第一章 绪论-康娜.ppt

康纳州大气物理系空气污染气象学是一门课程介绍。研究大气环境中自然因素和人为因素主导的空气污染系统的基本特征和变化规律。气象方法用于研究大气污染物从排放源进入大气后的扩散规律。课程的核心是航空运输和扩散。通过本课程的学习，希望学生能够掌握空气污染扩散和运输的基本概念和理论，为今后在天气、气候、空气污染、环境工程、生态环境等方面的研究工作打下基础。天气/气候-直接辐射效应、气溶胶的间接效应、对云形成和降雨的影响、温室气体的温室效应-环境保护-环境保护局、环境科学研究所、电力部、核工程部等。城市规划-生态效应如最佳选址-全球生态环境，课程内容，第一章总结了气象条件对空气污染的影响。第三章论述空气污染扩散的基本理论。第四章讨论理想条件下空气污染物的扩散。第五章讨论城市和区域空气扩散。参考书目由蒋、等编著。大气污染气象学教程(第二版)由气象出版社、江2004、南京大学大气污染气象出版社、唐永銮等编著。大气环境科学由中山大学出版社编辑。程，张，等. 1988 .环境影响评价与环境规划.中国环境科学出版社. 1999 .盛.等.大气物理学.北京大学出版社，2003。大气扩散，第三版，1983年，汉娜等人，大气扩散手册，第三版，1982年，课程安排，通常成绩(20%)，点名，作业(2-3次)，问题，报告考试(封闭/开放)(80%)，第一章概述，1.1空气污染问题，1.2空气污染气象学研究，1.1空气污染问题，1.1.1什么是空气污染？由于人为或自然因素，空气污染改变了大气的组成、结构和状态。与原来的情况相比，有害物质的加入恶化了环境的空气质量，扰乱和破坏了人类正常的生活环境和生态系统，净化了大气中的氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气、悬浮物、微量气体成分等。成分和比例基本保持不变。大气环境容量在自然净化能力范围内允许排放的污染物。确定符合特定环境目标的污染物允许排放总量。它不仅发展生产，还保护环境(P1书，图1.1)，1.1.2空气污染物及其浓度(阅读，理解，掌握)。空气污染物(100多种)以各种方式排放到大气中，可能对人和生物、建筑材料以及整个大气环境造成危害或带来不利影响。主要污染物33，360直接污染大气的主要污染物主要是二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、二氧化氮、颗粒物(浮尘、降尘、油烟等)。)、氨和二次污染物，包括氧、氮、氯、硫有机化合物和放射性物质：光化学烟雾等。由化学反应产生(洛杉矶)。洛杉矶光化学烟雾事件19世纪50年代，在工业革命期间，洛杉矶位于美国西南海岸，西临大海，三面环山。这是一个阳光明媚、气候温暖、风景宜人的地方。金矿、石油和运河的早期开发，加上其独特的地理位置，很快使其成为商业和旅游业发达的港口城市。洛杉矶很快成为了一个前所未有的繁荣城市，好莱坞，著名的电影工业中心，以及美国第一个“迪斯尼乐园”就建在这里。这座城市的繁荣增加了洛杉矶的人口。白天，纵横交错的城市公路上挤满了数百万辆汽车，整个城市看起来像一个巨大的蚁群。自20世纪40年代初以来，人们发现这座城市已经改变了以前的温和，变得“疯狂”。每年从夏天到初秋，只要我1943年后，烟雾变得更加严重，导致距离城市100公里的2000米高的山上的大松林枯萎，减少柑橘产量。仅从1950年到1951年，美国空气污染造成的损失就达15亿美元。1955年，超过400名65岁以上的人死于呼吸衰竭。1970年，大约75%的市民患有红眼病。这是最早的新型空气污染事件光化学烟雾污染事件。光化学烟雾是由汽车尾气和工业尾气排放造成的，通常在夏季阳光明媚、湿度低、温度为24-32的中午或下午出现。汽车尾气中的烯烃和二氧化氮(NO2)排放到大气中后，会在强烈的阳光和紫外线辐射下吸收太阳光的能量。这些物质的分子在吸收阳光的能量后会变得不稳定，原始的化学链会被破坏而形成新的物质。这种化学反应叫做光化学反应，它的产物是剧毒的光化学烟雾。20世纪40年代，洛杉矶有250万辆汽车，每天消耗约1100吨汽油，排放1000多吨碳氢化合物、30吨氮氧化物和700吨一氧化碳。