第02章大气污染气象学PPT讲稿.ppt

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1、第02章大气污染气象学第1页，共29页，编辑于2022年，星期日2.1大气的垂直结构第2页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素气象要素：表示大气状态和物理现象的物理量气温：离地面1.5m高、百叶箱内气温常用单位转换第3页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素气压：单位面积上承受的大气柱的重量单位：Pa，hPa，atm，mmHg1mmHg=1.333hPa=133.32Pa1atm=101326Pa=760mmHg工程大气压：98kPa气压随高度的变化：气压随高度的变化：第4页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素湿度(气湿)：空气中的水汽

2、含量n绝对湿度绝对湿度1m3湿空气中含有的水汽质量n相对湿度相对湿度空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的百分比第5页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素风：气象上指水平方向上的空气运动n风的来向来向叫风向风向（8或16个方位圆周等分）n风速风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（一定时间内的平均值）w表示方法：风力级数（F）、风速换算关系：Km/h第6页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素湍流：大气的不规则运动n机械湍流机械湍流垂直方向上风速分布不均匀以及地面粗糙度不同而引起n热力湍流热力湍流地表面受热不均，或垂直方向气温分布不均匀造成的。第7

3、页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素云：n云高：云高：云底距地面的高度w高云、中云、低云n云量：云量：云遮蔽天空的分数w我国云量=1.25外国云量w云量表示方法：总云量/低云量第8页，共29页，编辑于2022年，星期日低低云云（2500米米以以下下）中中云云（2500-5000m）高云（高云（5000m以上）以上）第9页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素能见度：n正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离n级别（09级，相应距离为5050000米）第10页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素大气稳定度大气对流能力的表征n气温的垂直

4、递减率（气温直减率）：n气温的垂直分布温度层结w正常分布（递减层结）w中性层结w等温层结w逆温层结第11页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素大气稳定度n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。n干绝热垂直递减率（干绝热直减率）：n可推出，d d=0.98K/100m1K/100m=0.98K/100m1K/100mn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。ddd=-Tzg第12页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素干绝热直减率根据热力学第一定律：(1)积分得：气

5、压随高度的变化：dp=-gdz理想气体的状态方程：p=RT将上述两式带入(1)得：第13页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素气温直减率与干绝热直减率的区别：n气温直减率表示温度随高度的变化，随时间和空间而变化n干绝热直减率d d表示干气块垂直运动过程中在绝热条件下的温度变化，是一个常数第14页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素大气稳定度：n定义：大气在垂直方向上稳定的程度；反映其是否容易对流n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：w气块减速并返回到原来的高度稳定w气块仍然加速上升或下降 不稳定w气块停留或等速运动 中性

6、n不稳定条件下有利于污染物扩散第15页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素大气稳定度：n大气稳定度的判别方法：第16页，共29页，编辑于2022年，星期日2.2主要的气象要素大气稳定度：n逆温不利于污染物扩散w辐射逆温：地面白天加热，大气自下而上变暖；地面夜间变冷，大气自下而上冷却第17页，共29页，编辑于2022年，星期日2.3大气稳定度及其分类大气稳定度的分类方法：n帕斯奎尔（Pasquill）分类w方法要点：n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n对于开阔的

7、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。第18页，共29页，编辑于2022年，星期日2.3大气稳定度及其分类大气稳定度的分类方法：n帕斯奎尔（Pasquill）分类第19页，共29页，编辑于2022年，星期日2.3大气稳定度及其分类大气稳定度的分类方法：n帕斯奎尔（Pasquill）分类的改进w特纳尔（Turner）提出改进：n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n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n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。第20页，共29页，编辑于2022年，星期日

8、2.3大气稳定度及其分类大气稳定度的分类方法：n帕斯奎尔（Pasquill）分类的改进第21页，共29页，编辑于2022年，星期日2.4大气污染与气象气象要素对大气污染的影响：n风的影响w风向决定污染物的移动方向w风速决定稀释扩散能力，风速越大，稀释扩散能力越强。w风速廓线：平均风速随高度的变化曲线n对数律模式（中性层结）：n指数律模式（非中性层结）第22页，共29页，编辑于2022年，星期日2.4大气污染与气象气象要素对大气污染的影响：n湍流的影响w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。w小尺度涡旋烟气沿水平方向近直线前进w大涡团烟气前进路线呈曲线

9、状w复合尺度湍流烟气被涡流迅速撕裂，沿下风向不断扩大第23页，共29页，编辑于2022年，星期日2.4大气污染与气象气象要素对大气污染的影响：n湍流的影响第24页，共29页，编辑于2022年，星期日2.4大气污染与气象气象要素对大气污染的影响：n大气稳定度的影响w大气处于不稳定状态时，空气产生强烈的上下对流，烟流会迅速扩散w大气处于稳定状态时，出现逆温层，阻碍空气的上下对流，污染物不易扩散而大量积聚w烟流在大气中形态的变化，体现出大气稳定度对扩散的影响第25页，共29页，编辑于2022年，星期日烟流型与大气稳定度的关系第26页，共29页，编辑于2022年，星期日2.4大气污染与气象地形、地物大气污染的影响：n地形的影响w海陆风第27页，共29页，编辑于2022年，星期日2.4大气污染与气象地形、地物大气污染的影响：n地形的影响w山谷风第28页，共29页，编辑于2022年，星期日2.4大气污染与气象地形、地物大气污染的影响：n地物的影响w城市热岛环流第29页，共29页，编辑于2022年，星期日