文档介绍：大气污染控制理论与方法
环境科学与工程学院
第二章污染气象学基础知识
§2~1 主要气象要素及大气的基本物理性质;
§2~2 大气的热力过程;
§2~3 大气污染与气象的关系;
§3~4 大气扩散模式;
§3~5 污染物浓度估算;
§3~6 厂址选择和烟囱设计。
§3~1 主要气象要素及大气的基本物理性质
一、低层大气的成分:干洁空气、水汽、气溶胶粒子
二、大气的垂直结构
三、影响大气污染的主要气象要素
气象要素(因子):
表示大气状态的物理现象和物理量,气象学中统称为~。
与大气污染关系密切的气象要素主要有:
气温、气压、空气湿度(气湿)、风(风向、风速)、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、
地面辐射、大气辐射等。
1、气温:
表示大气温度高低的物理量。。
2、气压:
任一点的气压值等于该地单位面积上的大气柱重量.
气压总是随高度的增加而降低的。气压随高度递减关系式可用气体静力学方程式描述,即ΔP=-ρgΔZ,其积分式—压高公式:
据实测近地层高度每升高100米,(1mb=100Pa) ,在高层小于此值。
3、空气湿度(气湿):
反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量。
常用的表示方法有:绝对湿度、水蒸气压力、体积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。
4、风(wind speed and direction)
什么是风?空气的流动就形成风。水平(horizontal)方向的空气运动称为风。
风的形成:风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的,而气压的水平分布不均是由温度分布不均造成。
风的形成除热力原因外,还有动力原因,自然界的风是由于这两种原因综合作用的结果,但只要有温差存在,空气就不
会停止运动。
风的度量(风向和风速)
风是矢量,有方向和大小,即风向和风速。
风速(风的大小):单位时间内空气在水平方向移动的距离,
常用单位:m/s,Km/s。
风向(风的来向):可用8个方位或16方位表示(地面风),见图2-2;也可用角度表示(高空风):以北为零点,沿顺时针方向旋转[正北为360°(或0°) ;正东90°;正南180°;正西270°]。
风的性质:
①随时在变化:如我国季风(北京附近冬天东北风);
②随高度变化:在一定范围内,风随高度的增大而增大。地面有建筑物,树木的影响。
风速随高度变化的曲线叫风速廓线,其数学表达式叫风速廓线模式。在近地层中性层结情况下推导的两个表达式分别为:
③随地理位置而变:山区会产生山风、谷风、海风,海区有海陆风(如上海、大连等)。
5、云
云:是发生在高空的水汽凝结现象。
形成的基本条件:水蒸汽和使水蒸汽达到饱和凝结的环境。
云量:指云遮蔽天空的成数。在我国,将天空分为10等份,有几分天空被云遮盖,云量就是几。如:云占天空的1/10,云量记为1;在云层中有少量空隙(空隙总量不到天空的1/20)记为10;当天空无云或云量不到1/20时,云量为0。
国外,将天空分为8等份。
国外云量与我国云量间的关系,国外云量×=我国云量。
总云量:指所有云遮蔽天空的成数,不论云的层次和高度。
低云量:低云的云掩盖天空的成数。
云量的记录:一般总云量/低云量的形式记录,如10/7。
云状:多种多样,1932年国际云学委员会出版的国际云图将云状分为四族十属。
云高:指云底距地面的垂直距离,以米为单位。测定方法:激光测云仪、弧光测云仪等,目力测定法
6、能见度
能见度:在当时的天气条件下,视力正常的人能够从天空背景中看到或辨认出目标物的最大距离,单位:m,Km。
能见度的大小反应了大气的混浊现象,反映出大气中杂质的多少。大气中的雾、水汽、烟尘等,可使能见度降低。
7、太阳高度角
太阳高度角为太阳光线与地平线间的夹角,是影响太阳辐射强弱的最主要的因子之一。ho即太阳高度角,它随时间而变化。
8、降水
降水是指大气中降落至地面的液态或固态水的通称。如雨、雪等。降水是清除大气污染物的重要机制之一。
四、大气的基本物理性质(自学)
§2-2 大气的热力过程
一、太阳辐射
1、什么是辐射?
自然界中的一切物体都以电磁波的形式时刻不停的向外传递能量,这种传递能量的方式称为辐射,以辐射的方式向四周输送的能量称辐射能,有时简称辐射。
2、大气对太阳辐射的减弱及影响因素
(1)吸收辐射;(2)散射作用;(3)反射;(4)透过大气层.
3、大气温度依地面温度的变化关系
地面温度(土壤温度)的日变化是周期性的,具有一最高值和最低值,在一天里地表温度最高值在13点左右,最低温度在日出前后。
气温的年变化曲线与地表温度年变化曲线平行,但振幅较小。
二、气温