В осенне-зимний период в Киеве, Днепре, Львове и других крупных городах Украины утренние часы часто начинаются с густой пелены, которая снижает видимость до 200–500 метров и сопровождается ощущением тяжелого, насыщенного выбросами воздуха. Это явление называют радиационным смогом — результатом сочетания природного метеорологического процесса с накоплением загрязняющих веществ в приземном слое.

Радиационный смог формируется преимущественно ночью и утром под влиянием радиационного охлаждения земной поверхности. В отличие от распространенных страхов, он не имеет никакого отношения к радиоактивному загрязнению. Название происходит от физического процесса излучения тепла поверхностью в космос при ясном небе.

Условия для его возникновения складываются довольно часто именно в Украине благодаря климатическим особенностям: антициклональной погоде, высокой влажности и наличию аэрозолей от транспорта и отопления. Когда радиационный туман сочетается с выбросами, видимость падает, а концентрации мелкодисперсных частиц возрастают в разы.

Физика процесса радиационного охлаждения

Земная поверхность ночью при отсутствии облаков излучает длинноволновое инфракрасное излучение в космос. Без облачного покрова это тепло не возвращается обратно, и грунт, трава, асфальт и крыши быстро теряют температуру. Прилегающий слой воздуха охлаждается за счет теплопроводности и слабой турбулентности.

Когда температура воздуха достигает точки росы, водяной пар конденсируется. В чистой атмосфере для этого требуется значительное пересыщение, однако в городском воздухе достаточно аэрозольных частиц — сажи, сульфатов, нитратов, пыли. Они служат ядрами конденсации, и капли воды формируются быстрее и в большем количестве.

Видимость ухудшается из-за рассеивания света на микроскопических каплях (миевское рассеяние). Чем выше концентрация ядер конденсации, тем гуще становится туман. Именно поэтому в промышленных и густонаселенных районах радиационный туман чаще переходит в смог.

Температурная инверсия и накопление загрязнений

Параллельно с охлаждением формируется радиационная инверсия температуры. Обычно температура воздуха снижается с высотой примерно на 0,65 °C на каждые 100 м. Во время инверсии все наоборот: холодный воздух остается у поверхности, а выше располагается более теплый слой.

Эта устойчивая стратификация блокирует вертикальное перемешивание. Слабый ветер (1–2 м/с) или штиль усиливает эффект. Выбросы оксидов азота, сернистого газа, угарного газа и особенно PM2.5 и PM10 от автомобилей, котельных и промышленности не рассеиваются. Концентрации загрязнителей могут возрастать в несколько раз в течение нескольких часов.

В долинах рек, где расположены многие украинские города, холодный воздух дополнительно «стекает» вниз, усиливая инверсию. После восхода солнца поверхность прогревается на 1–2 °C, турбулентность возрастает, и туман обычно рассеивается. Однако при устойчивом антициклоне процесс может длиться днями.

Сравнение типов атмосферного загрязнения

Источники данных: Украинский гидрометеорологический центр, Всемирная организация здравоохранения.

Радиационный смог чаще всего сочетает черты радиационного тумана и классического типа, особенно в холодное время года.

Распространенность в Украине и городские особенности

В Украине радиационные туманы — самый распространенный тип. Среднее количество дней с туманами в Киеве составляет около 35 в год, преимущественно с октября по апрель. В Харькове и Симферополе этот показатель еще выше. В населенных пунктах частота и плотность туманов возрастает из-за большего количества ядер конденсации — сажи и пыли от отопления и транспорта.

В Киеве эпизоды ухудшения качества воздуха осенью и зимой нередко совпадают с условиями, благоприятными для радиационного смога. Официальные отчеты всегда фиксируют, что радиационный фон остается в пределах природного. Ухудшение связано именно с метеорологическими условиями и локальными выбросами или дымом от пожаров.

Влияние на здоровье и окружающую среду

Мелкодисперсные частицы PM2.5, которые накапливаются во время радиационного смога, проникают в самые глубокие отделы легких и даже в кровеносную систему, усиливая воспалительные процессы и повышая риск обострений сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний.

Особенно уязвимы дети, пожилые люди, беременные женщины и лица с хроническими болезнями легких и сердца. Даже у здоровых людей возможны раздражения слизистых оболочек, кашель, одышка и ухудшение самочувствия. Длительные эпизоды способствуют хроническому воздействию на организм.

Окружающая среда также страдает: кислотные компоненты в каплях тумана ускоряют коррозию зданий и повреждение растительности. В лесах и парках отложения частиц ухудшают состояние экосистем.

Мониторинг и прогнозирование в Украине

Система мониторинга качества воздуха в украинских городах объединяет стационарные посты наблюдения, данные Украинского гидрометеорологического центра и публичные платформы. Прогнозы учитывают вероятность радиационных туманов и инверсий, что позволяет заблаговременно предупреждать население.

Индекс качества воздуха (AQI) публикуется в реальном времени. Во время эпизодов местные администрации и ГСЧС публикуют рекомендации. Радиационный фон контролируется отдельно и почти всегда остается в норме даже в периоды видимого смога.

Практические меры защиты

В периоды радиационного смога целесообразно:

• Ограничить длительные физические нагрузки на открытом воздухе, особенно в утренние часы.
• Использовать качественные очистители воздуха с HEPA-фильтрами в помещении.
• Закрывать окна и двери, когда концентрации загрязнителей высокие.
• Отказаться от прогулок в низинах и возле крупных транспортных магистралей.
• Людям с хроническими заболеваниями — строго соблюдать назначения врача и при необходимости обращаться за медицинской помощью.

Дополнительные действия включают уменьшение использования автомобилей в дни с прогнозируемым смогом и контроль работы систем отопления.

Радиационный смог остается природным явлением, которое человеческая деятельность делает более интенсивным и длительным. Снижение выбросов от транспорта и энергетики, расширение зеленых зон и совершенствование систем мониторинга позволяют существенно снижать его негативное влияние. Своевременное информирование и осознанные действия каждого помогают сохранить качество жизни и здоровье даже в периоды неблагоприятных метеорологических условий.