第二章节--大气污染气象学新PPT课件

.,（g/m3N）,c（mol/m3N）,2）每天流经管道的CCl4质量为1.03110360024103kg=891kg,1.CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50104的混合气体，在管道中流动的流量为10m3N/s，试确定：1）CCl4在混合气体中的质量浓度,（g/m3N）和摩尔浓度c（mol/m3N）；,2）每天流经管道的CCl4质量是多少千克？,解：1）,.,2.成人每次吸入的空气量平均为500cm3，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200g/m3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。,解：每小时沉积量200（5001560106）0.12g,=10.8g,.,第二章污染气象学原理与大气扩散,1.大气层及气象要素2.大气的热力过程(重点、难点)3.大气的水平运动4.局地气象特征5.大气扩散模式(重点、难点)6.污染物浓度估算(重点、难点),.,大气扩散,酸雨越境转移（日本、南北朝鲜）,.,第一节大气层及气象要素,大气层的结构。大气层可以分为对流层（最贴近地面、密度最大的一层）、平流层（较高的、气体组成相同但密度较小的气层）以及电离层（由已电离的气体组成）,.,一、大气层结构,对流层（10km左右）集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都发生在这一层温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.65强烈对流作用温度和湿度的水平分布不均，导致大气的水平运动。对流层较薄，厚度随纬度增设而降低,.,一、大气层结构,平流层（对流层顶到5060km）同温层对流层顶3540km，气温-55左右。同温层以上，气温随高度增加而增加，逆温层。集中了大部分臭氧，在2025km形成臭氧层。没有对流运动，污染物停留时间很长。中间层（平流层顶85km）气温随高度升高而迅速降低对流运动强烈,.,一、大气层结构,暖层（中间层顶800km）气温随高度升高而增高气体分子高度电离电离层散逸层（暖层以上）气温很高，空气稀薄空气粒子可以摆脱地球引力而散逸大气压力总是随高度的升高而降低均质大气层8085km以下，成分基本不变,.,二、气象要素,1气温天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。,.,二、气象要素,2气压单位：mb（毫巴）大气的压强1atm101325Pa1013.26mb=760mmHg静力学方程:,.,二、气象要素,3气湿空气的湿度，表示空气中水汽含量的多少。表示方法有绝对湿度水汽压饱和水汽压相对湿度含湿量水汽体积分数露点,.,二、气象要素,4风向和风速水平方向的空气运动叫做风风的来向叫风向（16个方位圆周等分）风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2min或10min平均）(m/s)F风力级（012级）,.,二、气象要素,4风向和风速风玫瑰图,风速,m/s,某地区1988年的风玫瑰图。同心圆表示风的频率，例如，吹南风的频率约为11，其中风速大于10.82m/s的频率约为1，风速在3.355.41m/s的频率为3.5左右。,.,二、气象要素,5云状和云量大气中水汽的凝结现象叫做云云量:天空被云遮蔽的成数（我国10分，国外8分）云高:云底距地面底高度低云（2500m以下）(黑色)中云（25005000m）(由冰晶及小水滴构成，白色或灰白)高云（5000m以上）(由冰晶构成，白色)云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形）,.,云,高云（5000m以上）,中云（2500-5000m）,低云（2500米以下）,.,二、主要气象要素,6能见度正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离级别（09级，相应距离为5050000米）,.,第二节大气的热力过程与竖向运动,一、低层大气的加热与冷却太阳以紫外线、可见光、红外线的形式辐射热量太阳辐射加热地球表面地面长波辐射加热大气(75%95%)近地层大气温度随地表温度而变化,.,地表温度的周期性变化会引起低层大气温度的周期性变化,.,二、气温的绝热变化,1泊松方程,一般满足大气绝热过程，认为系统与周围环境无热交换可以将没有水相变化的空气块的垂直运动看作绝热过程,.,1.泊松方程,根据热力学第一定律和理想气体状态方程，可有大气热力过程的微分方程,由于是绝热过程,.,2.干绝热递减率,干空气绝热上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值干绝热直减率（空气团）,包括未饱和的湿空气,.,2.干绝热递减率,.,2.干绝热递减率,代入上式得：,实际中，Ti、T相差d)锥型（中性or弱稳）(=d)扇型（逆温）(像源法实源：像源：,实源的贡献,像源的贡献,实际浓度,.,三、地面点源扩散模式,地面浓度模式：取,z,0,代入上式，得,地面浓度模式：取,z,0,代入上式，得,地面最大浓度模式：,考虑地面轴线浓度模式,.,三、地面点源扩散模式,地面最大浓度模式（续）：,设,（实际中成立）,由此求得,地面最大浓度模式（续）：,设,（实际中成立）,由此求得,相当于无界源的2倍（镜像垂直于地面，源强加倍）,地面连续点源扩散模式,.,q源强计算或实测平均风速多年的风速资料H有效烟囱高度、扩散参数,第六节污染物浓度的估算,一、烟流高度计算,.,烟气抬升高度的计算,抬升高度计算式（1）Holland公式：适用于中性大气条件（稳定时减少、不稳时增加1020）,Holland公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下,.,烟气抬升高度的计算,抬升高度计算式（2）布里格斯（Briggs）公式：适用不稳定及中性大气条件,.,烟气抬升高度的计算,国标法,.,例：某城市火电厂的烟囱高100m，出口直径5m。出口烟气流速为12.7m/s，温度为140，流量250m3/s。烟囱出口处平均风速为4m/s，大气温度为20，当地气压为978.4hPa，试确定烟气抬升高度和有效源高。,解：烟气热释放率：,.,二、扩散参数的确定,PG曲线法PG曲线Pasquill仅需常规气象资料估算y和zGifford制成图表,几点说明见P33af,.,扩散参数的确定PG曲线法,PG曲线的应用根据常规资料确定稳定度级别,.,扩散参数的确定国标中规定的方法,稳定度分类方法改进的PT法,.,扩散参数的确定PG曲线法,PG曲线的应用利用扩散曲线确定和,.,扩散参数的确定PG曲线法,PG曲线的应用地面最大浓度估算,.,扩散参数的确定国标中规定的方法,扩散参数的选取扩散参数的表达式为（取样时间0.5h，按表2.8查算）取样时间大于0.5h，不变，y按下式计算：,.,地面源正下风方向一点上，测得3分钟平均浓度为3.410-3g/m3，试估计该点两小时的平均浓度是多少？假设大气稳定度为B级