Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.3/2025(4))

Научная статья УДК 622.4+519.67 doi:10.37614/2949-1185.2025.4.3.002 К ВОПРОСУ О ВЗАИМОСВЯЗИ ЕСТЕСТВЕННОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ ГОРНЫХ КОТЛОВИН И КАРЬЕРОВ СО СТЕПЕНЬЮ УСТОЙЧИВОСТИ АТМОСФЕРНОЙ СТРАТИФИКАЦИИ Павел Васильевич Амосов1,2, Александр Анатольевич Бакланов 2,3 1Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, Апатиты, Россия 2Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия 3Всемирная метеорологическая организация, Женева, Швейцария 1p.amosov@ksc.ru , https://orcid.org/0000-0002-7725-6261 23aabaklanov@yahoo. com± https://orcid.org/0000-0002-5396-8440 Аннотация На основе короткого обзора российских и зарубежных исследований отмечена необходимость выполнения изысканий по разработке стратегий сокращения загрязнения атмосферы в горнодобывающих карьерах и населённых пунктах, расположенных в районах со сложной орографией (горные цирки, котловины). В данной работе, продолжающей серию исследований, на примере карьеров, как аналогов горных котловин, методом численного моделирования исследована конкретная задача естественного проветривания в зависимости от фоновой атмосферной стратификации. Компьютерные модели созданы в неспециализированном программном коде COMSOL. В численных экспериментах рассмотрены различные условия атмосферной стратификации: параметр фоновой стратификации проварьирован от 0,0 до +0,025 °С/м с шагом 0,005 °С/м. Показано, что результаты аэродинамических расчётов, выполненные на базе построенных компьютерных моделей для условий нейтральной стратификации, демонстрируют строгое соответствие схемам проветривания по классификации классиков аэрологии карьеров В. С. Никитина и Н. З. Битколова. Спрогнозирована существенная перестройка структуры воздушных потоков и перевод прямоточной и рециркуляционно-прямоточной схем проветривания в рециркуляционную при учёте механизмов плавучести и фоновой стратификации. Показано «растягивание» зоны рециркуляции и её простирание практически вдоль всей подошвы карьера при усилении инверсионного состояния. При больших значениях углов откоса карьера продемонстрированно послойное выстраивание потоков противоположного направления. Спрогнозирован рост времени естественного проветривания по сравнению с нейтральным состоянием атмосферы в 2-3 раза с усилением инверсионного состояния атмосферы. Ключевые слова: загрязнение атмосферы, горные котловины, неглубокие карьеры, схемы естественного проветривания, механизмы плавучести и фоновой стратификации, инверсия, численное моделирование. Благодарности: работа выполнена в рамках темы НИР № гос. рег. 1023032200038-4 «Трансформация природных и техногенных систем в условиях перехода к низкоуглеродному развитию экономики и изменяющегося климата Арктической зоны Российской Федерации (на примере Мурманской области)». Часть исследований выполнена за счёт гранта Российского научного фонда № 23-77-30008. Для цитирования: Амосов П. В., Бакланов А. А. К вопросу о взаимосвязи естественного проветривания горных котловин и карьеров со степенью устойчивости атмосферной стратификации // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2025. Т. 4, № 3. С. 14-32. doi:10.37614/2949-1185.2025.4.3.002. Scientific article ON THE RELATIONSHIP OF NATURAL VENTILATION OF MOUNTAIN BASINS AND OPEN-PITS WITH THE DEGREE OF STABILITY OF ATMOSPHERIC STRATIFICATION Pavel V. Amosov1’2, Alexander А. Baklanov 23 institute of North Industrial Ecology Problems KSC RAS, Apatity, Russia 2Russian State Hydrometeorological University, Sankt-Petersburg, Russia 3World Meteorological Organization, Geneva, Switzerland 1p.amosov@ksc.ru , https://orcid.org/0000-0002-7725-6261 23aabaklanov@yahoo.com, https://orcid.org/0000-0002-5396-8440 Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2025. Т. 4, № 3. С. 14-32. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2025. Vol. 4, No. 3. P. 14-32. © Амосов П. В., Бакланов А. А., 2025 14