文档介绍：第二章
气象条件对空气污染的影响
第二章气象条件对空气污染的影响
21大气边界层及其特征
22风和湍流
23气温与大气稳定度
24辐射与云
25天气形势
26下垫面条件
2大气边界层及其特征
211大气边界层的基本概念
大气边界层( Atmospheric boundary layer,
ABL/ Planetary boundary layer,PBL):对流层最底层
从地面至高度约为1-15km之间直接受地面影响的大
气层,它响应地面作用的时间尺度为1小时或更短。
对流层
边界层
212边界层气体的运动形式
■平均风速:造成快速
水平输送和平流的直
接原因。
平均风速
波动:夜间长能观测
能量,输送少量的热波动∠
到,主要输送动量和
量、湿度、污染物等
标量
湍流:出现的频次非湍流3,凶
常高是边界层最显著
的特征。
题骂
(1)湍流的定义
自然界中的流体运动存在着两种完全不同的运动状态。
层流( laminar flow):平顺、光滑、清晰,没有摻混现象
湍流( turbulence):杂乱无章、看上去毫无规则。
Turbulent boundary
Direction of flow
Laminar
boundary layer
GoU
7e sub-layer
(1)湍流的定义
湍流( turbulence):叠加在平均风速上的阵
风,是由不规则的湍涡(eddy)组成。
不同湍涡的相对强度构成湍流谱
WIND
这道
(2)湍流产生的原因:
热力因素
√地面受太阳加热使表面空气变暖,成热泡上升,热泡
就是大湍涡。
机械因素
√地面对气流的摩擦曳力,使气流演变成湍流。
√水平和垂直风切变。
convection
(3)湍流产生的能量来源及传递
污染物在大气中的扩散取决于湍流的发展
湍流的能量传递
大涡旋套小涡旋,
湍流级串
速度有增
小涡旋套徼涡旋
(1922):
粘滞乃生。
Big whorls have little whorls,
Which feed on their velocity;
And little whorls have lesser whor
And so on to viscosity
大涡用动能哺育小涡,
小涡照此把儿女养活
能量沿代代旋涡传递,
但终于耗散在粘滞里。
(4)湍流特征
不规则性和随机性
连续性
扩散性
流动属性
大雷诺数性质
记忆特性
涡旋运动
问歇性
耗散性
猝发与拟序结构
混沌特性
(5)湍流的数学描述
风速波动在1ma平均风速::5m/s,
平均风速:6m/s,
/
风速
(m/s)5
200
地方时
平均值
午后实测风速轨迹
方差、标准差