 х годов дискотека тема искусства слово
1200*1200
3d новый год хром 80 воссозданной космической сценыиспользуя 2 бесплатных коммерческих шрифташрифт callaghands 100% бесплатный жирный шрифт также 100% бесплатныйпочти полностью настраивается
1200*1200
Кассета для вечеринок в стиле ретро 80 х
1200*1200
буква bf фитнес логотип дизайн коллекции
3334*3334
Естественный природный фон на Таймыре смогут определить только ученые, погрузившись на 100 лет в прошлое
Новость о том, что «Норникель» инициирует большую экспедицию на Таймыр для изучения арктической экосистемы, появилась в середине июня и была принята научным сообществом с большим воодушевлением.
Во-первых, сама по себе экспедиция – предприятие сложное и в организационном, и в финансовом плане. Тем более в Арктике с ее климатом и расстояниями. А во-вторых, подобные экспедиции проводились здесь десятки лет назад и в меньших размерах.
Уникальность экспедиции в ее комплексности: в Норильск прилетели специалисты различных направлений — биологи и микробиологи, химики и геохимики, почвоведы, гидробиологи, ботаники, мерзлотоведы. Они отбирали пробы каждый по своему направлению, но в совокупности должна получиться полная и разносторонняя информация об экологии Таймыра. Причем и на сегодняшний день, и с погружением в историю.
В состав экспедиции вошли 35 участников из 14 институтов Сибирского отделения Российской академии наук – из Новосибирска, Томска, Красноярска, Якутска, Норильска, Барнаула. Людей подбирали не только по научному статусу, но и по физической форме, по психологическим характеристикам. Ведь им предстояло больше месяца прожить бок о бок в суровых полевых условиях.
Каждый день приносил участникам экспедиции новые события. Приятно поразила погода – теплая одежда почти не понадобилась. И столько впечатлений: ночевки в палатках, высокая кухня на костре, заполярные закаты и перелеты за тысячу километров. И главное – новый бесценный опыт.
От ручья Безымянного до Карского моря
За месяц полевой отряд отработал 35 зон интереса. Стартовая точка – ТЭЦ-3 возле Кайеркана, где в конце мая произошла утечка нефтепродуктов. Финальная – место впадения реки Пясины в Карское море. А между ними ручей Безымянный, река Амбарная, озеро Пясино и река Пясина. По карте это более тысячи километров.
Ученые поясняют: недостаточно отобрать пробы возле промышленного объекта, чтобы установить степень загрязнения. Нужно сравнить эти показатели естественным фоном в изначально чистых местах. Для этого сделали отборы воды в реках Тарея и Дудыпта, которые протекают за пределами Норильского промышленного района (НПР).
— Отбор проб – едва ли не самая важная часть, от которой зависит вся дальнейшая работа и качество исследований, — рассказывает руководитель полевого этапа БНЭ Николай Юркевич. — При отборе почвы нельзя пользоваться даже аэрозолями от насекомых, потому что все это очень быстро впитывается. Образцы почв не отбираются металлическими лопатами. И таких тонких моментов много. Существуют свои ГОСТы, мы пользуемся проверенными средствами измерений. Одни и те же параметры будут проводиться несколькими институтами. По части параметров у нас будут межлабораторные сравнения.
Всего за пять недель работы полевой отряд собрал около 1700 проб – вода, донные отложения, почва, керны, растения, зообентос. Около полутонны ценного груза уже отправили в лаборатории сибирских институтов.
Добавим, что компания «Норникель» обеспечила членов полевого отряда всем необходимым — быстро и надежно решала все организационные вопросы.
В частности, организовала катер для работы на озере Пясино и вертолет.
Назад в прошлое
— Один из основных вопросов, на которые должна ответить БНЭ, – это оценка фонового состояния. Важно понять, а что такое «нормальный фон загрязнения» для Норильского промышленного района в принципе, без привязок к предельно допустимым концентрациям (ПДК) и другим качественным показателя, — говорит Николай Юркевич.
НПР – район специфический. Для него характерны прямые выходы на поверхность горных пород с высокой концентрацией добываемых металлов. За счет выветривания, выщелачивания, вымывания с гор исторически стекает вся таблица Менделеева. Эти прямые выходы можно увидеть даже со спутника.
Выходит, что по тяжелым металлам и по микроэлементам территории свойственны определенные и естественные фоновые состояния. Иными словами, превышение ПДК здесь было всегда, до прихода сюда человека. Перед учеными стоит задача определить эти самые естественные фоновые состояния.
А для этого нужно уйти в прошлое к тому времени, когда началось промышленное освоение региона и разработка месторождения. То есть к 30-м годам прошлого века. Восстановить хронологию антропогенных загрязнений на Таймыре и помогут исследования донных отложений, полученных с озера Пясино.
Продолжение следует
Зампредседателя СО РАН Сергей Сверчков предупредил:
— Не стоит в ближайшие месяцы интересоваться у нас какими-либо промежуточными или предварительными результатами. Задача исследователей состоит в формировании целостной картины антропогенных изменений в природе Таймыра. Эта картина, в свою очередь, станет основой для научных рекомендаций по бережному природопользованию и послужит интересам многих субъектов, работающих в Арктике.
Комментарий эколога
Важность определения природных значений концентрации химических элементов отметил и красноярский эколог, исполнительный директор открытой экологической платформы «Российские Зеленые» Сергей Шахматов .
По его словам, природное превышение показателей содержания химических элементов является общемировой практикой.
— Природное превышение концентрации веществ различного типа встречается не только у нас на Севере, но и по всему миру. В частности, наибольшие концентрации всегда наблюдаются в местах залегания полезных пород и металлов – это было подтверждено с помощью независимых исследований. Делать выводы о нанесении ущерба без учета естественного превышения концентрации веществ весьма поспешно. Именно поэтому при анализе территории следует учесть все факторы, в том числе естественный фон, — отметил Сергей Шахматов.
Автор: Елена Серебровская
Фото предоставлены компанией «Норникель»
Природный радиационный фон. Приморский край.
В конце лета один из сотрудников «Экологии жизненного пространства» посетил национальный парк «Зов Тигра» в Приморском крае Российской Федерации, на территории которого были выполнены многочисленные измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения, или, проще говоря, измерения радиации.
Возникает правомерный вопрос, какие значения эквивалентной мощности гамма-изучения соответствуют природному фону? Для разных территорий природный фон может различаться. Для Москвы и Московской области фоновые значения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения — 0,13 мкЗв/ч
В данной заметке мы решили продемонстрировать, с каким уровнем радиации, т.е. с какими значениями эквивалентной дозы гамма-излучения, можно столкнуться на природной территории, расположенной далеко от любых видов человеческой деятельности, на примере некоторых измерений, проделанных в глубинах особо охраняемой природной территории национального парка «Зов Тигра» в дали от туристических троп.
Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения — 0,16 мкЗв/ч:
Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения на «курумах» — 0,41 мкЗв/ч:
Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения — 0,52 мкЗв/ч:
Вид на южные склоны крупнейшего в Приморском крае горного хребта Сихотэ-Алинь, среди которых более чем в 300-а км находится нац.
парк «Зов Тигра»:
Процесс геоботанического описания растительности высокогорий:
Смотрите также пример измерения радиации, мощности эквивалентной дозы-гамма излучения, в доме:
Природный фон — это… Что такое Природный фон?
- Природный фон
- Природный фон
-
(естественный ФОН)
физические, химические и иные показатели, характеризующие неизмененную человеком природную среду, отражающие уровень относительно постоянного (в пределах естественных многолетних отклонений) влияния того или иного природного фактора и позволяющие давать количественную оценку эффектам воздействия человека на окружающую среду и отдельные ее компоненты.
EdwART. Словарь экологических терминов и определений, 2010
.
- ПТК
- Продуктивность вторичная
Смотреть что такое «Природный фон» в других словарях:
природный фон — Показатели содержания веществ в воздухе или воде, отвечающие средним условиям, характерным для данной территории или акватории, которые определяются глобальными или макрорегиональными природными процессами. Syn.: фоновая концентрация; фоновый… … Словарь по географии
ФОН ПРИРОДНЫЙ — (франц. fond, от лат. fundus дно, основание), естественная концентрация или степень воздействия природных веществ или агентов на живые организмы. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии … Экологический словарь
ПРИРОДНЫЙ (естественный) ФОН — физические, химические и иные показатели, характеризующие неизмененную человеком природную среду, отражающие уровень относительно постоянного (в пределах естественных многолетних отклонений) влияния того или иного природного фактора и позволяющие … Экологический словарь
природный радиационный фон — Естественный уровень содержания радиоактивных веществ в окружающей среде … Словарь по географии
ФОН РАДИАЦИОННЫЙ — природный уровень ионизирующей радиации, определяемый интенсивностью космические излучения и содержанием радиоактивных изотопов в почве, воздухе и др.
объектах окружающей среды, безвредный для человека и остальных организмов. Экологический… … Экологический словарьФон ионизи́рующего излуче́ния — относительно постоянный уровень радиоактивного излучения, воздействующего на население или на объект исследования. Фон ионизирующего излучения естественный (син. Ф. ионизирующего излучения природный) Ф. излучения излучения, состоящий из… … Медицинская энциклопедия
фон ионизирующего излучения природный — см. Фон ионизирующего излучения естественный … Большой медицинский словарь
фон ионизирующего излучения естественный — (син. Ф. ионизирующего излучения природный) Ф. и. и., состоящий из космического излучения и излучения природных радиоактивных веществ в окружающей среде … Большой медицинский словарь
Бисмарк Отто фон — Отто фон Бисмарк Otto von Bismarck Портрет работы Франца фон Ленбаха. 1879 год … Википедия
Отто Эдуард Леопольд фон Бисмарк-Шенхаузен — Отто фон Бисмарк Otto von Bismarck Портрет работы Франца фон Ленбаха.
1879 год … Википедия
объектах окружающей среды, безвредный для человека и остальных организмов. Экологический… … Экологический словарь
1879 год … ВикипедияПриродный фон при проведении акустических испытаний самолетов на аэродроме базирования малой авиации Текст научной статьи по специальности «Физика»
Наука к Образование
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Сетевое научное издание
Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 07. С. 146-170.
Б01: 10.7463/0715.0782827
Представлена в редакцию: Исправлена:
© МГТУ им. Н.Э. Баумана
04.04.2015 16.06.2015
УДК 534.83+629.735.33
Природный фон при проведении акустических испытаний самолетов на аэродроме базирования малой авиации
Кажан В.
