第3章大气污染气象学课件.ppt

第三章 大气污染气象学 1.大气圈结构及气象要素 2.大气的热力过程 3.大气的运动和风 大气扩散 第一节 大气圈结构及气象要素 大气圈垂直结构 大气圈垂直结构 大气圈垂直结构 对流层（～10km左右） 集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都发生在这一层 温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.650C 强烈对流作用 温度和湿度的水平分布不均 大气圈垂直结构 平流层（对流层顶～50~55km） 同温层－对流层顶35~40km，气温-550C左右 同温层以上，气温随高度增加而增加 集中了大部分臭氧 没有对流运动，污染物停留时间很长 中间层（平流层顶～85km） 气温随高度升高而迅速降低 对流运动强烈 大气圈垂直结构 暖层（中间层顶～800km） 气温随高度升高而增高 气体分子高度电离－电离层 散逸层（暖层以上） 气温很高，空气稀薄 空气粒子可以摆脱地球引力而散逸 大气压力总是随高度的升高而降低 均质大气层－80～85km以下，成分基本不变 大气气压场分布 大气水汽分布 主要气象要素 1．气温 天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。 主要气象要素 2．气压 单位：mb（毫巴） 大气的压强 1atm＝101326Pa＝1013.26mb=760mmHg? 静力学方程: ? 主要气象要素 3．气湿 绝对湿度－1m3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 含湿量－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量 水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数 露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度 主要气象要素 3．气湿 主要气象要素 ?4．风向和风速 水平方向的空气运动叫做风（垂直方向－升降气流） 风的来向叫风向（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（2或10min平均） (km/h) F－风力级（0～12级） 主要气象要素 ?4．风向和风速 风玫瑰图 主要气象要素 5．云 大气中水汽的凝结现象叫做云（使气温随高度变化小） 云量:天空被云遮蔽的成数（我国10分，国外8分） 云高:云底距地面底高度 低云（2500m以下） 中云（2500～5000m） 高云（5000m以上） 云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形） 云 主要气象要素 6．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（0~9级，相应距离为50～50000米） 第二节 大气的热力过程 太阳、大气和地面的热交换 太阳以紫外线、可见光、红外线的形式辐射热量 太阳辐射加热地球表面 地面长波辐射加热大气 近地层大气温度随地表温度变化 气温的垂直变化 气温直减率 （大气） 干空气绝热绘制温度递减率－ 干绝热直减率 （空气团） 一般满足，大气绝热过程，系统与周围环境无热交换? 气温直减率 定量： 热力学第一定律 （第一定律＋状态方程） 其中 气温直减率 气温直减率 代入上式得： 气温的垂直分布（温度层结） ?气温的垂直分布－温度层结 大气稳定度及其判据 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： 大气稳定度及其判据 定量判断 大气稳定度及其判据 则有 判据： ? 逆温 逆温不利于扩散 辐射： 逆温 辐射逆温的生消过程 逆温 2.下沉逆温 （多在高空大气中，高压控制区内） 逆温 3.平流逆温 暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成 逆温 5.锋面逆温 烟流型与大气稳定度的关系 波浪型（不稳） 锥型（中性or弱稳） 扇型（逆温） 爬升型（下稳，上不稳） 漫烟