何强环境学导论课件-大气污染气象.ppt

并不是说只要有污染物排入大气，就会出现空气污染事故，因为大气存在自净作用，包括降雨洗刷作用、重力沉降作用、吸附作用、化学反应作用等等；但在降低污染物的危害方面，最重要的还是空气本身的稀释和分散作用。这就要考虑气象条件。 第14章 大气污染气象学 14.1 地球大气圈的结构 14.2 影响空气污染的气象因素 14.3 空气污染对气候的影响 思考题与习题 1.地球的大气圈 我们把随地球引力而旋转的大气层称为大气圈。在地 球场内受引力而旋转的气层。在一般 情况下，可以将地球表面到1000～14000km的气层作为 大气圈。地球大气圈的总质量估计为 t。 大气圈中的空气分布是不均匀的。海平面上的空气 稠密。在近地层的大气层里，气体的密度随高度上升而 迅速变稀，但是在400～1400km的大气层里，空气是渐 渐变稀薄的。 14.1 地球大气圈的结构 大气圈:随着地球旋转的大气层。（高度可达10000km ） 中 间 层 暖层（thermosphere） （电离层ionosphere ） 散逸层（外逸层） 14.2 影响空气污染的气象因素 实践证明，风向与风速、大气的稳定度、降 水情况和雾，是影响空气污染的重要气象因素。 1. 风的影响 2. 大气的稳定性 3. 降水的影响 4. 雾的影响 5. 空气污染“事故日”与污染指数 1. 风的影响 包括风向和风速大小两个方面。 风向影响着污染物的扩散方向； 风速决定污染物的扩散和稀释状况。 为了表示风向、风速对空气污染物的扩散的影响，可以采用风向频率玫瑰图和污染系数玫瑰图。 风向频率是指某方向的风占全年各风向总和的百分率； 2. 大气的稳定性 1). 大气的降温率与大气稳定性的关系 在地球表面的上方，大气温度随高度变化的速率是气象变 化的一个重要因素，它直接影响空气的垂直混合状况。 将大气温度沿垂直方向随高度变化的速率称为垂直降温率 式中：r——垂直降温率；T——温度；h——离地面高度 垂直绝热降温率就是空气在绝热条件下上升时，由于上升气块所受压力降低而膨胀，消耗了内能，使气块温度随之下降的速率。 由于干空气可近似看作理想气体，可得： P——大气压力；h——高度；ρ——空气密度；g——重力加速度 再由热力学公式得： M——空气的相对分子质量；C ——空气的摩尔定压热容 求得 rd≈ 0.98℃/100m ≈1℃/100m 即当空气绝热上升时，离开地面每升高100m，气温下降1℃ rd 称为空气的绝热降温率。 r1℃/100m，是超绝热降温率；大气不稳定，有利于空气 污染物扩散开来。 r1℃/100m，是次绝热降温率；空气基本稳定，使空气中 污染物积累起来。 假如高度增大时，气温反而上升，即dT0，或垂直降温率r0，则该空气层便成为逆温层（inversion layer）。 此时上层空气密度低，下层空气密度高，空气在垂直方向上不存在任何运动，气层异常稳定，以致常常发生空气污染事故。 不同降温率对烟囱的排烟型式影响很大 超绝热降温时，大气不稳定，出现波浪型 排烟，它能使污染物随风速扩散。 逆温时，由于大气稳定，形成平展型排烟， 它严重地妨碍空中污染物的垂直运动，只能朝水平方向扩散。 当大气的上层为逆温，下层为超绝热降温时，即上层稳定，下层不稳定时，形成熏烟型（fumigation）排烟，空气中污染物被熏烟带回地面，使污染更为严重。 2).产生逆温的原因 B.引起逆温的原因 下降逆温（subsidence inversion） 辐射逆温（radiation inversion） 海岸逆温（coastal inversion） 地形逆温（geographical inversion） A.哈德黎环流与下降逆温（subsidence inversion） 下降逆温：当上层空气下沉时，落入高压气团中，因受压而变热，使气温高于下层空气。 高压区的气候良好，温暖干燥，可惜有时会产生下降逆温，造成地区性空气污染。 辐射逆温（radiation inversion） 海岸逆温（coastal inversion） 地形逆温（geographical inversion） 3. 降水的影响 各种