Г.1, Мошков П. А.1*, Самохин В. Ф.1
то бЫсо у8 9 @Ькш
1 Центральный аэрогидродинамический институт имени проф. Н.Е. Жуковского, Жуковский, Россия
В статье представлены результаты экспериментального исследования спектральных и интегральных характеристик природного акустического фона для заданной природно-климатической зоны. Разработана методика сбора данных о спектральном составе и процедура формирования банка статистических данных о спектральных и интегральных характеристиках природного акустического фона. Показано, на основе анализа модели Лайтхилла генерации звука низкоскоростным воздушным потоком и полученных экспериментальных данных, что в приземном слое атмосферы основным источником акустического излучения является «собственный» шум турбулентности, возникающей при взаимодействии ветра с конвективными потоками воздуха. Установлена зависимость интенсивности шума турбулентности от скорости ветра, от характера подстилающей поверхности и от разности дневной и минимальной ночной температур воздуха.
Ключевые слова: природный акустический фон, турбулентность атмосферы, фоновый шум
Введение
Широкое распространение в мире легкомоторной авиации, осуществляющей полеты на относительно малых высотах (200-2000 метров), и наличие международных и национальных норм, ограничивающих допустимые уровни шума на территории проживания или отдыха населения. Все эти факторы позволяют считать проблему шума на местности легких винтовых самолетов актуальной. Относительно низкие значения предельно-допустимых уровней шума (до 50-60 дБА в дневное время суток) на территории зон отдыха населения, установленные, в частности, российскими санитарными нормами [1], ставят задачу определения координат трассы полета самолета относительно населенного пункта, при которых уровни шума самолета не превысят предельно-допустимых значений.
Принимая во внимание, что уровни шума 50-60 дБА соответствуют уровням природного акустического фона при достаточно благоприятных метеоусловиях, является
важным определять положение трассы полета самолета относительно населенного пункта, при котором его уровни шума не будут выделяться из природного акустического фона.
В тоже время актуальной является проблема получения качественных экспериментальных данных об акустических характеристиках легких винтовых самолетов при проведении натурных испытаний на аэродроме базирования малой авиации. При проведении таких испытаний [2-4] очень важно, чтобы уровень полезного сигнала был существенно выше природного акустического фона.
В связи с вышеизложенным актуальным является формирование банка данных о спектральном составе акустического излучения атмосферы, соответствующего природному акустическому фону для различных климатических зон и природных рельефов местности, и об основных закономерностях формирования природного акустического фона в приземном слое атмосферы.
Целью настоящей работы является формирование экспериментального банка данных о спектральных и интегральных характеристиках природного акустического фона, характерного для равнинного рельефа поверхности земли в средних широтах Российской Федерации.
Общая характеристика приземного слоя турбулентной атмосферы
Приземный (пограничный) слой атмосферы — нижний, прилегающий к земной поверхности слой тропосферы толщиной 30-50 метров (иногда до 250 метров), свойства которого в значительной степени определяются близостью подстилающей поверхности. В приземном слое скорость ветра, температура и влажность воздуха особенно быстро меняются с высотой. Толщина пограничного слоя изменяется в достаточно широких пределах в зависимости от термической стратификации атмосферы, величины скорости ветра и шероховатости земной поверхности [5].
Пограничный слой характеризуется резким изменением метеорологических парамет-ров с высотой: вертикальные градиенты скорости ветра, температуры и влажности в по-граничном слое в десятки и сотни раз превышают соответствующие величины в вышеле-жащих слоях, но уменьшаются по абсолютной величине с увеличением высоты.
Скорость ветра с высотой обычно возрастает, направление его практически не изменяется [6]. Верх-няя граница пограничного слоя нередко совпадает с верхней границей инверсии темпера-туры.
Вследствие неравномерности распределения давления в атмосфере ее воздушные мас-сы перемещаются в горизонтальном направлении, вызывая ветер. Скорость ветра и его направление непрерывно изменяются. Средние значения скорости ветра в приземном слое атмосферы (до 250 метров) составляют 5-10 м/с.
Перемещение воздуха в атмосфере носит турбулентный характер. Одним из источни-ков возникновения турбулентности является различие скоростей ветра в смежных слоях. Особенно велика турбулентность в нижних слоях тропосферы: в
приземном слое высотой 50-100 м и в слое трения, простирающемся до высоты 1000-1500 м.
Кроме горизонтальных перемещений воздушных масс, в атмосфере присутствуют и вертикальные перемещения.
Скорости вертикальных перемещений значительно ниже горизонтальных. В обычных условиях вертикальные перемещения измеряются в сантиметрах в секунду. Развитие этих перемещений связано с наличием архимедовой (или гидростатической) силы. Воздух, более теплый у земной поверхности и, следовательно, менее плотный, чем окружающая среда, перемещается вверх, а более холодный опускается на его место.
Вертикальные перемещения воздуха называются конвекцией. При слабом развитии конвекция носит беспорядочный турбулентный характер. При развитой конвекции над отдельными участками разогретой земной поверхности возникают мощные восходящие и нисходящие потоки воздуха, достигающие даже стратосферы. Нисходящие потоки обычно менее интенсивны, но охватывают намного большие площади.
Основные источники шума в приземном слое турбулентной атмосферы
Генерация акустических волн в турбулентной атмосфере обусловлена работой различных источников акустического излучения, которые условно можно разделить на две группы — источники природного и техногенного происхождения.
В данной статье рассматриваются источники первого типа.
Основным источником стационарного аэродинамического шума, возникающего непосредственно в приземном слое атмосферы, является турбулентное движение воздушных масс, возникающее либо вследствие комплексного проявления циклонического и конвективного движения среды в условиях равнинного рельефа местности, либо при специфическом движении воздушных масс в горных районах и в предгорных долинах.
Циклоническое движение воздушных масс вдоль равнинной подстилающей поверхности обусловлено силой Кориолиса, возникающей вследствие вращения земли, и связанной с этим неравномерностью распределения давления в атмосфере, а вертикальное конвективное движением воздушных масс вызвано возникновением архимедовых сил вследствие неравномерного прогрева отдельных участков земной поверхности.
Основной источник нагревания нижних слоев атмосферы — тепло, получаемое ими от земной поверхности.
Перенос тепла между поверхностью и атмосферой, а также в самой атмосфере осуществляется за счет молекулярной, турбулентной и радиационной теплопроводности, а также при конденсации (сублимации) водяного пара. Вследствие того, что коэффициент молекулярной теплопроводности неподвижного воздуха сравнительно мал, этот вид теплообмена незначителен.
Турбулентная теплопроводность возникает внутри атмосферы вследствие вихревого движения воздуха, т.е. турбулентности. Ее условно разделяют на динамическую и термическую составляющие. Динамическая турбулентность возникает в результате появления силы трения, как между отдельными слоями перемещающегося воздуха, так и
между движущимся воздухом и подстилающей поверхностью. Термическая турбулентность, или тепловая конвекция — упорядоченный перенос отдельных объемов воздуха в вертикальном направлении, возникающий при неравномерном нагревании различных участков поверхности.
Радиационная теплопроводность представляет собой передачу тепла от почвы к атмосфере за счет излучения поверхностью длинноволновой радиации, поглощаемой нижними слоями воздуха. Радиационный поток тепла над сушей проявляется главным образом в ночные часы, когда турбулентность резко ослаблена, а тепловая конвекция отсутствует.
Конденсация (сублимация) водяного пара как источник повышения температуры воздуха проявляется, главным образом, в высоких слоях атмосферы, где образуются облака.
Таким образом, можно полагать, что основным источником акустического излучения, возникающего в приземном слое атмосферы, являются процессы турбулентного переноса среды в отсутствие жестких границ, соответствующие динамической и конвективной турбулентности.
В отношении стационарного природного акустического фона, обусловленного турбулентностью воздушной среды, сегодня еще нет достоверной информации о пространственной локализации областей концентрации турбулентной энергии в приземном слое атмосферы, ответственных за генерацию акустического излучения.
В связи с этим являются неопределенными границы дальнего акустического поля подобных некомпактных источников. Однако, по аналогии с известными некомпактными аэродинамическими источниками (винты, вентиляторы, реактивные струи), можно полагать, что дальнее акустическое поле локальной области турбулентности начинается на удалении от центра области свыше 5-ти характерных размеров этой области.
Моделирование акустического поля такого некомпактного источника в виде области повышенной турбулентности в приземном слое атмосферы в первом приближении предлагается проводить в рамках модели, аналогичной известной модели Лайтхилла [7,8] для генерации шума низкоскоростным турбулентным потоком.
Для случая приземного слоя атмосферы наблюдатель может находиться как внутри, так и вне генерирующего излучение низкоскоростного ветрового потока, но вдали от источника излучения.
В рамках теории генерации звука низкоскоростным турбулентным потоком воздуха (акустическая аналогия Лайтхилла) основное неоднородное волновое уравнение для плотности «р» имеет вид:
Тензор напряжений в правой части волнового уравнения в случае изотермического потока определяется соотношением:
а V 2 5 ^2 т
-2—С -2 =-
д1 д х д х дх
С
(1)
Т, =Р0 щщ.
+ р1, — с2р31] ,
(2)
где с — скорость звука, рг; — тензор вязких напряжений от сил давления и вязкости для сжимаемой жидкости,
5г, = — символ Кронекера, равный 1 — при /=/’, и равный 0 — при г Ф у, иг —
составляющие мгновенной скорости движения потока в трехмерной системе координат. хг — пространственные координаты, р — давление, г — вязкость, г= \ х \ -расстояние от источника до наблюдателя. Общее решение неоднородного волнового уравнения Лайтхилла имеет вид:
где V — объем излучающего элемента потока.
Если мгновенную скорость разложить на осредненную и и пульсационную и’
составляющие, то есть и = и + и’, то получим решение уравнения в виде [9], позволяющее объяснить некоторые механизмы генерации шума низкоскоростным турбулентным потоком.
Первое слагаемое подынтегрального выражения (5) содержит пространственные производные пульсационных скоростей и отвечает за взаимодействия типа «турбулентность — турбулентность». Второе слагаемое представляет собой произведение градиента средней скорости и пространственной производной пульсационной составляющей скорости и соответствует взаимодействию типа «сдвиг средней скорости -турбулентность». В соответствии с существующей терминологией первое слагаемое определяет «собственный» шум турбулентности, а второе — «сдвиговый» шум.
Можно ожидать, что для случая относительно низких скоростей потока воздуха (до 15 м/с) в приземном слое атмосферы, представляющем интерес для некоторых практических задач, основным источником акустического излучения, возникающего в приземном слое, является «собственный» шум турбулентности.
