1. Физические факторы городской среды

Наблюдения, организованные Центральной высотной гидрометеорологической обсерваторией в 20 различных точках Москвы, показали, что температура воздуха в центре города в среднем на 2 - 4° выше, чем на окраинах. Скорость ветра в центре оказалась на 30 - 40% ниже, чем на окраинах. В крупнейших городах Западной Европы и Америки разница в температуре воздуха между центром и окраинами может достигать 4 - 6 и даже 8°. Съемка земной поверхности со спутников Земли в инфракрасных лучах (термокартографирование) показывает, что влияние повышенной температуры городских территорий распространяется на прилегающие районы, т. е. вырисовываются своего рода шлейфы. В. И. Дианов-Клоков (1981) приводит данные, что при радиусе Москвы, равном примерно 17 км, средний радиус зоны влияния городских выбросов тепла и окиси углерода достигает 50 - 60 км.

Теплый воздух над городом образует купол - "тепловую шапку", в которой содержание атмосферных загрязнителей особенно велико. Имеются данные, что "тепловая шапка" Москвы образуется на высоте от 100 до 300 м и рассеивается лишь при скоростях ветра более 7 - 9 м/сек. Восходящие потоки воздуха над крупными городами в целом способствуют его самоочищению от промышленных и транспортных загрязнений. В небольших городах выбросы, напротив, стелются над землей. Ю. Одум (1975) приводит следующие усредненные данные: "В средних широтах температура воздуха в городах на 1 - 2°С выше, а влажность на 6% ниже, чем в окружающей сельской местности. Так как в городе содержание пыли в воздухе на 10% выше, то частота туманов также выше на 30 - 100% (наибольшая разница зимой), осадков больше на 10%, солнечная инсоляция ниже на 15% , а ультрафиолетовая радиация - на 5 - 30%" (с. 536). Надо полагать, что во взаимодействии микроклиматических факторов города с окружающими метеоусловиями соблюдаются принципы и географической зональности, и высотной поясности.

М. Т. Дмитриев (1971, 1972) описал механизмы образования смога, т. е. тяжелого и темного тумана, появляющегося над городами при определенных метеоусловиях в результате загрязнения воздуха промышленными и транспортными отходами. Смог "лондонского типа" наблюдается в осенне-зимнее время и содержит в себе преимущественно сернистый газ (в концентрации 5 - 10 мг/м³ и более), образующийся главным образом при сгорании угля и нефти. Смог "лос-анджелесского типа" наблюдается, как правило, в теплое время года, имеет повышенную концентрацию озона (до 2 - 3 мг/м³ при норме 0,01 - 0,06 мг/м³), образуется в результате фотохимических реакций (т. е. реакций, протекающих под действием солнечного излучения), основной "материал" для которых (окись азота) получается из выхлопных газов автомобилей. В составе смога Лос-Анджелеса обнаружено около 600 специфических соединений (Глухов, 1971). По сообщениям газет, муниципальные власти Лос-Анджелеса вынуждены в среднем 150 раз в году объявлять из-за смога состояние "повышенной опасности".

В небольших промышленных городах чаще всего образуется смог смешанного типа либо смоги разных типов чередуются во времени. Нижнего порога для образования смогов, вероятнее всего, не существует, т. е. и в самой идиллической деревне при определенных условиях может образоваться нечто подобное смогу и отрицательно влиять на здоровье людей, на растения и животных.

Проблемы "акустического неблагополучия" в современном городе обсуждаются в статье И. Л. Карагодиной и С. А. Солдаткиной (1975).

К слышимым звукам относятся звуковые волны с частотами от 16 до 20 тыс. Гц. Звуковые волны с частотами менее 16 Гц принадлежат к инфразвуковому диапазону, а волны с частотами более 20 тыс. Гц - к ультразвуковому. Характерной особенностью шумов является то, что "частоты содержащихся в них простых синусоидальных волн образуют непрерывный ряд значений, целиком заполняющих некоторый интервал" (Яворский, Детлаф, 1979). На практике обычно оценивается уровень шума, выражаемый в децибелах (дБ). Отсчеты берутся по шкалам шумомера. Шкала "А" соответствует особенностям восприятия шума ухом человека, а ее показания выражаются в "децибелах по шкале А" (дБА). По действующим санитарным нормам допустимыми считаются следующие уровни шума: для жилых комнат днем - 40 дБА, ночью -30 дБА; для территории жилой застройки днем - 55 дБА и ночью - 45 дБА. В некоторых условиях к этим величинам принимаются поправки размером от - 5 до +15 дБА в зависимости от характера и продолжительности шума. Характеристики некоторых источников шума показаны в табл. 8 (по Карагодиной и Солдаткиной, 1975).

Пользуясь этой таблицей, нетрудно установить приблизительные характеристики множества других источников шума. За порогом болевого ощущения нормальное восприятие звука уже невозможно. Транспортный шум составляет не менее 60 - 80% от общего шумового фона города, в течение дня на магистральных улицах достигая уровня 80 - 90 дБА, а за счет грузового транспорта - даже 105 дБА. Шкалы шумомеров логарифмические, а порог слышимости при строгом подходе - величина больше нуля, поэтому шумы с уровнем 10, 20 и 100 дБ превышают порог слышимости соответственно в 10, 100 и 10¹⁰ раз (Одум, 1975). При этом звуки высокой частоты субъективно воспринимаются как более сильные по сравнению с такими же мощными, но низкочастотными звуками. Вообще система оценки и контроля шумовых загрязнений городской среды требует дальнейшего усовершенствования. Например, резкий внезапный и объективно даже совсем несильный звук способен нанести психике человека более серьезный вред, чем привычный шум проходящего поезда. Насущной задачей становится создание своего рода "накопителей" шумовых характеристик среды, способных отражать одновременно все разнообразие физиологических и профессиональных особенностей людей, реагирующих на раздражающее действие шума.

Таблица 8. Характеристики источников шума на расстоянии 7,5 м

Для построения шумовой карты Монреаля были произведены замеры уровня шума в разное время суток в 9 тыс. точек города. Аналогичные сведения необходимы и для всех других городов, известных своим "акустическим дискомфортом". В этой связи немалый интерес представляют поиски биологических тест-объектов, достаточно однозначно реагирующих именно на шумовую обстановку, но первенство должно принадлежать простейшему массовому прибору типа градусника, имеющегося в каждой семье.

И все-таки слух человека гораздо чувствительнее любого физического прибора, следовательно, именно человек в условиях города и может быть наиболее массовым и чувствительным "датчиком" акустической обстановки. Шумовая карта города, таким образом, может быть построена не по 9 тыс., а по сотням тысяч точек, причем в динамике и непосредственно в психологическом (нейрофизиологическом) преломлении.