第二章 气象条件对空气污染的影响.ppt

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 大气边界层及其特征 风和湍流 气温与大气稳定度 辐射与云 天气形势 下垫面条件 大气边界层及其特征 大气边界层的基本概念?大气边界层( Atmospheric boundary layer, ABL/ary boundary layer, PBL ):对流层最底层,从地面至高度约为 1~ 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。 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。?波动:夜间长能观测到,主要输送动量和能量,输送少量的热量、湿度、污染物等标量。?湍流:出现的频次非常高是边界层最显著的特征。 湍流输送(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,没有掺混现象。?湍流( turbulence ):杂乱无章、看上去毫无规则。(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(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。(3)湍流产生的能量来源及传递湍流的能量传递湍流级串 Big whorls have little whorls, Which feed on their velocity; And little whorls have lesser whorls, 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。 L. F. 理查逊( 1922 ): 大涡旋套小涡旋, 速度有增; 小涡旋套微涡旋, 粘滞乃生。污染物在大气中的扩散取决于湍流的发展(4)湍流特征?不规则性和随机性?扩散性?大雷诺数性质?涡旋运动?耗散性?混沌特性?连续性?流动属性?记忆特性?间歇性?猝发与拟序结构(5)湍流的数学描述 1200 1300 1400 5 10地方时风速( m/s ) 平均风速: 6m/s , 风速波动在 1m/s 午后实测风速轨迹平均风速: , 风速波动在 平均风速: 5m/s , 风速波动在 平均值方差、标准差