Последнее уравнение позволяет оценить величину плотности и, соответственно, интенсивности акустического излучения, обусловленного действием в среде рейнольдсовых напряжений, если известны данные о тензоре турбулентных напряжений Т^ в приземном слое.
Сегодня известны обширные экспериментальные и теоретические исследования турбулентности в приземном слое атмосферы. Основная часть публикаций, отражающих различные аспекты конвективных течений, посвящена вертикальной конвекции в
(3)
(4)
(5)
горизонтальном слое жидкости. В то же время мало работ, посвящены исследованию течений при наличии горизонтального градиента температуры.
При этом в работах значительное внимание уделяется описанию структур и динамики течений, возникающих при тепловой конвекции в плоском горизонтальном слое жидкости, подогреваемом снизу, так называемой конвекции Рэлея-Бенара [10], двумерной конвекции Рэлея-Хэдли [11]. В данных работах рассматривается эволюция конвективных потоков, установлены признаки, присущие не только различным явлениям гидродинамической неустойчивости, но и нелинейным структурообразующим процессам различной природы.
Описаны характерные типы двух- и трехмерных течений, дефектов вихревых структур, сценариев смены конвективных режимов. Особое внимание уделяется вопросу о том, как различные факторы (в основном сводимые к начальным и граничным условиям) определяют формы и размеры формирующихся вихревых структур. Все теоретические исследования базируются на представлениях о детерминированных процессах.
Вместе с тем в литературе практически не представлены исследования, касающиеся спектральных, корреляционных и пространственных характеристик турбулентности, возникающей в приземном слое при взаимодействии вертикальных конвективных потоков с горизонтальным переносом воздушной массы при различных начальных условиях. Это не позволяет сегодня провести расчетную оценку интенсивности акустического излучения, генерируемого турбулентностью в приземном слое атмосферы.
Район проведения акустических измерений и используемое
оборудование
В настоящей работе акустические измерения производились на аэродроме Московского авиационного института, расположенного в относительной близости от поселка «Алферьево» (Волоколамский район, Московская область).
Аэродром представляет собой окруженное лесом ровное поле с размерами ~ 1500х2500м (рис. 1). С севера и с востока территория аэродрома ограничена автодорогами Р-107 и Р-108. Кратчайшее расстояние от места измерения шума до автодорог составляет 2,5-3 км. Поверхность земли на аэродроме — заросший травой суглинок. Трава периодически выкашивается.
Наземная измерительная система включала в себя систему измерения и регистрации звукового давления, и систему измерения параметров атмосферы в месте проведения акустических испытаний.
Для измерения уровней звукового давления природного акустического фона использовался портативный многофункциональный шумомер типа «Экофизика — 110А». Прибор выполняет функции шумомера 1 класса точности, виброметра, анализатора спектров, узкополосного анализатора (БПФ). Для измерения параметров атмосферы использовался электронный метеометр типа «МЭС-200А».
Акустические измерения выполнялись микрофоном, расположенным на высоте 1,2 м относительно поверхности земли.
При этом на микрофоне устанавливалась ветрозащита.
Рис. 1. Положение точки измерения шума и метеопараметров атмосферы на карте аэродрома с указанием взлетно-посадочной полосы (ВПП) и румба направлений ветра
Процедура формирования банка данных по спектральным характеристикам природного акустического фона
Облик банка данных по интенсивности и спектральным характеристикам шума приземного слоя атмосферы определяется теми задачами, при решении которых будет использоваться данная информация. Одна из основных задач — это расчетно-экспериментальное определение границ области, в пределах которой шум самолета может быть выделен наблюдателем.
В авиационной акустике и, в частности, в проблеме шума летательных аппаратов (ЛА) на местности основной формой представления данных [12,13] является спектр звукового давления в третьоктавных полосах частот. Спектр звукового давления является основой для определения интегральных характеристик шума на местности ЛА различных классов и назначения. Массив спектров уровней звукового давления, полученных для локального интервала времени с постоянными или слабо изменяющимися во времени параметрами атмосферы, служит основой для статистической оценки амплитудных и частотных характеристик природного акустического фона для локальной комбинации параметров атмосферы.
Спектр акустического фона зависит от большого числа параметров, характеризующих состояние атмосферы в приземном слое в момент проведения
акустических измерений. Но даже в условиях совершенно спокойного состояния атмосферы в локальной области приземного слоя, где проводится регистрация уровня звукового давления, природное звуковое давление является случайной величиной. Величина уровня звукового давления зависит от большого числа параметров, характеризующих состояние приземного слоя в области генерации акустического излучения и на пути распространения этого излучения до точки приема, из которых многие также являются случайными.
Методика сбора данных о спектральном составе природного акустического фона для заданной природно-климатической зоны может быть следующей. В течение конечного, например, дневного интервала времени суток может иметь место несколько локальных интервалов времени, внутри которых значения параметров состояния приземного слоя сохраняются неизменными. Для диапазона времени, в течение которого параметры состояния приземного слоя атмосферы практически сохраняют постоянные значения (температура, давление, влажность, скорость и направление ветра, характер облачности и направление движения облаков), спектры звукового давления регистрируются с шагом 1, 2 или 5 секунд на временном промежутке 60-90 с. В течение локального интервала времени протяженностью 2-3 часа измерения повторяются с шагом 15-30 минут всего 6-7 раз. В настоящей работе обработка измеренного звукового сигнала включала в себя получение третьоктавных спектров в диапазоне частот 16-10000 Гц и суммарного уровня звукового давления для диапазона частот 10-20000 Гц.распределению Стьюдента.
В результате был сформирован банк данных по интенсивности и спектральным характеристикам шума приземного слоя атмосферы. Он включает в себя числовые и графические матрицы спектров уровней звукового давления природного фона в третьоктавных полосах частот, осредненные для 90%-го уровня надежности оценки и сгруппированные по метеопараметрам с указанием доверительных интервалов.
Графические матрицы третьоктавных спектров природного фона
Результаты измерений третьоктавных спектров звукового давления природного акустического фона представлены в виде типовых нормализованных графических матриц спектров уровней звукового давления на рис. 2-7. Можно отметить, что измерения природного фона и формирование базы данных по его интегральным и спектральным характеристикам проводились в период с апреля по сентябрь 2014 года.=1-4м/с)
На основании полученных третьоктавных спектров уровней звукового давления природного акустического можно сделать следующие выводы:
1. Акустическое излучение, соответствующее природному акустическому фону,
является широкополосным в широком диапазоне частот 16-10000 Гц.
2. В спектре природного акустического фона можно выделить, по крайней мере, четыре диапазона частот, в которых отмечается характерное изменение уровней спектральных составляющих по частоте. Это:
• диапазон частот 16-400Гц, где отмечается монотонное уменьшение спектрального уровня звукового давления при увеличении частоты;
• диапазон частот 400-10000 Гц, где с ростом частоты спектральный уровень звукового давления уменьшается слабо или даже сохраняет постоянное значение;
• диапазоны частот 1000-2000 Гц и 3000-4000 Гц, в которых имеет место возрастание спектрального уровня звукового давления природного акустического фона.
Источники излучения в данных диапазонах частот предстоит определить в дальнейшем.
3. Спектральные уровни природного акустического фона могут быть весьма нестабильны даже в процессе интервала времени, равном 1 мин, при отсутствии или при низкой (до 2 м/с) скорости ветра. И, наоборот, спектральные уровни звукового давления могут мало изменяться во времени даже при повышенной (до 6 м/с) скорости ветра.
Статистическое обобщение экспериментальных данных по шуму турбулентности в приземном слое атмосферы
Осредненные спектры звукового давления и доверительные интервалы
На представленных ниже рис. 8-10 приведены осредненные спектры звукового давления для нескольких дней наблюдения, показаны границы доверительного интервала для каждой полосы частот и значения суммарных по спектру уровней звукового давления для осредненного спектра и для граничных спектров.
Осредненные спектры уровней звукового давления природного фона являются составной частью базы данных по природному акустическому фону в приземном слое атмосферы и позволяют провести оценку влияния скорости ветра и типа подстилающей поверхности на спектральные уровни звукового давления и на величину суммарного по осредненному спектру уровня звукового давления.
Рис. 8. Осредненный спектр акустического фона в третьоктавных полосах частот, границы доверительных интервалов и суммарные уровни звукового давления для W= 4-6 м/с. Измерения 24.04.2014 (Т= 8°С, Р= 1007 гПа, относ. влажность — 38%, ув = 330о-360°, ясно. Доверительный интервал для частот 16-10000Гц: 5= ±
(1,6-0,2) дБ)
Рис. 9. Осредненный спектр акустического фона в третьоктавных полосах частот, границы доверительных интервалов и суммарные уровни звукового давления для W= 4 м/с.LcyuFj / а Шпдо}
LU уи= аиЬд Л]
10 100 1000 10000
Чгетоп. Гц
Рис. 10. Осредненный спектр акустического фона в третьоктавных полосах частот, границы доверительных интервалов и суммарные уровни звукового давления для W= 2-3 м/с. Измерения 27.05.2014 (Т= 28°С, Р= 989 гПа, относ. влажность — 42%, = 40о — 50°, кучевые облака. Доверительный интервал для частот 16-10000
Гц: 5= ± (2,96-0,36) дБ)
Влияние типа подстилающей поверхности на суммарный уровень звукового давления природного фона
Суммарные уровни природного фона, соответствующие скорости ветра 4-6 м/с и разным значениям румбов ветра (рис. 1), были измерены 24.), и величина разности температур воздуха на высоте 2 метра между дневной температурой (в 1300 часов) и минимальной ночной температурой воздуха. Эти температуры определялись по данным метеостанции г. Волоколамска [15].
Аналогичные данные для скорости ветра 2-2,5 м/с (измерения 29.04.2014, 20.05.2014 и 14.05.2014) представлены в таблице 2.
