环境科学导论大气环境和污染问题课件.ppt

环境科学导论大气环境和污染问题;温度层结的定义：大气中气温在垂直方向上的分布称为温度层结。 大气中温度层结有四种类型： （1）气温随高度增加而递减，即r > 0，称为正常分布层结或递减层结； （2）气温垂直递减率等于或近似等于干绝热递减率，即r = rd，称为中性层结； （3）气温不随高度变化，即r = 0，称为等温层结； （4）气温随高度增加而增加，即r < 0，称为逆温。 ;; 4.2 大气稳定度 大气稳定度的定义：指在垂直方向上大气稳定的程度。 污染物在大气中扩散与大气稳定度有密切关系。 一个空气块由于某种原因受到外力的作用，产生了上升或下降运动后，当外力去除后，可能发生三种情况：(1) 气块减速并有返回原来高度的趋势，称这种大气是稳定；(2)气块加速上升或下降，称这种大气是不稳定；(3) 气块被外力推到那里就停到那里或作等速运动，称这种大气是中性。 ; 大气稳定度可以用气温垂直递减率与干绝热递减率之差来判别。 一个空气气块在大气中运动的加速度计算公式为： 当r – rd >0 a > 0 大气不稳定(正常温度层结) 当r – rd <0 a < 0 大气稳定(正常、等温或逆温层结) 当r = rd a = 0 大气是中性 一般来说，r越大，大气越不稳定，反之， 大气越稳定。 ;4.3 逆温层 气温随高度增加而增加的气层，即r < 0 或r =0，称为逆温层。等温层可视为逆温层的一个特例。 大气近地面层空气的温度的变化主要受地面长波辐射的影响。大气温度层结一般是r > 0 ，但在特定的条件下，也会发生r < 0或r = 0的现象，即发生了逆温或等温现象。 根据大气稳定度分析，发生逆温时，大气是稳定的。逆温层的存在，大大阻碍了气温的垂直运动，也将逆温层称为阻挡层。 污染气体多积聚在逆温层下面，往往导致严重大气污染。; 逆温的类型：根据逆温生成的过程，可将逆温分为 （1）辐射逆温 （2）下沉逆温 （3）平流逆温 （4）锋面逆温 （5）湍流逆温 其中，辐射逆温和平流逆温与大气污染的关系最密切。 ; 辐射逆温：在晴空无云（少云）的夜晚，当风???较小（< 2-3m/s）时，地面因强烈的有效辐射的减少而很快冷却，近地面气层冷却最为强烈，较高的气层冷却较慢，因而形成了自地面开始逐渐向上发展的逆温层，称为辐射逆温。以冬季最强。;平流逆温：暖空气平流到冷空气表面而形成的逆温。 原因：低层空气受表面影响大，降温多，上层空气降温少所致的。 当冬季中纬度沿海地区的海上暖空气流到大陆上，以及暖空气平流到低地、盆地内积聚的冷空气上面时，皆可形成平流逆温。;地形逆温：常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的，所以称为地形逆温。 ; 4.4 不同温度 层结和大 气稳定度 下的烟型 ;;翻卷型烟型;平展型烟型;上升型烟型;;4.5 大气的水平运动和湍流运动 大气的水平运动(风)对于大气污染物的第一个作用就是输送作用； 第二个作用是对污染物浓度的冲淡稀释作用。 ? ;大气湍流;4.7 影响大气污染的地理因素 ; 局地环流的影响 ? 由于地形的差异，往往会造成地表热力性质的不均匀性，进而形成各种局地环流。局地环流的形成对当地的大气污染的形成作用较为明显。 ;城市热岛环流 ;城市热岛环流;。 产生城乡温度差异的主要原因 (1)城市人口密集、工业集中，能耗水平高； (2)城市覆盖物(如建筑、水泥路面等)热容量 大，白天吸收太阳辐射热，夜间放热缓慢，使低层空气变暖； (3)城市上空笼罩一层烟雾和CO2，吸收地面长波辐射。 ;第5节 大气污染物扩散模式 ;1、高斯扩散模式的坐标系 原点为地面源排放点或高架源排放点在地面的投影点，x轴向为平均风向, y轴在水平面上垂直于x轴，正向在x轴的左侧，Z轴垂直于水平面oxy，向上方为正向，即为右手坐标系。 ;2、高斯扩散一般模式成立的假设条件 · 污染物浓度在y轴和z轴上的分布符合正 态分布； · 在全部空间中风速是均匀和稳定的； · 源强是连续均匀的（mg/s）； · 污染物在扩散过程中质量是守恒的，化 学性质是稳定的，不发生沉降现象； · 排放源周边地区较平坦开阔;3、高架连续点源