文档介绍：第四章大气污染与防治
第一节大气的结构与组成
一、大气圈垂直结构——气象要素(气温、气压、大气密度、大气成分等)的垂直分布
1、气温的垂直分布
(1)对流层(平均12km)
大气边界层(1~2km)、近地层(50-100m);
(2)平流层(对流层顶到50—55km);
(3)中间层(平流层顶到85km);
(4)暖层(热层或电离层)(中间层顶到800km);
(5)逸散层(外层)(暖层顶以外)。
2、大气压力的垂直分布
随高度的升高而降低,可用气体静力学方程描述;
3、大气密度的垂直分布
与大气压力的变化规律几乎相同;
4、大气成分的垂直分布——取决于分子扩散和湍流扩散的强弱
(1)80-85km以下,以湍流扩散为主,称为均质层;
(2) 80-85km以上,以分子扩散为主,称为非均质层;
二、大气的组成
第二节影响空气污染的气象因素
一、影响空气污染的气象因素
1. 大气运动的动力
气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力,这些力之间的不同组合形成了各种形式的大气运动,表现为风和大气湍流。
(1)风的概念
水平方向的空气运动称为风,风是一个矢量,具有大小和方向。风速用来表示风的大小,风向是指风的来向。
风速:u=×F 3/2 (km/h)
式中F为风力等级,0-12级
(2)风对空气污染的影响
风速的大小决定着污染物的扩散和稀释状况,通常污染物在大气中的浓度与平均风速成反比;
风向影响污染物的扩散方向。
(3)风玫瑰图(风向频率玫瑰图、风向频率、风速联合玫瑰图、污染系数玫瑰图)
污染系数=风向频率÷该风向的平均风速;
风向频率是指吹某一方向的风的次数与总观测次数的比值。
(4)风随高度的变化——大气边界层风速廓线模式
u2为距地面高度为Z2处10min的平均风速,m/s;
u1为距地面高度为Z1处10min的平均风速,m/s;
P为风速高度指数,与大气稳定度及地形有关。
2、大气湍流
大气杂乱无章的运动称为大气湍流,表现为风向的摆动和风速的涨落,并由此引起温度、湿度以及污染物浓度等的随机涨落。污染物的扩散主要靠大气湍流运动的作用,如果大气只作很有规则的运动,则污染物排出后受风的作用向下风向输送,只有自身的分子扩散;然而实际在大气湍流的作用下,大大加强了污染物向周围的扩散。
大气湍流的强弱与大气在垂直方向上温度的变化和风速分布相关,也受到下垫面性质的影响。由大气在垂直方向上温度的变化引起的大气湍流,称为热力湍流,其强度主要取决于大气稳定度。由大气在垂直方向上风速分布不均匀及地面粗糙度引起的大气湍流,称为机械湍流。
3、大气稳定度
(1)干绝热直减率γd
干绝热递减率,干空气块或未饱和的湿空气块在绝热条件下,每升高单位高度所造成的温度下降数值。通常取100米表示, rd=℃/ K /100m,一般取rd=1℃/100m。
(2)大气的降温率(垂直递减率)γ