Таблица 1. Суммарные уровни фона и метеопараметры для измерений при скорости ветра 4-6 м/с
Дата испытаний 24.04.2014 7.05.2014 14.05.2014
Скорость ветра, (м/с) 4 — 6 4,5 — 5 4 — 6
Угол ветра, (град.) 330-360 270 248
Ьх, (дБ) 75,5 74,2 69,8
АТ(воздух), (оС) 6,9 5,8 11,5
Т13-009 (оС) 6,1 8,1 18,5
Дата испытаний 29.04.2014 20.05.2014 14.05.2014
Скорость ветра, (м/с) 2 2 2 — 2,5
Угол ветра, (град.) 220 100 260
Ьх, (дБ) 64,4 79 59,1
ЛТ (воздух), (оС) 16 10,5 11,5
Т13-00, (°С) 18,9 27,5 18,5
Анализ представленных данных позволяет сделать следующие выводы. Наибольшие суммарные уровни звукового давления отмечаются в случаях, когда ветер распространяется над ровной поверхностью при отсутствии лесного покрова (измерения 24.04.2014 в таблице 1 и измерения 20.05.2014 в таблице 2). Снижение суммарного уровня звукового давления природного фона при распространении ветра над подстилающей поверхностью с лесным покровом, по сравнению со случаем распространения ветра над земной поверхностью без лесного покрова, составляет: при скорости ветра 4-6 м/с — АЬ^, = 4,5 -5,7 дБ, а при скорости ветра 2-2,5 м/с — АЬ^, = 14 — 18дБ.
Над лесным покровом скорость конвективного потока существенно ниже, чем в случае подстилающей поверхности без лесного покрова. Конвективные потоки вообще возникают только тогда, когда температура поверхности земли превышает температуру окружающего воздуха. И чем больше разность температур земли и воздуха, тем выше ожидаемая скорость конвективного потока и тем выше турбулентность приземного слоя. В дневное время суток это условие реализуется в основном на открытых поверхностях, а в ночное время, наоборот, конвективные потоки могут появиться над заросшими лесом поверхностями.
В общем случае величина снижения уровня шума будет зависеть не только от вида подстилающей поверхности, но и от скорости передачи тепла от земли к воздуху, которая зависит от скорости нагрева верхнего слоя подстилающей поверхности. Этим можно объяснить различие в уровнях фона, измеренных 29.04.2014 и 14.05.2014 (таблица 2). Поэтому приведенные оценки показывают скорее тенденцию изменения уровня шума в приземном слое при изменении вида подстилающей поверхности.
Полученный результат качественно согласуется с предложенной моделью генерации шума в приземном слое атмосферы, в рамках которой уровень шума тем больше, чем выше интенсивность турбулентности в приземном слое. А интенсивность турбулентности определяется величинами скоростей ветра и конвективного потока и соотношением между этими скоростями. Скорость конвективного потока определяется степенью прогрева подстилающей поверхности, вдоль которой распространяется ветер, и она существенно выше на открытых для солнечной радиации поверхностях по сравнению с поверхностями с лесным покровом.
Отмеченное выше заметное превышение влияния конвекции на уровень шума при относительно низкой скорости ветра (2-2,5 м/с), по сравнению со случаем повышенной скорости ветра (4-6 м/с), обусловлено, возможно, тем, что в рассматриваемом сравнении
случаю с пониженной скоростью ветра соответствует более высокий прогрев подстилающей поверхности (на 10,5оС нагрев воздуха, таблица 2) и, следовательно, более высокая скорость конвективного потока, чем это имело место в случае повышенной скорости ветра (на 6,9оС нагрев воздуха, таблица 1).
Влияние скорости ветра на суммарный уровень звукового давления
природного фона
Ниже рассматриваются результаты измерений суммарных уровней природного фона и метеопараметров для различных скоростей ветра, но при одинаковом типе подстилающей поверхности. В таблицах 3 и 4 представлены результаты измерения уровней фона при разной скорости ветра. Данные результаты получены для открытой и покрытой лесом подстилающих поверхностей.
Таблица 3. Суммарные уровни фона и метеопараметры для измерений при открытой подстилающей
поверхности
Дата испытаний 20.05.2014 20.05.2014
Скорость ветра, (м/с) 2 3
Угол ветра, (град.) 100 100
Ьх, (дБ) 79 80,9
ЛТ, (оС) 10,5 10,5
Т13-009 (°С) 27,5 27,5
Таблица 4. Суммарные уровни фона и метеопараметры для измерений при покрытой лесом подстилающей
поверхности
Дата испытаний 14.05.2014 14.05.2014
Скорость ветра, (м/с) 4-5 2 — 2,5
Угол ветра, (град.) 220 260
Ьх, (дБ) 64,4 59,1
ЛТ, (оС) 16 11,5
Т13-00, (°С) 18,5 18,5
Из представленных в таблицах 3 и 4 данных видно, что при прочих равных условиях увеличение скорости ветра от 2 до 3 м/с (таблица 3) приводит к возрастанию суммарного уровня звукового давления на 1,9 дБ. А увеличение скорости ветра в два раза (таблица 4) вызывает возрастание суммарного уровня звукового давления на 5,3 дБ.
Частотное распределение доверительных интервалов для оценок осредненных уровней звукового давления
Частотное распределение доверительных интервалов для оценок осредненных уровней звукового давления показывает стабильность уровней звукового давления природного фона в третьоктавных полосах частот и может свидетельствовать о роли
отдельных источников акустического излучения в формировании уровня звукового давления в конкретной полосе частот.
На рис. 11 представлены графики частотного распределения доверительных интервалов для оценок осредненных уровней звукового давления природного акустического фона, рассчитанные для измеренных третьоктавных спектров звукового давления.
Рис. 11. Третьоктавные спектры доверительных интервалов для осредненных спектральных уровней
звукового давления природного фона
Малые величины доверительных интервалов (0,5-1,5 дБ) в области средних частот наблюдаются в случаях относительно прохладной погоды при повышенной скорости ветра 4-6 м/с (24.04.2014, 7.05.2014, Т=7-8оС), когда конвективные потоки имеют малую скорость и достаточно равномерно распределены в пространстве приземного пограничного слоя атмосферы.
Можно видеть (рис. 11), что величина доверительного интервала для оценки осредненных спектральных уровней звукового давления природного фона не постоянна по частоте и может изменяться в широких пределах от 0,1 дБ в области высоких частот до 3,2 дБ в области средних и низких частот.
Заключение
В результате выполненных измерений спектральных характеристик природного акустического фона в условиях аэродрома базирования малой авиации получены нормализованные третьоктавные спектры уровней звукового давления природного акустического фона в графической форме в приземном слое атмосферы. Установлены
значения доверительных интервалов для оценок математического ожидания спектральных уровней звукового давления фона для 90% уровня надежности для различных значений метеорологических параметров, характеризующих состояние атмосферы.
Акустическое излучение, соответствующее природному акустическому фону, является широкополосным в диапазоне частот 16-10000 Гц. В спектрах фона можно выделить, по крайней мере, четыре диапазона частот, в которых отмечается характерное изменение уровней спектральных составляющих по частоте. Вероятнее всего эти диапазоны частот соответствуют различным механизмам генерации звука природного происхождения.
Показано, что даже в условиях равнинной местности спектральные уровни природного акустического фона могут быть весьма не стабильны даже в процессе интервала времени, равном одной минуте, при отсутствии или низкой (до 2 м/с) скорости ветра. http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=30715 (дата обращения 01.06.2015).
3. Самохин В.Ф., Мошков П.А. Исследование акустических характеристик легкого винтового самолета «Вильга-35А» на режимах горизонтального полета // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т.21, № 2. С. 55-65.
4. Мошков П.А. Некоторые результаты экспериментального исследования акустических характеристик силовой установки сверхлегкого самолета в статических условиях // Научно-технический вестник Поволжья. 2014. № 6. С. 265-270.
5. Алексеев В.В., Гусев А.М. Свободная конвекция в геофизических процессах // Успехи физических наук. 1983. Т. 141, вып. 10. С. 311- 342. DOI: 10.3367/UFNr.0141.198310d.0311
6. Прох Л.З. Словарь ветров. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 312 с.
7. Lighthill M.J. On Sound Generated Aerodynamically. I. General Theory // Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 1952. Vol. 211. P. 564-587. DOI: 10.1098/rspa.1952.0060
8. Lighthill M.J. On Sound Generated Aerodynamically. II. Turbulence as a Source of Sound // Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 1954. Vol. 222. P. 1-32. DOI: 10.1098/rspa.1954.0049
9. Мунин А.Г., Самохин В.Ф., Шипов Р.А., Власов Е.В. Авиационная акустика. Часть 1. Шум на местности дозвуковых пассажирских самолетов и вертолетов / под общ. ред. А.Г. Мунина. М.: Машиностроение, 1986. 248 с.
10. Гетлинг A.B. Конвекция Рэлея-Бенара. Структура и динамика. М.: Эдиаториал УРСС, 1999. 247 с.
11. Закинян Р.Г., Сухов С.А., Ларченко И.Н. Математическое моделирование тепловой конвекции // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6. Режим доступа: www.science-education.ru/100-5016 (дата обращения 14.06.2015).
12. Приложение 16 к Конвенции о международной гражданской авиации: Охрана окружающей среды. Том 1. Авиационный шум. 6-е изд., ИКАО, 2011.
13. Авиационные Правила. Часть 36. Сертификация воздушных судов по шуму на местности / Межгосударственный авиационный комитет. М.: Авиаиздат, 2003. 122 с.
14. Техническое руководство ИКАО по окружающей среде, регламентирующее использование методик при сертификации воздушных судов по шуму. 3-е изд. ИКАО, 2004.
15. Расписание Погоды: сайт компании. Режим доступа: http://www.rp5.ru (дата обращения 16.03.2015).
Science^Education
of the Bauman MSTU
Science and Education of the Bauman MSTU, 2015, no. 07, pp. 146-170.
DOI: 10.7463/0715.0782827
Received: 04.04.2015
Revised: 16.06.2015
ISS N 1994-0408 © Bauman Moscow State Technical Unversity
Ambient Background Noise under Acoustic Tests of Aircrafts at the Local Aerodrome
V.G. Kazhan1, P.A. Moshkov1*, *mo5hkov89@bkm
V.F. Samokhin1
1Central Aerohydrodynamic Institute n. a. N.E. Zhukovsky,
Zhukovsky, Russia
Keywords: background ambient noise, aerosphere turbulence, ground noise
To obtain the qualitative experimental data about acoustical characteristics of light propeller aircrafts is a relevant problem when conducting the full-scale tests at the local aerodrome. For such tests [1 — 3], it was very important that a desired signal level was significantly higher than the ambient background noise.
In this regard, it is relevant to form a databank both of the spectral structure of aerosphere acoustical radiation, corresponding to the ambient background noise for various climatic zones and natural landscapes, and of the basic regularities to form an ambient background noise in a bottom layer of aerosphere.
The article describes the authors’ developed procedure of data acquisition about a spectral structure and the procedure to form a bank of statistical data about spectral and integrated characteristics of an ambient background noise.
