第02章 大气污染气象学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第2章 大气污染气象学,大气污染气象学的研究对象,：,气象要素对大气污染的影响,大气污染对气候气象的影响,本章简要介绍前者,2.1大气的垂直结构,2.2主要的气象要素,气象要素：,表示大气状态和物理现象的物理量,气温：,离地面1.5,m,高、百叶箱内气温,常用单位转换,2.2主要的气象要素,气压：单位面积上承受的大气柱的重量,单位：,Pa，hPa，atm，mmHg,1,mmHg=1.333hPa=133.32Pa,1atm=101326Pa=760mmHg,工程大气压：98,kPa,气压随高度的变化：,2.2主要的气象要素,湿度(气湿)：空气中的水汽含量,绝对湿度,1,m,3,湿空气中含有的水汽质量,相对湿度,空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的百分比,2.2主要的气象要素,风：气象上指水平方向上的空气运动,风的,来向,叫,风向,（8或,16,个方位圆周等分,）,风速,：单位时间内空气在水平方向上运动距离（一定时间内的平均值）,表示方法：风力级数（,F）、,风速,换算关系：,Km/h,2.2主要的气象要素,湍流：大气的不规则运动,机械湍流,垂直方向上风速分布不均匀以及地面粗糙度不同而引起,热力湍流,地表面受热不均，或垂直方向气温分布不均匀造成的。,2.2主要的气象要素,云：,云高：,云底距地面的高度,高云、中云、低云,云量：,云遮蔽天空的分数,我国云量=1.25外国云量,云量表示方法：总云量/低云量,低云（,2500米以下）,中云（,2500-5000,m,）,高云（,5000,m,以上）,2.2主要的气象要素,能见度：,正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离,级别（,09,级，相应距离为,50,50000,米）,2.2主要的气象要素,大气稳定度,大气对流能力的表征,气温的垂直递减率（气温直减率）：,气温的垂直分布温度层结,正常分布（递减层结）,中性层结,等温层结,逆温层结,2.2主要的气象要素,大气稳定度,干绝热过程：小块空气在空气中作垂直运动，不与周围空气发生热量交换干绝热垂直递减率（干绝热直减率）：,可推出，,d,=0.98K/100m1K/100m,小空气块作垂直运动时,外界气压的变化很大,当气压的影响远远超过了气块与周围热交换的影响时,可视为绝热过程。,d,d,d,=-,T,z,g,2.2主要的气象要素,干绝热直减率,根据热力学第一定律：(1),积分得：,气压随高度的变化：,dp,=-,gdz,理想气体的状态方程：,p=RT,将上述两式带入(1)得：,2.2主要的气象要素,气温直减率与干绝热直减率的区别：,气温直减率,表示温度随高度的变化，随时间和空间而变化,干绝热直减率,d,表示干气块垂直运动过程中在绝热条件下的温度变化，是一个常数,2.2主要的气象要素,大气稳定度：,定义：,大气在垂直方向上稳定的程度；反映其是否容易对流,定性描述：若一块空气受到外力作用，产生了上升或下降的运动，外力消除后：,气块减速并返回到原来的高度稳定,气块仍然加速上升或下降 不稳定,气块停留或等速运动 中性,不稳定条件下有利于污染物扩散,2.2主要的气象要素,大气稳定度：,大气稳定度的判别方法：,2.2主要的气象要素,大气稳定度：,逆温不利于污染物扩散,辐射逆温：地面白天加热，大气自下而上变暖；地面夜间变冷，大气自下而上冷却,2.3大气稳定度及其分类,大气稳定度的分类方法,：,帕斯奎尔（,Pasquill,）,分类,方法要点：,根据距地面10米处的平均风速、太阳辐射强度、云量将大气稳定度分为,A、B、C、D、E、F,六个级别,A-F：,强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定、,稳,定,对于开阔的乡村地区分类较为可靠；在城市，由于热岛效应和较大的粗糙度，分类不太准确。,2.3大气稳定度及其分类,大气稳定度的分类方法,：,帕斯奎尔（,Pasquill,）,分类,2.3大气稳定度及其分类,大气稳定度的分类方法,：,帕斯奎尔（,Pasquill,）,分类的改进,特纳尔（,Turner）,提出改进：,首先根据某时某地的太阳高度角和云量，确定太阳辐射的等级数,根据太阳辐射的等级数和距地面10,m,处的风速确定稳定度等级,克服了帕斯奎尔分类没有确切规定太阳高度角、云量观测不准确，人为因素较多的缺点。,2.3大气稳定度及其分类,大气稳定度的分类方法,：,帕斯奎尔（,Pasquill,）,分类的改进,2.,4,大气污染与气象,气象要素对大气污染的影响,：,风的影响,风向决定污染物的移动方向,风速决定稀释扩散能力，风速越大，稀释扩散能力越强。,风速廓线：平均风速随高度的变化曲线,对数律模式（中性层结）：,指数律模式（非中性层结）,2.,4,大气污染与气象,气象要素对大气污染的影响,：,湍流的影响,湍流使烟气沿三维空间的方向迅速延展开来，大气中污染物的扩散主要是通过湍流来完成的。,小尺度涡旋烟气沿水平方向近直线前进,大涡团烟气前进路线呈曲线状,复合尺度湍流烟气被涡流迅速撕裂，沿下风向不断扩大,2.,4,大气污染与气象,气象要素对大气污染的影响,：,湍流的影响,2.,4,大气污染与气象,气象要素对大气污染的影响,：,大气稳定度的影响,大气处于不稳定状态时，空气产生强烈的上下对流，烟流会迅速扩散,大气处于稳定状态时，出现逆温层，阻碍空气的上下对流，污染物不易扩散而大量积聚,烟流在大气中形态的变化，体现出大气稳定度对扩散的影响,烟流型与大气稳定度的关系,2.,4,大气污染与气象,地形、地物大气污染的影响,：,地形的影响,海陆风,2.,4,大气污染与气象,地形、地物大气污染的影响,：,地形的影响,山谷风,2.,4,大气污染与气象,地形、地物大气污染的影响,：,地物的影响,城市热岛环流,