第02章大气污染气象学.ppt

第02章大气污染气象学
第1页，共29页，2022年，5月20日，13点10分，星期五

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气象要素：
表示大气状星期五

大气稳定度
——大气对流能力的表征
气温的垂直递减率（气温直减率）：
气温的垂直分布－温度层结
正常分布（递减层结）
中性层结
等温层结
逆温层结
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大气稳定度
干绝热过程：小块空气在空气中作垂直运动，不与周围空气发生热量交换。
干绝热垂直递减率（干绝热直减率）：
可推出，γd=≈1K/100m
小空气块作垂直运动时,外界气压的变化很大,当气压的影响远远超过了气块与周围热交换的影响时,可视为绝热过程。
d
d
d
=-
T
z
g
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干绝热直减率
根据热力学第一定律： (1)
积分得：
气压随高度的变化：dp=-ρgdz
理想气体的状态方程：p=RTρ
将上述两式带入(1)得：
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气温直减率与干绝热直减率的区别：
气温直减率γ表示温度随高度的变化，随时间和空间而变化
干绝热直减率γd表示干气块垂直运动过程中在绝热条件下的温度变化，是一个常数
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大气稳定度：
定义：大气在垂直方向上稳定的程度；反映其是否容易对流
定性描述：若一块空气受到外力作用，产生了上升或下降的运动，外力消除后：
气块减速并返回到原来的高度——稳定
气块仍然加速上升或下降 ——不稳定
气块停留或等速运动 ——中性
不稳定条件下有利于污染物扩散
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大气稳定度：
大气稳定度的判别方法：
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大气稳定度：
逆温不利于污染物扩散
辐射逆温：地面白天加热，大气自下而上变暖；地面夜间变冷，大气自下而上冷却
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大气稳定度的分类方法：
帕斯奎尔（Pasquill）分类
方法要点：
根据距地面10米处的平均风速、太阳辐射强度、云量将大气稳定度分为A、B、C、D、E、F六个级别 A-F：强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定、稳定
对于开阔的乡村地区分类较为可靠；在城市，由于热岛效应和较大的粗糙度，分类不太准确。
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大气稳定度的分类方法：
帕斯奎尔（Pasquill）分类
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大气稳定度的分类方法：
帕斯奎尔（Pasquill）分类的改进
特纳尔（Turner）提出改进：
首先根据某时某地的太阳高度角和云量，确定太阳辐射的等级数
根据太阳辐射的等级数和距地面10m处的风速确定稳定度等级
克服了帕斯奎尔分类没有确切规定太阳高度角、云量观测不准确，人为因素较多的缺点。
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大气稳定度的分类方法：
帕斯奎尔（Pasquill）分类的改进
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气象要素对大气污染的影响：
风的影响
风向决定污染物的移动方向
风速决定稀释扩散能力，风速越大，稀释扩散能力越强。
风速廓线：平均风速随高度的变化曲线
对数律模式（中性层结）：
指数律模式（非中性层结）
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气象要素对大气污染的影响：
湍流的影响
湍流使烟气沿三维空间的方向迅速延展开来，大气中污染物的扩散主要是通过湍流来完成的。
小尺度涡旋——烟气沿水平方向近直线前进
大涡团——烟气前进路线呈曲线状
复合尺度湍流——烟气被涡流迅速撕裂，沿下风向不断扩大
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气象要素对大气污染的影响：
湍流的影响
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