The article provides measurements of spectral characteristics of an ambient background noise taken in conditions of local aerodrome. It shows the normalized graphical matrixes of 1/3-oktave spectra of the sound pressure levels (SPL) of an ambient background noise. The paper also estimates confidence intervals to assess mathematical expectation of the spectral sound pressure levels of a background to have a reliability level of 90 % for various values of the meteorological parameters characterizing aerosphere condition. In the course of tests, the aerosphere parameters were changing within the following ranges: wind speed — 0-6 m/s; temperature — 830° C; relative humidity — 30-59%; air cover condition — from «clear sky» to « cumulus clouds».
The obtained data allowed us to find that the acoustical radiation corresponding to the ambient background noise is broadband, within the range of frequencies of 16-10000Hz. In the background noise spectra, it is possible to distinguish, at least, four frequency ranges, which have the notable characteristic frequency-changing levels of spectral components. It may be possible that these frequency ranges match to various sources (or mechanism of sound generation) of a natural origin.
It is shown that even in conditions of flat ground, spectral levels of the background ambient noise can be rather unstable even in a time interval, equal to one minute, with no or low (up to 2 m/s) wind speed. And, on the contrary, a change of the spectral levels of sound pressure can be poor in a time even with increasing (up to 6 m/s) wind speed.
References
1. SN 2.2.4/2.1.8.562-96. Shum na rabochikh mestakh, v pomeshcheniyakh zhilykh, obshchestvennykh zdanii i na territorii zhiloi zastroiki [Sanitary Norms 2.2.4/2.1.8.562-96. Noise in the Workplace, in Indoor Spaces of Residential and Public Buildings, and in Residential Development Zones.]. Moscow, Minzdrav Rossii Publ., 1996. 8 p. (in Russian)
2. Samokhin V.F., Moshkov P.A. Acoustic characteristics of an easy propeller airplane with internal combustion engines. Trudy MAI, 2012, no. 57. Available at:
http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=30715 , accessed 01.06.2015. (in Russian).
3. Samokhin V.F., Moshkov P.A. Research of acoustic characteristics by Vilga-35a light propeller aircraft on level flight conditions. VestnikMoskovskogo aviatsionnogo institutaJ2014, vol. 21, no. 2, pp. 55-65. (in Russian).
4. Moshkov P.A. Some results of the experimental research of acoustical characteristics power plant extralight aircraft in static conditions. Nauchno-tekhnicheskii vestnikPovolzh’ya = Scientific and Technical Volga region Bulletin, 2014, no. 6, pp. 265-270. (in Russian).
5. Alekseev V.V., Gusev A.M. Free convection in geophysical processes. Uspekhi fizicheskikh nauk, 1983, vol. 141, no. 10, pp. 311- 342. DOI: 10.3367/UFNr.0141.198310d.0311 (English version of journal: Soviet Physics Uspekhi, 1983, vol. 26, no. 10, pp. 906-922. DOI: 10.1070/PU1983v026n10ABEH004520 ).
6. Prokh L.Z. Slovar’ vetrov [Dictionary of winds]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1983. 312 p. (in Russian).
7. Lighthill M.J. On Sound Generated Aerodynamically. I. General Theory. Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 1952, vol. 211, pp. 564-587. DOI: 10.1098/rspa.1952.0060
8. Lighthill M.J. On Sound Generated Aerodynamically. II. Turbulence as a Source of Sound. Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 1954, vol. 222, pp. 1-32. DOI: 10.1098/rspa.1954.0049
9. Munin A.G., Samokhin V.F., Shipov R.A., Vlasov E.V. Aviatsionnaya akustika. Chast’ 1. Shum na mestnosti dozvukovykh passazhirskikh samoletov i vertoletov [Aviation acoustics. Part 1: The noise on the ground of subsonic passenger aircraft and helicopters]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1986. 248 p. (in Russian).
10. Getling A.B. Konvektsiya Releya-Benara. Struktura i dinamika [Rayleigh-Benard convection. Structure and dynamics]. Moscow, Ediatorial URSS Publ., 1999. 247 p. (in Russian).
11. Zakinyan R.G., Sukhov S.A., Larchenko I.N. Mathematical modeling of thermal convection. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya = Modern problems of science and education, 2011, no. 6. Available at: www.science-education.ru/100-5016 , accessed 14.06.2015. (in Russian).
12. Annex 16 to the Convention on International Civil Aviation: Environmental Protection. Volume I. Aircraft Noise. 6th ed. ICAO, 2011.
13. Aviatsionnye Pravila. Chast’ 36. Sertifikatsiya vozdushnykh sudov po shumu na mestnosti [Aviation Regulations. Pt. 36. Aircraft noise received on the ground certification]. Moscow, Interstate Aviation Committee, Aviaizdat Publ., 2003. 122 p. (in Russian).
14. Environmental Technical Manual on the Use of Procedures in the Noise Certification of Aircraft (ETM). 3rd ed. ICAO, 2004.
15. Reliable Prognosis: website of Raspisaniye Pogodi Ltd. Available at: http://www.rp5.ru , accessed 01.06.2015.
Определение и анализ природного и антропогенного геохимического фона для метода мхов-биомониторов | Рогова
1. Bačeva K., Stafilov T., Sˇajn R., Tănăselia C. Moss biomonitoring of air pollution with heavy metals in the vicinity of a ferronickel smelter plant. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2012. Vol. 47. P. 645—656.
2. Harmens H. et al. Mosses as biomonitors of atmospheric heavy metal deposition: Spatial patterns and temporal trends in Europe. Environmental Pollution. 2010. Vol. 158(10). P. 3144—3156.
3. Aničić M., Frontasyeva M., Tomasˇević M., Popović A. Assessment of atmospheric deposition of heavy metals and other elements in Belgrade using the moss biomonitoring technique and neutron activation analysis. Environmental Monitoring Assessment. 2007. Vol. 129. P. 207—219.
4. Панкратова Ю.С., Зельниченко Н.И., Фронтасьева М.В., Павлов С.С. Атмосферные загрязнения на территории Удмуртской Республики – оценки на основе анализа мхов-биомониторов. Проблемы региональной территории. 2009. № 1. С. 57—63.
5. Galuszka A. Different Approaches in Using and Understanding the Term «Geochemical Background» Practical Implications for Environmental Studies. Polish Journal of Environmental Studies. 2007. Vol. 16(3). P. 389—395.
6. Sˇakalys J., Kvietkus K., Sucharová J., Suchara I., Valiulis D. Changes in total concentrations and assessed background concentrations of heavy metals in moss in Lithuania and the Czech Republic between 1995 and 2005. Chemosphere. 2009. Vol.76(1). P. 91—97.
7. Рогова Н.С., Рыжакова Н.К., Борисенко А.Л., Меркулов В.Г. Изучение аккумуляционных свойств мхов, используемых при мониторинге загрязнения атмосферы. Оптика атмосферы и океана. 2011. №24(1). С. 79—83.
8. Martínez J., Llamas J., de Miguel E., Rey J., Hidalgo M.C. Determination of the geochemical background in a metal mining site: example of the mining district of Linares (South Spain). Journal of Geochemical Exploration. 2007. Vol. 94 (1-3). P. 19—29.
9. Boquete M.T., Fernández J.A., Aboal J.R., Carballeira A., Martínez-Abaigar J., Tomás-Las-Heras R., Núñez-Olivera E. Trace element concentrations in the moss Hypnum cupressiforme growing in a presumably unpolluted area. Chemosphere. 2016. Vol. 158. P. 177—183.
10. Capozzi F., et al. Best options for the exposure of traditional and innovative moss bags: A systematic evaluation in three European countries. Environmental Pollution. 2016. Vol. 214. P. 362—373.
Красивый фон природы. Естественное цветочное абстрактное искусство. Любовь.
Купите это Стоковое фото RF на красивой предпосылке природы. Естественное флористическое абстрактное искусство. Любовь. Стиль жизни Стиль Дизайн Радость Произведение искусства Окружающая среда Растение Капли воды Цветок Дикое растение Цветущая вода Праздники и праздники Освещение Мечты Объятия Вместе Модные и модные Уникальность Около модерна Зеленый Романтика Отношения Творчество Сюрреализм Цветное фото Приглушенные цвета Разноцветные Внешний вид Интерьерный снимок Студийный снимок Деталь крупным планом Макро (экстремальный крупный план) Узор Структуры и формы Пустынное пространство для копирования слева Копирование пространства справа Копирование пространства вверху Дневной свет Тень Контраст Силуэт Отражение света (природный феномен) Размытие Размытие в движении Малая глубина резкости Глубокая глубина резкости Центральная перспектива Ищу вашу редакцию или Промо-сайт, обложка книги, флаер, статья, блог WordPress и шаблон из Photocase.
Подобные изображения
Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана Нан Юлиана НанСпециальный выпуск: уровни естественного фона в подземных водах
Доктор.Элизабетта ПрециозиЭлектронная почта Веб-сайт
Гостевой редактор
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Ricerca sulle Acque, Монтеротондо, Италия
Интересы: уровней естественного фона; качество грунтовых вод; мониторинг подземных вод; устойчивое управление водными ресурсами; изменения климата; моделирование потока грунтовых вод; водная рамочная директива; Директива о грунтовых водах
Электронная почта Веб-сайт
Гостевой редактор
Миланский университет Бикокка, Италия
Интересы: гидрогеохимическое моделирование; микроэлементы; качество грунтовых вод; взаимодействие подземных и поверхностных вод; многомерный статистический анализ
Электронная почта Веб-сайт
Гостевой редактор
Instituto Superior Técnico, Лиссабонский университет, Португалия
Интересы: фоновых уровней подземных вод; трассеры; солевое вторжение; подпитка подземных вод; экосистемы, зависящие от грунтовых вод; социогидрогеология
Электронная почта Веб-сайт
Гостевой редактор
Геологическая служба Дании и Гренландии
Интересы: качество и количество подземных вод, возраст / время пребывания подземных вод, индикаторы, уровни естественного фона, пороговые значения, химический статус подземных вод в соответствии с законодательством ЕС, Водными рамками и директивами по подземным водам, влияние изменения климата и приспособление
Уважаемые коллеги,
Высокий уровень неорганических соединений в грунтовых водах представляет собой серьезную проблему во многих частях мира с серьезными экономическими, социальными и экологическими недостатками.Природный состав грунтовых вод в основном определяется взаимодействием воды и породы как в водозной, так и в насыщенной зонах, но также зависит от биологических процессов, времени пребывания и исходного состава подпиточной воды. Загрязнение от промышленных, сельскохозяйственных и городских территорий часто накладывается на природные характеристики грунтовых вод, и оценка воздействия антропогенной деятельности может быть сложной задачей.
