第二章.大气环境化学.ppt

第二章大气环境化学 二、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。 人们把静大气的温度和密度在垂直方向上的分布称为大气温度层结和大气密度层结。 氟氯烃类化合物也是温室气体，特别是CFC-11和CFC-12，它们吸收红外线的能力比CO2要强得多。大气中每增加一个氟氯烃类化合物的分子，就相当于增加了104个CO2分子。 因此，氟氯烃类化合物既可以破坏臭氧层也可以导致温室效应。 第二节大气中污染物的迁移 一、辐射逆温层一般情况下，在低层大气中，气温是随高度的增加而降低的。但有时在某些层次可能出现相反的情况，气温随高度的增加而升高，这种现象称为逆温。 辐射逆温是地面因强烈辐射而又冷却降温形成。 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。 T2=T1(P2/P1)exp(ARd/Cpd) T2、T1——分别为绝热过程起 始和终结时的温度 P2、P1 ——分别为绝热过程起 始和终结时的压力 A ——功热当量 Rd ——干过程的状态常数 Cpd ——干空气的定压比热 T2=T1(P2/P1)exp(0.286) (ARd/Cpd=0.286) 利用这个方程可以求 出气块上升到任意高度处的温度值。 3、干绝热垂直递减率Γd： 1、概念： 2、按照稳定度将大气分为： 稳定的大气：当大气中某一气块在垂直方向上有一个小的位移，如果层结大气使气块趋于回到原来的平衡位置，则称层结是稳定的，ΓdΓ0 不稳定的大气：如果层结大气使气块趋于继续离开原来位置，则称层结是不稳定的， ΓdΓ0 中性的大气：介于上两者之间， Γd=Γ0 研究大气垂直递减率和干绝热递减率用于判断，气块稳定情况，气体垂直混合情况，考察污染物扩散情况。 四、影响大气污染物迁移的因素 1、风和大气湍流的影响 2、天气形势和地理形势的影响 1、风和大气湍流的影响 B、摩擦层： 具有乱流特征的气层，也称乱流混合层。 底部与地面接触，顶以上的气层为自由大气。 厚度1000到1500米之间，污染物主要在该层扩散。 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。 C、气体污染物的扩散很大程度取决于对流与混合的程度，垂直运动程度越大，用于稀释污染物的大气容积量也就越大。 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 由于受热气块温度较高，密度较小，从而促使气块上升。上升过程中气体温度下降并最终达到与外界气体温度一致，当受热气块会上升至 T=T 时。气块与周围大气达到中性平衡，气块停止上升，这个高度定义为对流混合层上限，或称最大混合层高度。 2、天气形势和地理形势的影响 A、天气形势：指大范围气压分布的状况，局部地区的气象条 　　　　　 件总是受到天气形势的影响。如下沉逆温，使