В осінньо-зимовий період у Києві, Дніпрі, Львові та інших великих містах України ранкові години часто починаються з густої пелени, яка знижує видимість до 200–500 метрів і супроводжується відчуттям важкого, насиченого викидами повітря. Це явище називають радіаційним smogом — результатом поєднання природного метеорологічного процесу з накопиченням забруднювальних речовин near surface.

Радіаційний smog формується переважно вночі та вранці під впливом радіаційного охолодження земної поверхні. На відміну від поширених страхів, він не має жодного відношення до радіоактивного забруднення. Назва походить від фізичного процесу випромінювання тепла поверхнею в космос за ясного неба.

Умови для його виникнення складаються досить часто саме в Україні завдяки кліматичним особливостям: антициклональній погоді, високій вологості та наявності аерозолів від транспорту й опалення. Коли радіаційний туман поєднується з викидами, видимість падає, а концентрації дрібнодисперсних частинок зростають у рази.

Фізика процесу радіаційного охолодження

Земна поверхня вночі за відсутності хмар випромінює довгохвильове інфрачервоне випромінювання в космос. Без хмарного покриву це тепло не повертається назад, і грунт, трава, асфальт та дахи швидко втрачають температуру. Прилеглий шар повітря охолоджується шляхом теплопровідності та слабкої турбулентності.

Коли температура повітря досягає точки роси, водяна пара конденсується. У чистій атмосфері для цього потрібне значне пересичення, проте в міському повітрі достатньо аерозольних частинок — сажі, сульфатів, нітратів, пилу. Вони слугують ядрами конденсації, і краплі води формуються швидше та в більшій кількості.

Видимість погіршується через розсіювання світла на мікроскопічних краплях (мієве розсіювання). Чим вища концентрація ядер конденсації, тим густішим стає туман. Саме тому в промислових і густонаселених районах радіаційний туман частіше переходить у smog.

Температурна інверсія та накопичення забруднень

Паралельно з охолодженням формується радіаційна інверсія температури. Зазвичай температура повітря знижується з висотою приблизно на 0,65 °C на кожні 100 м. Під час інверсії навпаки — холодне повітря залишається біля поверхні, а вище розташовується тепліший шар.

Ця стійка стратифікація блокує вертикальне перемішування. Слабкий вітер (1–2 м/с) або штиль посилює ефект. Викиди оксидів азоту, сірчистого газу, чадного газу та особливо PM2.5 і PM10 від автомобілів, котелень і промисловості не розсіюються. Концентрації забруднювачів можуть зростати в кілька разів протягом кількох годин.

У долинах річок, де розташовані багато українських міст, холодне повітря додатково «стікáє» вниз, посилюючи інверсію. Після сходу сонця поверхня прогрівається на 1–2 °C, турбулентність зростає, і туман зазвичай розсіюється. Проте за стійкого антициклону процес може тривати днями.

Порівняння типів атмосферного забруднення

Джерела даних: Український гідрометеорологічний центр, Всесвітня організація охорони здоров’я.

Радіаційний smog найчастіше поєднує риси радіаційного туману та класичного типу, особливо в холодну пору року.

Поширеність в Україні та міські особливості

В Україні радіаційні тумани — найпоширеніший тип. Середня кількість днів з туманами в Києві становить близько 35 на рік, переважно з жовтня по квітень. У Харкові та Сімферополі цей показник ще вищий. У населених пунктах частота та щільність туманів зростає через більшу кількість ядер конденсації — сажі та пилу від опалення та транспорту.

У Києві епізоди погіршення якості повітря восени та взимку нерідко збігаються з умовами, сприятливими для радіаційного смогу. Офіційні звіти завжди фіксують, що радіаційний фон залишається в межах природного. Погіршення пов’язане саме з метеорологічними умовами та локальними викидами або димом від пожеж.

Вплив на здоров’я та довкілля

Дрібнодисперсні частинки PM2.5, що накопичуються під час радіаційного смогу, проникають у найглибші відділи легень і навіть у кровоносну систему, посилюючи запальні процеси та підвищуючи ризик загострень серцево-судинних і респіраторних захворювань.

Особливо вразливі діти, люди похилого віку, вагітні жінки та особи з хронічними хворобами легень і серця. Навіть у здорових людей можливі подразнення слизових оболонок, кашель, задишка та погіршення самопочуття. Тривалі епізоди сприяють хронічному впливу на організм.

Довкілля також страждає: кислотні компоненти в краплях туману прискорюють корозію будівель і пошкодження рослинності. У лісах і парках відкладення частинок погіршує стан екосистем.

Моніторинг та прогнозування в Україні

Система моніторингу якості повітря в українських містах поєднує стаціонарні пости спостереження, дані Українського гідрометеорологічного центру та публічні платформи. Прогнози враховують ймовірність радіаційних туманів та інверсій, що дозволяє завчасно попереджати населення.

Індекс якості повітря (AQI) публікується в реальному часі. Під час епізодів місцеві адміністрації та ДСНС публікують рекомендації. Радіаційний фон контролюється окремо і майже завжди залишається в нормі навіть у періоди видимого смогу.

Практичні заходи захисту

У періоди радіаційного смогу доцільно:

• Обмежити тривалі фізичні навантаження на відкритому повітрі, особливо в ранкові години.
• Використовувати якісні очищувачі повітря з HEPA-фільтрами в приміщенні.
• Закривати вікна та двері, коли концентрації забруднювачів високі.
• Відмовитися від прогулянок у низинах і біля великих транспортних магістралей.
• Людям з хронічними захворюваннями — суворо дотримуватися призначень лікаря та за потреби звертатися за медичною допомогою.

Додаткові дії включають зменшення використання автомобілів у дні з прогнозованим смогом та контроль роботи систем опалення.

Радіаційний smog залишається природним явищем, яке людська діяльність робить більш інтенсивним і тривалим. Зменшення викидів від транспорту та енергетики, розширення зелених зон і вдосконалення систем моніторингу дозволяють суттєво знижувати його негативний вплив. Своєчасне інформування та свідомі дії кожного допомагають зберегти якість життя та здоров’я навіть у періоди несприятливих метеорологічних умов.