Это фундаментальная проблема в управлении подземными водами, в частности, когда концентрация неорганических соединений превышает пороговые значения, установленные для оценки хорошего химического статуса подземных вод в соответствии с требованиями многих природоохранных нормативных актов.Различение высоких естественных фоновых уровней (NBL) химических элементов в подземных водах от антропогенного загрязнения необходимо для четкого определения экологических целей для подземных водных объектов, а также целей рекультивации загрязненных участков.
Разные страны приняли множество методологий для оценки NBL химических элементов в подземных водах, которые являются потенциальными загрязнителями и могут быть опасными для здоровья человека и экосистем, зависящих от грунтовых вод.Недавние исследования продемонстрировали необходимость более глубокого понимания взаимодействия естественных и антропогенных процессов, влияющих на качество подземных вод, и завершились оценкой границы между нетронутыми и загрязненными водами.
Этот специальный выпуск направлен на обновление знаний о методах и подходах, используемых для получения NBL, от конкретных участков до общесистемных или региональных. Мы приветствуем представление документов, в которых сообщается о разработке инновационных методов определения NBL и новых критериев для правильной оценки антропогенного воздействия на качество подземных вод, включая определение концептуальной модели, стратегии мониторинга, геохимическое моделирование, а также статистический и пространственный анализ геохимических данных.Конечная цель — это специальный выпуск, в котором собраны новые взгляды на то, как решается проблема НБЛ, из разных регионов мира.
Доктор Элизабетта Прециози
Доктор Марко Ротироти
Доктор М. Тереза Кондессо де Мело
Старший научный сотрудник. Клаус Хинсби
Приглашенные редакторы
Информация для подачи рукописей
Рукописи должны быть представлены онлайн по адресу www.mdpi.com, зарегистрировавшись и войдя на этот сайт. После регистрации щелкните здесь, чтобы перейти к форме отправки.Рукописи можно подавать до установленного срока. Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска. Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для запланированных статей название и краткое резюме (около 100 слов) можно отправить в редакцию для объявления на этом сайте.
Представленные рукописи не должны были публиковаться ранее или рассматриваться для публикации в другом месте (кроме трудов конференции).Все рукописи тщательно рецензируются в рамках процесса одинарного слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая важная информация для подачи рукописей доступна на странице Инструкции для авторов. Water — это международный рецензируемый журнал с открытым доступом, выходящий раз в полгода, издающийся MDPI.
Пожалуйста, посетите страницу Инструкции для авторов перед отправкой рукописи. Плата за обработку статьи (APC) для публикации в этом журнале с открытым доступом составляет 2000 швейцарских франков.Представленные статьи должны быть хорошо отформатированы и написаны на хорошем английском языке. Авторы могут использовать MDPI Услуги редактирования на английском языке перед публикацией или во время редактирования автора.
Справочная информация о природных ресурсах для учителей и родителей
Эта страница предоставляет информацию для поддержки преподавателей и семей в обучении учащихся K-3 естественным ресурсам. Он разработан для дополнения тематической страницы «Природные ресурсы» на BrainPOP Jr.
.Природные ресурсы — это то, что люди получают от окружающей среды, например воздух, вода, растения, животные, камни и полезные ископаемые.Этот фильм представит и исследует различные возобновляемые и невозобновляемые ресурсы и объяснит, как люди используют их для удовлетворения своих потребностей. Помогите своим детям понять, как потребности людей в природных ресурсах и их деятельность влияют на окружающую среду. Поощряйте своих детей практиковать экологически сознательные привычки, которые помогают сберегать природные ресурсы.
Напомните своим детям, что воздух, вода и солнечный свет — это природные ресурсы, которые необходимы почти всем живым существам для выживания. Совместно исследуйте различные природные ресурсы, такие как почва, земля, растения и животные.Некоторые ресурсы являются возобновляемыми, то есть их можно заменить или восстановить. Например, многие сельскохозяйственные культуры являются возобновляемыми природными ресурсами. После того, как они будут собраны, можно посеять и вырастить больше семян. Энергия ветра — это возобновляемый ресурс, который на протяжении тысячелетий использовался для перекачивания воды, орошения сельскохозяйственных культур, а также для парусных лодок. Однако другие ресурсы невозобновляемы. Их нельзя заменить, или им требуется очень и очень много времени, чтобы заменить или отрастить заново. Ископаемое топливо — невозобновляемые природные ресурсы.Существует три основных вида ископаемого топлива: уголь, нефть и природный газ. Объясните своим детям, что ископаемое топливо образуется на Земле из останков растений и животных. На формирование ископаемого топлива уходят миллионы и миллионы лет, поэтому они являются невозобновляемыми природными ресурсами. Мы используем ископаемое топливо, которое существует более 300 миллионов лет назад, еще до появления динозавров.
Обсудите с вашими детьми различные способы использования природных ресурсов. Важно, чтобы дети узнали, сколько в их повседневной жизни поступает от Земли и окружающей среды.Мы используем растения для еды, одежды и многих других целей. Мы используем деревья для изготовления бумажных изделий, но мы также заготавливаем древесину для производства строительных материалов и мебели. Мы используем животных, таких как крупный рогатый скот, для производства продуктов питания и молочных продуктов, но мы также полагаемся на них для изготовления кожи. Мы используем горные породы и минералы для производства различных материалов, включая стекло, металл и керамику. Мы преобразуем ископаемое топливо в энергию для питания и обогрева наших домов и различных видов транспорта, включая самолеты, автобусы, лодки и автомобили. Мы также используем нефть, ископаемое топливо, для производства различных материалов, в том числе пластмасс.
Помогите своим детям понять, что люди расходуют природные ресурсы быстрее, чем их можно заменить. Например, леса вырубают, чтобы удовлетворить наш спрос на древесину и землю. Эксперты говорят, что наши тропические леса, которые часто называют «легкими» Земли, вырубают со скоростью 50 миллионов акров в год. Вы можете поделиться дополнительной информацией об экологической важности тропических лесов, посмотрев наш фильм «Тропические леса». Наша зависимость от природных ресурсов создает множество проблем в окружающей среде, включая загрязнение и потерю среды обитания для растений и животных.Сбор и сжигание ископаемого топлива для получения энергии может нанести вред окружающей среде, загрязняя воздух, воду и землю. Дети должны понимать, что поиск и использование возобновляемых источников энергии будет одной из важнейших задач будущих поколений.
Чтобы восполнить природные ресурсы, нужно время, поэтому важно использовать их с умом. Проведите мозговой штурм о различных способах сохранения природных ресурсов людьми. Мы можем экономить воду, принимая более короткий душ, закрывая краны, когда нам не нужна проточная вода, и ремонтируя протекающие трубы.Мы можем перерабатывать стекло, металл, бумагу и пластик для сохранения и защиты наших природных ресурсов. Мы можем сократить количество используемого ископаемого топлива, выключая свет и бытовые приборы, когда они нам не нужны. Мы также можем сократить выбросы и сэкономить ископаемое топливо, используя общественный транспорт и совместное использование автомобилей, а также катаясь на велосипедах вместо автомобилей. Поощряйте своих детей придумывать новые способы сохранения наших природных ресурсов. Мы рекомендуем посмотреть фильм «Уменьшить, повторно использовать, переработать», чтобы закрепить идеи и концепции.
Расскажите своим детям о том, как люди используют альтернативные источники энергии. Солнечная энергия и энергия ветра поступают из устойчивых возобновляемых природных ресурсов. Многие дома, здания и даже приборы используют солнечную энергию. Геотермальная энергия извлекает энергию из тепла земли и обеспечивает устойчивой энергией более 25% Исландии, Филиппин и Сальвадора. Около 5% электроэнергии в Калифорнии поступает из геотермальных источников. Некоторые автомобили работают на биодизельном топливе, которое производится из растительных масел, животных жиров или переработанных смазок.Эти альтернативные источники могут создавать меньше загрязнения, чем сжигание ископаемого топлива. Вместе исследуйте другие возобновляемые источники энергии.
Наша жизнь зависит от природных ресурсов, и нам очень важно их беречь. Помогите детям понять, как их действия и выбор влияют на окружающую среду. Прививайте экологически сознательные привычки и поощряйте их находить новые способы защиты природных ресурсов.
бесплатных клипартов с природными фонами, скачать бесплатные картинки с природными фонами PNG, бесплатные клипарты в библиотеке клипартов
фон картинки природа
фон клипарт
фоны природы клипарт
книга для чтения
природа зеленый векторный фон
фон powerpoint для детей
природа фон картинки
фоновых изображения с природой
сад картинки фон
клипарт фон природа
бесплатный сафари клипарт фон
природа фон клипарт
элегантный фон природы
природа клипарт фон hd
фон природы клипарт
природа фоновый рисунок
пейзажный клипарт
абстрактный векторный фон природа
сбор мусора в парке мультфильм
это улыбка нового дня
Обои
природа ландшафтный дизайн фона
трава поле фон клипарт
фон зеленый лист свежий
солнечный фон png
клипарт зеленый фон
пейзаж природа картинки
фон powerpoint природа зеленый
брошюра фон дизайн природа
Презентация PowerPointприрода фон
светло-красный синий фон
богемный фон высокого разрешения hd
фоновых изображения для редактирования детских фотографий
персик для дизайна свадебного фона
естественное место фон png
мультяшные цветы и бабочки
пляжный фон для брезента
макросъемка
клипарт деревья и цветы
пляж картинки
kids nature background клипарт
клипарт трава вектор
весенний клипарт
природа картинки
природа пейзаж векторный фон
природа картинки фон
»Фон NaturalGas.org
Фон
Источник: NGSA
Природный газ — жизненно важный компонент мирового энергоснабжения. Это один из самых чистых, безопасных и наиболее полезных источников энергии. Однако, несмотря на его важность, существует много неправильных представлений о природном газе. Например, само слово «газ» имеет множество различных значений и значений. Когда мы заправляем машину топливом, мы заправляем ее «бензином». Однако бензин, который используется в вашем автомобиле, хотя и является ископаемым топливом, сильно отличается от природного газа.«Газ» в обычных барбекю — это на самом деле пропан, который, хотя и тесно связан с природным газом и обычно встречается в нем, на самом деле не является природным газом. Хотя природный газ обычно сгруппирован с другими ископаемыми видами топлива и источниками энергии, он обладает многими характеристиками, которые делают его уникальным. Ниже приведена небольшая справочная информация о природном газе, о том, что это такое, как образуется и где он находится в природе.
