The influence of yearly weather variations on smoke and sulphur dioxide pollution in Pretoria

Summary

In Pretoria the atmospheric pollution by smoke and sulphur dioxide shows two distinct seasons: one (October to March) during which the concentrations are low; and another during which the concentrations go through three phases: a phase of general increase (April, May), a phase of maximum concentrations (June, July) and a phase of general decrease (August, September). The two different seasons can be explained by the fact that seven main weather types occur over Pretoria and the South African highveld. Between October and March weather types associated with rain and atmospheric instability predominate whereas between May and September a weather type which is characterized by atmospheric stability prevails; April representing a period of transition between these extremes.

The annual and diurnal varitions in the concentrations of smoke and sulphur dioxide in the atmosphere which are mainly due to climatic factors are discussed. Also discussed are the long-term trends which indicate that smoke levels have remained fairly constant at the two sites where they have been measured over periods of 13 and 7 years, respectively, whereas the levels of sulphur dioxide have decreased markedly. The long-term trends are due to human factors.

Zusammenfassung

In Pretoria können zwei Zeitabschnitte in bezug auf die Verunreinigung durch Ruß und Schwefeldioxid unterschieden werden: ein Zeitabschnitt, in dem die Konzentrationen niedrig sind, von Oktober bis März und ein Zeitabschnitt, in dem die gemessenen Konzentrationen drei Phasen durchlaufen: eine Phase der allgemeinen Zunahme (April, Mai), eine Phase der Höchstwerte (Juni, Juli) und eine Phase der allgemeinen Abnahme (August, September). Die zwei Zeitabschnitte sind damit zu erklären, daß sieben Hauptwitterungstypen über Pretoria und dem südafrikanischen Hochland auftreten. Zwischen Oktober und März dominieren die Witterungstypen, die Regen bringen und durch atmosphärische Instabilität gekennzeichnet sind, während zwischen Mai und September ein Wettertyp vorherrscht, der durch eine stabile Atmosphäre charakterisiert ist; der April repräsentiert eine Periode des Überganges zwischen den Witterungstypen solch extremer Eigenschaften.

Der Jahres- und der Tagesgang der Verunreinigung durch Ruß und Schwefel-dioxid werden erörtert; beide Abläufe sind vorwiegend durch klimatische Einflüsse bedingt. Die Tendenzen über lange Zeiträume werden ebenfalls besprochen. Diese deuten an, daß an zwei Meßstellen über Perioden von 13 Jahren bzw. 7 Jahren der Rußgehalt nahezu unverändert geblieben ist, während die Schwefel-dioxidkonzentration eine deutliche Abnahme zeigt. Diese langjährige Entwicklung ist durch menschliche Einflüsse verursacht worden.

Résumé

A Prétoria l'étude de la pollution de l'atmosphère par les fumées noires et l'anhydride sulfureux montre deux saisons distinctes: une saison (octobre à mars) durant laquelle les concentrations sont faibles et une autre pendant laquelle les concentrations traversent trois phases: une phase d'augmentation générale (avril—mai), une phase de concentration maximale (juin—juillet) et une phase de diminution générale (août—septembre).

Ces deux différentes saisons peuvent s'expliquer par le fait que sept principaux types de temps règnet sur Prétoria et le haut-plateu environnant. Entre octobre et mars les types de temps pluvieux et instables prédominent, tandis qu'entre mai et septembre règne un type de temps caractérisé par une atmosphère stable; avril est une période de transition entre ces deux extrêmes.

Les variations annuelles et diurnes des concentrations des fumées et d'anhydride sulfureux dans l'atmosphère, dues principalement à des facteurs climatiques, sont étudiées. On étudie également les tendances a long terme qui indiquent que les niveaux de fumées sont restés presque constants aux deux emplacement où ils ont été mesurés pendant des périodes de 13 et de 7 ans respectivement tandis que les niveaux d'anhydride sulfureux ont décrut sensiblement. Les tendances à long terme sont dues à des facteurs humains.