第3章大气污染的气象过程.ppt
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1、第三章 大气污染的气象过程大气环境学目录n1 大气边界层的特征大气边界层的特征n2 大气湍流扩散的理论基础大气湍流扩散的理论基础n3 大气污染物浓度分布的扩散模式大气污染物浓度分布的扩散模式n4 复杂地形上的大气污染复杂地形上的大气污染n5 城市和区域大气污染扩散城市和区域大气污染扩散1 大气边界层特征名词解释:n湍流切应力:湍流切应力:湍流切应力是与湍流动量输送相伴随的湍流切应力是与湍流动量输送相伴随的表现应力,是由湍流强度涨落引起的。以表现应力,是由湍流强度涨落引起的。以u,v,w分别表示直角坐标三个方向的湍流速度,各湍流速度分量分别表示直角坐标三个方向的湍流速度,各湍流速度分量乘积的平均
2、值再乘上空气密度乘积的平均值再乘上空气密度就是对应方向的湍流动量就是对应方向的湍流动量通量。通量。n气压梯度力:气压梯度力:由于气压分布不均匀而作用于单位质量由于气压分布不均匀而作用于单位质量空气上的力空气上的力,其方向由高压指向低压。其方向由高压指向低压。n科氏力(地转偏向力):科氏力(地转偏向力):由于地球自转运动而作由于地球自转运动而作用于地球上运动质点的偏向力。用于地球上运动质点的偏向力。1.1 低层大气的温度与大气稳定度近地层大气中温度随高度分布规律受下垫面影响极大n一般说来,太阳辐射愈一般说来,太阳辐射愈强强、云量、云量愈愈少少、风速愈、风速愈小小、土壤导热性愈、土壤导热性愈差差则
3、气温的垂直变化则气温的垂直变化愈大愈大。压力变化导致的温度变化n 大气的绝热过程:大气的绝热过程:干绝热直减率:n 干气团绝热上升或下降单位高度干气团绝热上升或下降单位高度(通常通常100 m)的温的温度变化量称为干绝热直减率,用度变化量称为干绝热直减率,用 d 表示,单位表示,单位K/100m。如果如果 g9.81m/s2,Cp1.005J/(kgK),则,则 d 0.98K/100m,通常取通常取 d 1K/100m。干空气或未饱和。干空气或未饱和湿空气每上升湿空气每上升 100m,温度下降,温度下降 1K。湿绝热直减率大气稳定度n 定义:大气在垂直方向上稳定的程度;定义:大气在垂直方向上
4、稳定的程度;(反映其是否容易对流)(反映其是否容易对流)n 定性描述:定性描述:外力使气块上升或下降外力使气块上升或下降气块去掉外力气块去掉外力气块减速,有返回趋势,稳定气块减速,有返回趋势,稳定气块加速上升或下降,不稳定气块加速上升或下降,不稳定气块既不加速也不减速,中性气块既不加速也不减速,中性不稳定条件下有利于扩散不稳定条件下有利于扩散气温的垂直分布温度层结 Tz d 0,正常分布层结正常分布层结,中性层结(绝热直减率)中性层结(绝热直减率)0 ,等温层结等温层结 0,正常分布层结正常分布层结,中性层结(绝热直减率)中性层结(绝热直减率)0 ,等温层结等温层结 0 ,逆温层结逆温层结d位
5、温n 干空气团绝热升高或降低到标准气压干空气团绝热升高或降低到标准气压(1000hPa)处的温度称为位温,用处的温度称为位温,用 表示,单位表示,单位K。n 绝热运动时,位温只取决于初始状态的温度和绝热运动时,位温只取决于初始状态的温度和压力,因此有:压力,因此有:空气团作绝热运动,位温不变空气团作绝热运动,位温不变。288.000)1000(PT大气的垂直稳定度可用位温梯度来表示,中性,不稳定,稳定000ZZZ逆温n 逆温不利于扩散逆温不利于扩散辐射:辐射:1.辐射逆温:辐射逆温:地面白天加热,大气自下而上变暖;地面白天加热,大气自下而上变暖;地面夜间变冷,大气自下而上冷却地面夜间变冷,大气
6、自下而上冷却 太阳太阳 地球地球 :短波:短波 地球地球 大气层:长波大气层:长波 大气吸收长波强大气吸收长波强逆温n辐射逆温的生消过程辐射逆温的生消过程逆温2.2.下沉逆温下沉逆温 (多在高空大气中,高压控制区内)(多在高空大气中,高压控制区内)很厚的气层下沉很厚的气层下沉 压缩变扁压缩变扁 顶部增温比底部多顶部增温比底部多逆温3.3.平流逆温平流逆温 暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成4.4.湍流逆温湍流逆温 d 下层湍流混合达下层湍流混合达d 上层出现过上层出现过渡层渡层 逆温逆温 逆温5.锋面逆温锋面逆温 冷、暖气团相遇冷、暖气团相遇冷暖间逆温冷暖
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- 关 键 词:
- 大气污染 气象 过程