大气污染物的迁移--刘娟..ppt

大气中污染物的迁移 8163329刘娟 大气中污染物的迁移 迁移的定义 温度层结与大气污染物的迁移 风和湍流对大气污染物迁移的影响 干、湿沉降对大气污染物迁移的影响 其它气象因素对大气污染物迁移的影响 地理地势对大气污染物迁移的影响 迁移 大气中污染物的迁移 污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。 原因 空气的运动 水平运动——风 垂直运动——对流 动力源：温度差异 （二）大气稳定度 （一）气温递减与温度层结 （三）逆温 温度层结与大气污染物的迁移 温度层结:大气垂直方向上的温度分布，称为大气温度层结。 （一）气温递减与温度层结 气块的绝热过程和干绝热递减率 气团运动的绝热过程： ??空气移动,高压区→低压，膨胀降温，压缩升温。 ??当气团在水平方向运动, 非绝热过程。 ??当气团作垂直升降运动时，近似为绝热过程。 当空气团（污染气团）受到对流冲击力的作用时，产生了向上或向下的运动。 空气团在大气中的升降过程可看做绝热过程。 气温垂直递减率和干绝热递减率 ?? ?????然而，一般气团中都含有水蒸气，冷凝放潜热，得到温度的垂直递减率（r）,冷却速率为0.65℃/100m。 ?????当污染源排放的污染刚进入大气环境的时候，可视为一个绝热过程。 膨胀降温 压缩升温 暖气团 冷气团 高温暖气团倾向于从地表移动到低压的高处，气团绝热膨胀并降温。若没有水汽凝结，冷却速率为0.98℃/100m，称为温度的干绝热递减率（rd）。 大气温度层结有四种类型： Γ＞0，气温随高度递减，称正常分布层结或递减层结；一般出现在晴朗的白天，风速不大时； Γ = 0，气温基本不随高度变化，称等温层结; 一般出现在多云天或阴天，风速较大时； ?Γ＜0,气温随高度增加，称逆温层结；一般出现在少云无风的夜晚； 近地层实际大气情况非常复杂，各种气象条件均可影响到气温的垂直分布，因此实际大气与标准大气的气温垂直分布有很大不同。 大气稳定度的含义 污染物在大气中的迁移与大气稳定度有密切的关系，大气稳定度是指在垂直方向上大气稳定的程度。 在垂直方向大气的稳定程度，表达大气在垂直方向上对流运动强弱； 大气稳定度与近地层大气垂直方向的温度分布有关。 （二）大气稳定度 大气稳定度的判据 假如一空气块由于某种原因受到外力的作用，产生了上升或下降运动，但外力去除后，气团继续运动的趋势存在三种可能情况： rrd稳定 rrd不稳定 当rrd时，气团离开原来位置上升到某一高度时，由于rrd，所以气团内降温（速率为rd）要比气团外降温（速率为r）幅度大，相同起始温度情况下，气团内温度会比气团外温度低，所以气团有回归趋势。 当r〉rd时，气团离开原来位置上升到某一高度时，由于r〉rd，所以气团内降温（速率为rd）要比气团外降温（速率为r）幅度小，相同起始温度情况下，气团内温度会比气团外温度高，所以气团有继续移动离开趋势。 Γ = Γd时，气层对气团既不加速也不减速，气团被推在某一高度时保持不动，大气处于中性平衡状态。 逆温：r＜0 , 即气温随高度增加而增加的现象称为逆温。 （三）逆 温 逆温层：出现逆温的大气层称为逆温层。 逆温高度与逆温强度：逆温层的下限称为逆温高度，上下限的温度差，称逆温强度。 2种常见典型逆温的形成 1、辐射逆温（最常见地面逆温） 晴朗无云，无风夜晚，没有云层阻挡，由于强烈的有效长波辐射，使地面和近地层大气辐射出大量的热量，温度过度降低，上层空气降温较慢而形成上暖下冷的逆温现象（地面冷）。一般日出后，太阳辐射使地面增温，逆温就逐渐自下而上消失了。 辐射逆温特点 2、下沉逆温 下沉逆温多出现在离地面1000米以上的高空，厚度可达数百米。当某气层产生下沉运动时，因气压逐渐增大以及由于气层向水平方向扩散，使气层厚度减小。 气团下沉过程中，绝热压缩，顶部下降距离大，增温多，底部下降距离相对小，增温少，因此形成顶部温度高，底部温度低的气团。 因为hh’,所以HH’。 下沉气流绝热增温而形成的逆温。 有利天气条件是：极地冷高压或副热带高压控制下的晴好天气，高压中心附近有持久而强盛的下沉运动。 逆温对大气污染物扩散的影响 逆温层对空气的垂直对流运动的发展是巨大的障碍，如同盖子，对污染物的扩散起阻挡作用，故称它为阻挡层。阻挡层的存在严重阻碍了地面带有污染物的气团的上升运动，使大气污染物停滞在接近地面的大气层中，加剧大气污染的程度。 温度层结 决定 大气稳定度 影响 乱流强度 污染物迁移 影响 Γ Γd，大气不稳定， 利于迁移 Γ ﹤ Γd，大气稳定， 不利于迁移 Γ =Γd，大气