Что такое природный газ?
| A Устье природного газа |
| Источник: Duke Energy |
Природный газ сам по себе может считаться неинтересным газом — он бесцветен, бесформенен и не имеет запаха в чистом виде.Довольно неинтересно — за исключением того, что природный газ является горючим, его много в Соединенных Штатах, и при сжигании он выделяет много энергии с меньшими выбросами, чем многие другие источники. По сравнению с другими ископаемыми видами топлива, природный газ горит чище и выделяет в воздух более низкие уровни потенциально вредных побочных продуктов. Нам требуется постоянно увеличивающийся запас энергии для обогрева наших домов, приготовления пищи и выработки электроэнергии. Именно эта потребность в энергии подняла природный газ до такого уровня важности в нашем обществе и в нашей жизни.
Природный газ — горючая смесь углеводородных газов. Хотя природный газ состоит в основном из метана, он также может включать этан, пропан, бутан и пентан. Состав природного газа может варьироваться в широких пределах, но ниже представлена диаграмма, показывающая типичный состав природного газа до его очистки.
| Типичный состав природного газа | ||
| метан | СН 4 | 70-90% |
| этан | С 2 В 6 | 0-20% |
| Пропан | С 3 В 8 | |
| Бутан | С 4 В 10 | |
| Двуокись углерода | CO 2 | 0-8% |
| Кислород | О 2 | 0-0.2% |
| Азот | N 2 | 0-5% |
| Сероводород | H 2 S | 0-5% |
| Редкие газы | А, Он, Ne, Xe | след |
В чистом виде, например, природный газ, который подается в ваш дом, это почти чистый метан. Метан — это молекула, состоящая из одного атома углерода и четырех атомов водорода, и обозначается как Ch5.Характерный запах «тухлого яйца», который мы часто ассоциируем с природным газом, на самом деле является одорантом, называемым меркаптаном, который добавляется в газ перед его доставкой конечному пользователю. Меркаптан помогает обнаружить любые утечки.
Этан, пропан и другие углеводороды, обычно связанные с природным газом, имеют несколько иные химические формулы. Щелкните ссылку, чтобы подробнее узнать о горении метана.
| A Молекула метана, CH 4 |
| Источник: USGS |
Природный газ считается «сухим», когда это почти чистый метан, из которого удалена большая часть других обычно связанных углеводородов.Когда присутствуют другие углеводороды, природный газ «влажный».
Природный газ находит множество применений в жилых, коммерческих и промышленных целях; подробнее о разнообразных способах использования природного газа можно узнать здесь.
Природный газ, обнаруженный в подземных резервуарах, часто связан с нефтяными месторождениями. Добывающие компании ищут доказательства наличия этих коллекторов, используя сложную технологию, которая помогает определить местонахождение природного газа, и бурит скважины в земле там, где он может быть найден.Щелкните ссылку, чтобы узнать больше о новых технологиях и их влиянии на окружающую среду. После доставки из-под земли природный газ очищается от примесей, таких как вода, другие газы, песок и другие соединения. Некоторые углеводороды удаляются и продаются отдельно, включая пропан и бутан. Также удаляются другие примеси, такие как сероводород (при рафинировании которого можно получить серу, которая затем продается отдельно). После очистки чистый природный газ передается по сети трубопроводов, тысячи миль которых существуют только в Соединенных Штатах.По этим трубопроводам природный газ доставляется к месту использования. Для получения дополнительной информации о том, как природный газ попадает из-под земли в конечный пункт назначения, щелкните здесь.
Природный газ можно измерить разными способами. Как газ, его можно измерить объемом, который он занимает при нормальных температурах и давлениях, обычно выражаемых в кубических футах. Добывающие и распределительные компании обычно измеряют объем природного газа в тысячах кубических футов (MCF), миллионах кубических футов (MMcf) или триллионах кубических футов (Tcf).Хотя измерение по объему полезно, природный газ также можно измерить по потенциальной выходной энергии. Как и другие виды энергии, природный газ обычно измеряется и выражается в британских тепловых единицах (БТЕ). Одна британская тепловая единица — это количество природного газа, которое будет производить достаточно энергии, чтобы нагреть фунт воды на один градус при нормальном давлении. Чтобы дать представление, один кубический фут природного газа содержит около 1027 британских тепловых единиц. Когда природный газ доставляется в жилое помещение, он измеряется газовой компанией в «термах» для выставления счетов.Термины эквивалентны 100 000 британских тепловых единиц, или чуть более 97 кубических футов природного газа.
Образование природного газа
Природный газ — это ископаемое топливо. Подобно нефти и углю, это означает, что это, по сути, останки растений, животных и микроорганизмов, которые жили миллионы и миллионы лет назад. Но как эти когда-то живые организмы превратились в неодушевленную смесь газов?
Существует множество различных теорий происхождения ископаемого топлива. Наиболее широко распространенная теория гласит, что ископаемое топливо образуется, когда органическое вещество (например, останки растений или животных) сжимается под землей под очень высоким давлением в течение очень долгого времени.Это называется термогенным метаном. Подобно образованию нефти, термогенный метан образуется из органических частиц, покрытых грязью и другими отложениями. Со временем на органическое вещество накапливается все больше и больше осадков, ила и прочего мусора. Этот осадок и мусор оказывают большое давление на органическое вещество, которое сжимает его.
Это сжатие в сочетании с высокими температурами, обнаруженными глубоко под землей, разрушает углеродные связи в органическом веществе.По мере того, как человек становится все глубже и глубже под земной корой, температура становится все выше и выше. При низких температурах (более мелкие месторождения) добывается больше нефти по сравнению с природным газом. Однако при более высоких температурах создается больше природного газа, чем нефти. Вот почему природный газ обычно ассоциируется с нефтью в месторождениях, которые находятся на 1-2 мили ниже земной коры. Более глубокие месторождения, очень далеко под землей, обычно содержат в основном природный газ и во многих случаях чистый метан.
Природный газ также может образовываться в результате преобразования органических веществ крошечными микроорганизмами.Этот тип метана называют биогенным метаном. Метаногены, крошечные метанопроизводящие микроорганизмы, химически разрушают органические вещества с образованием метана. Эти микроорганизмы обычно встречаются в областях вблизи поверхности земли, лишенных кислорода. Эти микроорганизмы также обитают в кишечнике большинства животных, в том числе человека. Образование метана таким образом обычно происходит близко к поверхности земли, и образующийся метан обычно теряется в атмосфере.Однако при определенных обстоятельствах этот метан может улавливаться под землей и извлекаться как природный газ. Примером биогенного метана является свалочный газ. Свалки, содержащие отходы, производят относительно большое количество природного газа в результате разложения содержащихся в них отходов. Новые технологии позволяют собирать этот газ и использовать его для увеличения поставок природного газа.
Третий способ образования метана (и природного газа) — абиогенные процессы.Очень глубоко под земной корой существуют газы, богатые водородом, и молекулы углерода. Поскольку эти газы постепенно поднимаются к поверхности земли, они могут взаимодействовать с минералами, которые также существуют под землей, в отсутствие кислорода. Это взаимодействие может привести к реакции с образованием элементов и соединений, которые находятся в атмосфере (включая азот, кислород, двуокись углерода, аргон и воду). Если эти газы находятся под очень высоким давлением, когда они движутся к поверхности земли, они могут образовывать отложения метана, подобные термогенному метану.
Природный газ под землей
| Источник: Энергетическая информация США Администрация |
Хотя существует несколько способов образования метана и, следовательно, природного газа, обычно он находится под поверхностью земли. Поскольку природный газ имеет низкую плотность, после образования он будет подниматься к поверхности земли через рыхлую породу сланцевого типа и другие материалы. Часть этого метана просто поднимется на поверхность и рассеется в воздухе.Однако большая часть этого метана поднимется вверх в геологические образования, которые «удерживают» газ под землей. Эти образования состоят из слоев пористой осадочной породы (вроде губки, которая впитывает и содержит газ) с более плотным, непроницаемым слоем породы наверху.
Эта непроницаемая порода улавливает природный газ под землей. Если эти образования достаточно большие, они могут улавливать большое количество природного газа под землей в так называемом резервуаре. Существует ряд различных типов этих образований, но наиболее распространенный из них образуется, когда непроницаемая осадочная порода образует форму «купола», как зонтик, улавливающий весь природный газ, всплывающий на поверхность.
Есть несколько способов формирования такого рода «купола». Например, разломы являются обычным местом для существования залежей нефти и природного газа. Разлом возникает, когда нормальные осадочные слои «разделяются» вертикально, так что непроницаемая порода смещается вниз, задерживая природный газ в более проницаемых слоях известняка или песчаника. По сути, геологическая формация, которая покрывает непроницаемую породу более пористыми, богатыми нефтью и газом отложениями, может образовать резервуар.На рисунке ниже показано, как природный газ и нефть могут быть задержаны под непроницаемыми осадочными породами в так называемой антиклинальной формации. Чтобы успешно вывести это ископаемое топливо на поверхность, в непроницаемой скале необходимо просверлить отверстие, чтобы выпустить ископаемое топливо под давлением. Обратите внимание, что в коллекторах, содержащих нефть и газ, газ, будучи наименее плотным, находится ближе всего к поверхности, а нефть под ним, как правило, сопровождается определенным количеством воды. Природный газ, захваченный таким образом под землей, может быть извлечен путем просверливания отверстия в непроницаемой породе.Газ в этих резервуарах обычно находится под давлением, что позволяет ему самостоятельно выходить из резервуара.
Источник: Energy Tomorrow
Помимо того, что природный газ находится в традиционном резервуаре, таком как показанный выше, природный газ также может быть обнаружен в других «нетрадиционных» пластах. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о нетрадиционных пластах природного газа, таких как сланцы, которые можно увидеть на графике справа.
Теперь, когда были обсуждены основы использования природного газа в качестве ископаемого топлива, перейдем к информации об истории природного газа.
