大气环境化学2-1[精选].ppt

第二章大气环境化学 一、大气温度层结 1、定义： 由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层次大气对太阳辐射吸收程度上的差异，使得温度、密度等气象要素在垂直方向上呈不均匀的分布。 常见的方法根据温度随海拔高度的变化情况将大气分为四层。 大气的升温过程 二、辐射逆温层 2、辐射逆温 是地面因强烈辐射而冷却降温所形成的。 这种逆温层多发生在距地面 100-150 m 高度内。 最有利于辐射逆温发展的条件是平静而晴朗的夜晚。 有云和有风都能减弱逆温。 风速超过 2-3 m/s，逆温就不易性形成。 1、风和大气湍流的影响 B、摩擦层： 可将对流层分为两层，摩擦层和自由大气层。 海拔高度低于1-2km的叫摩擦层，污染物主要 在摩擦层扩散。 摩擦层以上的气层为自由大气层，天气现象出 现在此层。 摩擦层里存在两种乱流： 动力乱流：也称为湍流，起因于有规律水平运 动的气流遇到起伏不平的地形扰动所产生的； 热力乱流：又称对流，起因于地表面温度与地表面附近温度不均一，近地面空气受热膨胀而上升，随之上面的冷空气下降，从而形成对流。 两种形式的乱流常并存。 dv/dt=(T-T)g/T dv/dt——气块加速度 T ——受热气块温度 T ——大气温度 g ——重力加速度 2、天气形势和地理形势的影响 A、天气形势： 不利的天气形势和地形特征结合在一起常使大气污染程度加重。如由于大气压分布不均匀，在高压区里存在下沉气流，于是形成上热下冷的逆温现象，称下沉逆温，具有持续时间长，分布广的特点，使污染物长时间的积累在逆温层而不能扩散。世界上一些较大的大气污染事件大多是在这种天气形势下形成的。 B、地理形势： 不同地形地面之间的物理性质差异引起热状况在水平方向上分布不均匀。这种热力差异在弱的天气系统条件下就有可能产生局地环流：海陆风、城郊风（城市热岛效应）和山谷风 海陆风 海风 陆风 城郊风 山谷风 山谷风：谷风 山谷风：山风 * 第一节 大气的组成及其主要污染物 A、对流层 troposphere B、平流层stratosphere C、中间层mesosphere D、热层（电离层）thermosphere E、逸散层exosphere 100 80 60 40 20 0 热层 中间层顶 中间层 平流层顶 平流层 对流层顶 对流层 2、大气分层与各层的特性 160 200 240 280 T(K) X(km) 图 大气温度的垂直分布 A 对流层 对流层是大气圈中最接近地面的一层。对 流层厚度随纬度和季节而变化，平均厚为12km。 对流层最显著的特点就是气温随海拔高度的增加而降低，大约每上升100m，温度降低0.6℃。 另一个特点是密度大，大气总质量的3/4都集中 在对流层。 自然界主要的天气过程如雨、雪、雹等的形成都发生在这一层,人类活动排放的污染物绝大部分停留在这一层。对流层是大气中最活跃，与人类关系最密切的一层。 100 80 60 40 20 0 热层 中间层顶 中间层 平流层顶 平流层 对流层顶 对流层 160 200 240 280 T(K) X(km) 图 大气温度的垂直分布 平流层是指对流层顶到高度约 50km的大气层，气体状态稳定。 在25km以下温度随高度基本不 变，在25km以上到平流层顶， 气温随高度增加而升高。 有大约20km厚的一层臭氧层 吸收紫外线；没有对流运动； 空气比对流层稀薄得多，很 少出现天气现象。 平流层中大气透明度好，气流 稳定，超高速飞机多在底部飞行。 B 平流层 100 80 60 40 20 0 热层 中间层顶 中间层 平流层顶 平流层 对流层顶 对流层 160 200 240 280 T(K) X(km) 图 大气温度的垂直分布 C 中间层 中间层是平流层顶80km 高度的大气层。显著特点是 气温随高度的增加而降低， 这种下高上低的特点使中间 层对流运动非常激烈。 100 80 60 40 20 0 热层 中间层顶 中间层 平流层顶 平流层 对流层顶 对流层 160 200 240 280 T(K) X(km) 图 大气温度的垂直分布 D 热层 热层温度随高度增加而急剧 上升，存在大量的离子