大气污染控制工程_第三章_大气污染气象学.ppt

1 大气边界层特征 气温 气压 气湿 风向 风速 云况 能见度 天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。 单位：mb（毫巴） 大气的压强： 1at＝101326Pa＝1013.26mmb = 760mmHg? 静力学方程: ? 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：一定气压下空气达到饱和状态时的温度 风：水平方向的空气运动叫做风（垂直方向为升降气流） 风向：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平均值） (km/h) F—风力级（0～12级） 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 云量的记录：以总云量/低云量的形式记录，如10/7 云 正常视力的人，在天空背景下能看清的最大水平距离 级别（0-9级，相应距离为50～50000米） 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 （1）热力学第一定律 大气中的热力学过程遵循热力学第一定律，即能量守恒定律。表示加于任一封闭物系（气体）的热量等于该物系内能的变化和物系对外所做的功，即： 在无非膨胀功时，其微分表达式为： 将状态方程 代入上式，并取 ， 则上式写成 变形为： 式中：dQ—加入物系的热量； R—气体常数； Cp—恒压比 定义：干空气块（包括未饱和的湿空气块）上升或下降单位高度（通常取100m）时，温度降低或升高的数值，称为干空气温度绝热垂直递减率，简称干绝热直减率。 表示方法： 定义式： 推导： 根据热力第一定律，导出绝热过程方程式为： ……① 又气压随高度变化规律： ……② 又理想气体状态方程： ……③ 定义：气温随高度的变化特征可以用气温垂直递减率来表示，简称气温直减率，指单位（通常取100m）高差气温变化率的负值。 表示方法： 定义式： 定量判断: 判据： ? Ekman螺旋线（北半球下视，地偏力指向运动右方，故顺时针；南半球则相反） 高度增高，风速增大，方向逐渐接近地转风。 当气流沿地面流过时，必然要同各种地形地物发生摩擦作用，使风向风速发生变化，其影响程度与各种障碍物的体积、形状、高低有密切关系。 一、太阳、大气和地面的热变换 温室效应 一、太阳、大气和地面的热变换 第三章 大气污染气象学 二、气温的垂直变化 1、大气的绝热过程与泊松方程 第三章 大气污染气象学 二、气温的垂直变化 1、大气的绝热过程与泊松方程 （2）大气绝热过程 气块在大气中的运动近似认为是绝热变化。 原因：①空气的导热率较小，变化慢； ②气块大气中运动很快； ③气压变化很大。 大气的绝热方程： 绝热： 将 变为 两边积分，得 即有： 因CP - CV = R 又 CP/CV = K，对于空气K=1.404 于是得大气绝热方程： 这就是绝热方程，亦称泊松（Poisson）方程。 第三章 大气污染气象学 二、气温的垂直变化 2、干绝热直减率 第三章 大气污染气象学 二、气温的垂直变化 2、干绝热直减率 将②③代入①，则得： 整理得： 第三章 大气污染气象学 二、气温的垂直变化 3、气温的垂直分布 温度层结： 气温沿垂直高度的分布，可用坐标图上的曲线表示（图），气温沿高度分布曲线或温度层结曲线，简称温度层结 大气中的温度层结有四种类型： 1、正常分布层结（递减） 2、中性层结 3、等温层结 4、逆温层结 二、气温的垂直变化 3、气温的垂直分布 定义： 大气稳定度是指垂直方向上大气的稳定程度，即是否易于发生对流。 定性描述：外力使气块上升或下降 三、大气稳定度 1、大气稳定度的概念 当气块去掉外力时 气块减速，有返回趋势，稳定 气块加速上升或下降，不稳定 气块停在外力去掉处，中性 污染物在大气中的扩散与大气稳定度有密切关