фоновых изображений природы | Бесплатные HD обои и векторы для iPhone и Zoom
фоновые изображения природы | Бесплатные HD обои и векторы для iPhone и Zoom — rawpixel Природа Фон Ресурсы для дизайна · iPhone, фоны Zoom и HD обои для рабочего стола. Красивые векторные, фото и PNG текстуры. Безопасен для коммерческого использования. Бежевый листовой акварельный фон векторБесплатно
Psd сухой цветок на белом фоне дизайн пространствоБесплатно
Фон вектор зеленой горной цепи пейзаж иллюстрацииБесплатно
Розовая капуста роза узор на элементе дизайна золотой рамыБесплатно
Винтажный лист бесшовные узор фона векторный наборБесплатно
Обычная стена с листьями и белым мраморным поломБесплатно
Нейтральная абстрактная текстура PSD минимальный фонБесплатная
Тропическая зеленая рамка с листьями PSDБесплатно
Тень от пальмовых листьев на бежевом фонеБесплатно
Нейтральная абстрактная текстура PNG простой прозрачныйБесплатно
Мемфис узорчатый синий фонБесплатно
Золотая рамка с элементами дизайна черных розБесплатно
Симпатичные цветы PSD на красочных блестящих обояхБесплатно
Png Эффект естественного освещения прозрачный элемент дизайна бликов линзБесплатно
Тень листьев на оранжевом w всеБесплатно
Шаблон мотивационной цитаты, вектор на фоне пейзажа, наборБесплатно
Шаблон Png роза и фрукты винтажная розовая ботаническая иллюстрацияБесплатно
Рисованная psd золото, подсолнечник, пальмовый лист, рамка, черные обоиБесплатно
Белая рамка, блестящий новогодний фон, psdБесплатно
Пустая белая бумага с тенью пальмовых листьев на двухцветной стенеБесплатно
Вектор ретро цветной лунный пейзаж минималистский винтажный стиль плакатаБесплатно
PNG элемент дизайна тени цветочного поляБесплатно
Рамка из тропических листьев вектор на коричневом фонеБесплатно
Узор из банановых листьев на иллюстрация бежевого цементного фонаБесплатно
Серый фон PSD серебряный цветокБесплатно
Мокрые листья растений Monstera deliciosa в садуБесплатно
Живописный вид на Сьерра-Невада, СШАБесплатно
Светло-зеленый фон из пальмовых листьевБесплатно
Нейтральный абстрактный PSD текстура минимальная фон Цветущее поле ромашек PSD фон с горным знаменемБесплатно
Вид на вулканический регион в Исландском нагорье, ИсландияБесплатно
Чистый лист бумаги с тенью листьев на стенеБесплатно
Цветочная рамка PSD рисованной дизайн пространство Поле ячменя летом.Посетите Kaboompics для получения дополнительных бесплатных изображений.Бесплатная
Векторная рамка из блестящих листьев гинкго на нейтральном фонеБесплатная
Листья Monstera deliciosa pngБесплатно
Бежевые листья с рисунком фонаБесплатно
Живописный маршрут в Национальном лесу Редвуд в Калифорнии, СШАБесплатные
Камни для медитации на сером фоне psd zen mindfulness illustrationБесплатно
Цветочная рамка в тонах земли, дизайн в формате PNGБесплатно
Png doryopteris nobilis Стрелка, папоротник, бордюр на прозрачном фонеБесплатно
Рамка с зелеными листьями, прозрачный pngБесплатно
Рамка из зеленых листьев узор листьев на бежевом цементном фоне иллюстрацииБесплатно
Коричневый мраморный деревянный текстурированный фон Свежий натуральный зеленый фон Schefflera ArboricolaБесплатно
Золотая прямоугольная рамка на металлическом зеленом листе текстурированный фон векторБесплатно
Красный лютик Ресурс цветочного дизайнаБесплатно
Листья папоротника в лесу Оаху, ГавайиБесплатно
Иллюстрация тропических листьевБесплатно
Фон с рисунком свежих семейных пальмБесплатно
Рисованные тропические листья белый плакат прозрачный pngБесплатно
Натуральная зеленая Calathea Orbifolia by розовая пастельная стенаБесплатно
Натуральный цветочный фон из засушенных цветовБесплатно
Элемент дизайна фона с рисунком золотых листьевБесплатно
Крупный план деревянного текстурированного фонаБесплатно
Квадратная цветочная квадратная рамка Doodle Векторный вид с воздуха на пляж Келингкинг, Бали, ИндонезияБесплатно
Металлические зеленые листья текстурированный фонБесплатно
Летние бури над Гранд-КаньономБесплатно
Восточные листья и золотая детализированная рамка на бежевом вектореБесплатно
Узор из листьев Мемфиса на желтом фонеБесплатно
Растения в Консерватории Волонтер-Парк, Сиэтл, США 9 0002 Бесплатно Ботанические листья синий фоновый слойБесплатно
Зеленые листья граничат на пустом зеленом фонеБесплатно
Весенний фон с красивыми цветущими подсолнухами в полеБесплатно
Half Dome на закате, вид с ледниковой точки в национальном парке Йосемити, Северная АмерикаБесплатно
Тропическая листва узор фона вектор Ледяная лагуна текстурированный фонБесплатно
Женщина с белыми цветами на розовом фонеБесплатно
Медные листья эвкалипта на коричневом фоне иллюстрацииБесплатно
Красные кленовые листья в садуБесплатно
Дрон, вид на зеленый лес и грунтовая дорога, проходящая черезБесплатно
Естественный поток в лесу обои для мобильного экрана Восточные листья и золотая детализированная рамка на бежевомБесплатно
Иллюстрация висящего растения на белом фоне Катящаяся волнаБесплатно
Зеленые тропические листья с рисунком плаката вектор Голубой океан с мягкой волной sFree
Волны в Хантингтон-Бич, Калифорния, СШАFree
Текстура коричневого дерева | Фоновое изображение с высоким разрешениемБесплатно
Млечный Путь пересекает ночное небо в Хахей, Новая ЗеландияБесплатно
Кит плавает в океане для кампании «Спасите планету» Медиа-ремиксБесплатно
Тропический узор PSD летний фон в голубых тонахБесплатно
Радиация Источники и дозы | Радиационная защита
Источники излучения излучение Энергия, выделяемая в виде частиц или лучей.все время вокруг нас. Некоторые из них естественны, а некоторые созданы руками человека. Количество радиации, поглощенной человеком, измеряется дозой. Доза — это количество энергии излучения, поглощенное телом. Для получения информации о дозе см. Основы излучения.
На этой странице:
Фоновое излучение
Фоновое излучение Фоновое излучение Излучение, которое всегда присутствует в окружающей среде. Большая часть фонового излучения возникает естественным путем, а небольшая часть — за счет антропогенных элементов.присутствует на Земле во все времена. Большая часть фонового излучения возникает естественным образом из минералов, а небольшая часть — из антропогенных элементов. Радиоактивные минералы, встречающиеся в природе в почве, почве и воде, производят радиационный фон. Человеческое тело даже содержит некоторые из этих естественных радиоактивных минералов. Космическое излучение из космоса также влияет на радиационный фон вокруг нас. Уровни естественного радиационного фона могут сильно различаться от места к месту, а также могут изменяться в одном и том же месте с течением времени.
Космическое излучение
Космическое излучение исходит от очень энергичных частиц Солнца и звезд, которые входят в атмосферу Земли. Некоторые частицы попадают на землю, а другие взаимодействуют с атмосферой, создавая различные типы излучения. Уровни излучения увеличиваются по мере приближения к источнику, поэтому количество космического излучения обычно увеличивается с увеличением высоты. Чем выше высота, тем выше доза. Вот почему люди, живущие в Денвере, штат Колорадо (высота 5280 футов), получают более высокую годовую дозу космического излучения, чем те, кто живет на уровне моря (высота 0 футов).Узнайте больше о космической радиации в RadTown, веб-сайте EPA по радиационному образованию для студентов и преподавателей.
Радиоактивные материалы на Земле и в наших телах
Уран и торий, встречающиеся в природе в природе, называются первичными. первичными. Существуют с момента образования Солнечной системы, встречаются в природе. радионуклид радионуклид Радиоактивные формы элементов называются радионуклидами. Радий-226, цезий-137 и стронций-90 являются примерами радионуклидов.s и являются источником земной радиации. Следы урана, тория и продуктов их распада можно найти повсюду. Узнайте больше о радиоактивном распаде. Уровни земной радиации варьируются в зависимости от местоположения, но районы с более высокими концентрациями урана и тория в поверхностных почвах обычно имеют более высокие уровни доз.
В организме могут быть обнаружены следы радиоактивных материалов, в основном природного калия-40. Калий-40 содержится в пище, почве и воде, которые мы принимаем.Наши тела содержат небольшое количество радиации, потому что организм таким же образом усваивает нерадиоактивные и радиоактивные формы калия и других элементов.
Искусственные источники
Небольшая часть радиационного фона возникает в результате деятельности человека. Незначительные количества радиоактивных элементов рассеялись в окружающей среде в результате испытаний ядерного оружия и аварий, подобных той, что произошла на Чернобыльской атомной электростанции в Украине. Ядерные реакторы выделяют небольшие количества радиоактивных элементов.Радиоактивные материалы, используемые в промышленности и даже в некоторых потребительских товарах, также являются источником небольшого фонового излучения. Узнайте больше о радиации и потребительских товарах.
Начало страницы
Средние дозы и источники в США
Все мы ежедневно подвергаемся облучению от естественных источников, таких как минералы в земле, и искусственных источников, таких как медицинские рентгеновские лучи. По данным Национального совета по радиационной защите и измерениям (NCRP), средняя годовая доза облучения на человека в США.S. составляет 6,2 миллизиверта (620 миллибэр). На круговой диаграмме ниже показаны источники этой средней дозы.
Источник: Национальный совет по радиационной защите и измерениям (NCRP), отчет № 160 Exit
.Большая часть нашей средней годовой дозы поступает от естественного радиационного фона. радиационного фона Радиация, которая всегда присутствует в окружающей среде. Большая часть фонового излучения возникает естественным путем, а небольшая часть — за счет антропогенных элементов. источники:
- Радон и торон, радиоактивные газы, образующиеся при радиоактивном распаде других природных элементов.
- Космос (космическое излучение).
- Радиоактивные минералы природного происхождения:
- Внутренний (в вашем теле).
- Наземный (в земле).
Еще 48 процентов дозы в среднем американца приходится на медицинские процедуры. Эта сумма не включает дозу лучевой терапии, применяемую при лечении рака, которая обычно во много раз больше.
Начало страницы
Используйте калькулятор дозы радиации, чтобы оценить годовую дозу от источников ионизирующего излучения.
дозы от обычных источников излучения
На следующей диаграмме сравниваются дозы облучения от обычных источников излучения, как естественных, так и техногенных.
Источники:
Национальный совет по радиационной защите и измерениям (NCRP), Отчет № 160 Выход
Международная комиссия по радиологической защите, публикация 103, выход
Начало страницы
.