大气环境化学(1).pptVIP

第二章大气环境化学;大气环境化学;主要内容;?大气圈简介;大气化学;2.1大气中污染物的迁移;主要内容;一、大气温度层结和密度层结;;大气圈的分层结构;;1．对流层

最靠近地面的大气层，厚度约12km，存在着强烈的垂直对流作用．水汽、尘埃较多．雨、雪、云、雾、雷电等主要天气现象和过程都发生在这一层里．对人类影响最大，大气污染通常指这一层靠地面2km范围．(15℃~-56℃)

特点：

(1)气温随高度增加而降低。〔在不同的地区、季节和高度，降低数值并不相同，大约平均达6.5℃／km〕

(2)空气具有强烈的对流运动

(3)气体密度变化较大;大气垂直递减率：指随大气高度升高气温的减低率。

Γ＝－dT/dz，此式可表示大气的温度层结

对流层中，Γ＝0.6K/100m

可见，Γ＞0气温随高度增加而降低

Γ＜0气温随高度增加而升高

由于对流层内大气的重要热源是来自地面的长波辐射，故离地面越近气温就越高，离地面越远气温就越低，使得对流层内Γ＞0;2．平流层(同温层)

从对流层顶到约52km高度的范围为平流层．其下部有一很明显的温度稳定区，然后随高度增加而温度上升，其原因是地表辐射影响减少以及氧和臭氧对太阳辐射吸收加热，这种温度结构抑制大气垂直对流运动，而主要作水平方向运动．〔-56℃~-2℃〕

特点：(1)上热下冷，大气稳定。

(2)平流层内垂直对流运动很小。

(3)大气透明度高。;135~176nm;240~260nm;平流层温度层结特征;3．中间层

由平流层顶到约86km高度的范围称中间层．在这层中温度随高度增加而下降，到中间层顶，气温到达极低值，约为180K．特征：下热上冷，空气对流强烈。

4．热成层(电离层)

由中间层顶到约800km处称为热成层，其温度随高度增加而上升，白天最高温度可达1250—1750K.由于太阳和其它星球辐射各种射线，该层中大局部空气分子发生电离，成为原子、离子和自由电子，所以这层也叫电离层．;5．逸散层(外大气层)

在热成层以上的大气层称为逸散层〔800km上的高空〕，也称外大气层．因为那里空气更为稀薄，又远离地面．气体分子受地球引力极小，因而大气质点会不断??向星际空间逃逸。

在大气圈中，水蒸气的总量估计为1．3×1013t，干空气总量为5．12×1015t．热成层以下，除水蒸气外，组成根本上是稳定的．;二、辐射逆温层;逆温层结曲线

白天：ABC

夜晚：FEC，

逆温层最厚DBC

;大气垂直递减率：;逆温;三、气块的绝热过程和干绝热递减率;气块的绝热过程特点：

绝热上升，压力减小而膨胀，消耗内能，温度下降

绝热下降，压力增大而收缩，外界作功，〔内能增加〕温度升高;气块在绝热过程中P、T的关系;干空气〔气块〕在上升时温度降低值与上升高度的比，称为干绝热垂直递减率，用Γd表示。;利用Γd，对于上升的干空气可以得到如下关系：T2=T0－Γd(z－z0)

;四、大气稳定度;气块在大气中的稳定度含义;Γ＜Γd，说明大气是稳定的；

ΓΓd，大气是不稳定的

Γ＝Γd，大气处于平衡状态。

可见：大气的垂直递减率Γ越大，气块的干绝热递减率Γd越小，气块越不稳定。;讨论气块的稳定性除了考虑气块与周围空气的温度差异之外，还要考虑气块的密度及外力等。一般来讲，大气温度垂直递减率越大，气块越不稳定；反之，气块就越稳定。如果垂直递减率很小，甚至形成等温或逆温状态．这时对大气垂直对流运动形成巨大障碍，地面气流不易上升，使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散。

研究大气的垂直递减率与干绝热递减率的比照是十分重要的。它可判断气块的稳定情况及气体垂直混合情况。;不同温度层结下的烟型

翻卷型

锥型

平展型

上升型

熏烟型;五、影响大气污染物迁移的因素;对于受热而获得浮力，正进行向上加速运动的气块，有

该式为由于温差造成气块浮力加速度的方程。

当T=T‘时，气块与周围到达中性平衡，此时高度为对流层最大混合层高度〔MMD〕。

最大混合层高度小于1500m时，城市会普遍出现污染现象;一般，夜间最大混合层高度较低，白天升高。夜间逆温较重时，最大混合层高度可到达零。;2.天气形势和地理形势的影响

不利的天气形势和地形特征结合在一起可使某一地区的污染程度加重。

①天气形势：指大范围气压分布的状况

下沉逆温：大气压分布不均，高压区存在下沉气流，使气温绝热上升，形成的上热下冷的逆温现象。污染物长时间的积累在逆温层中而不能扩散。世界上一些较大的污染事件大多在这