此外，还有其他石油燃烧排放，如炼油厂和石油供应站。这些化合物在阳光明媚的洛杉矶上空散发，形成了一个有毒的烟雾工厂。光化学烟雾可以说是工业发达、汽车拥挤的大城市的一个隐患。自20世纪50年代以来，光化学烟雾事件已在世界上许多城市发生。光化学烟雾的形成机理非常复杂，其主要污染物来自汽车尾气。因此，人们目前正在积极努力改善城市交通结构，改善汽车燃料，安装汽车排气系统的催化装置等。为了防患于未然。在第一阶段，根据污染物的物理形态和化学成分，可分为：颗粒污染物(TSP)、碳氧化物(CO2、CO等)。)、氮氧化物(一氧化氮、二氧化氮等。)、硫化物(SO2)、卤化物(氟化氢、二氧化氯、氯化氢)、碳氢化合物(烷烃、烯烃和芳烃)、氧化剂(O3等)。)，放射性物质切尔诺贝利核电站事故，事件回放，1986年4月26日当地时间1: 24，乌克兰苏维埃共和国切尔诺贝利核电站(原名列宁)发生严重泄漏和爆炸。事故导致31人当场死亡，数万人因放射性物质的长期影响而死亡或严重患病。到目前为止，由于辐射的影响，畸形胎儿仍然会出生。这是历史上最严重的核事故。泄漏的放射性尘埃随大气漂流到前苏联西部地区、东欧和北欧的斯堪的纳维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯是污染最严重的国家。由于风向的原因，估计大约60%的放射性物质落在白俄罗斯的土地上。这起事故引起了公众对前苏联核电站安全的关注，并间接导致了苏联的解体。2005年，国际原子能机构的一份报告认为，截至当时已有56人死亡47名核电厂工人和9名儿童患甲状腺癌33，354人，估计最终将有约4，000人死于事故引起的疾病。绿色和平组织和其他组织对这项研究的结果提出质疑。苏联解体后的独立国家，包括俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰，仍然每年在灾后投入资金和人力，并为其居民提供医疗保健。事故造成的直接或间接死亡人数难以估计，事故后的长期影响仍不得而知。空气污染物浓度，质量浓度：mg/m3体积浓度：ppm1ppm表示106kg空气环境质量中有1kg溶质，环境空气质量标准，中华人民共和国大气污染防治法，污染源，空气污染源：自然源和人工源(P3)根据人类活动的内容，根据污染物排放方式，根据污染物排放地点，根据污染物排放高度，根据污染物排放口的类型进行分类。来源的分布是不同的。采用不同的扩散方式。1.1.3空气污染物的危害和影响。危害人体健康的方式有三种，即吸入污染空气、皮肤表面与污染空气接触以及摄入含有空气污染物的食物。除呼吸道和肺部疾病外，它们还会对心血管系统、肝脏等造成损害。严重的伤害会夺去人的生命。对生物体的危害动物因吸入污染的空气或食用含有污染物的食物而生病或死亡。空气污染物会降低植物的抗病性，影响生长发育，引起叶斑病或枯萎死亡。对纺织服装、皮革、金属制品、建筑材料、文化艺术作品等物品的危害。造成化学伤害和污染伤害。造成酸性降雨，对农业、林业、淡水养殖等行业产生不利影响，影响全球气候，二氧化碳等温室气体的增加将导致地球大气变暖，导致全球天气灾害增加，煤烟等气溶胶粒子的增加将增加大气混浊度，减弱太阳辐射，影响地球长波辐射，并可能导致异常天气和气候。防治空气污染、减少污染物排放、控制排放和充分利用空气自净能力的选址、烟囱设计、城市和工业区规划等。应该合理绿化，使更多的植物吸收污染物，减少空气污染的程度。应用气象学的原理和方法，研究气象因素对空气污染物分布的主导作用及其在各种条件下的影响，预测空气污染的分布及其变化规律，以便及时处理空气污染问题，保护大气环境。研究内容、气象条件的影响、不同规模、地区和基础条件的环境规划和管理的科学依据、实验研究方法、发展历史等，自工业革命以来，工业发展迅速，人口增长迅速，大量的煤、石油、天然气等燃料被消耗掉，二氧化硫、二氧化碳等大气污染物的排放量日益增加。早在1861年，一些学者就指出，随着大气中二氧化碳含量的增加，温室效应会增加，这可能会影响气候。空气污染气象学的萌芽可以追溯到第一次世界大战。为了研究野外作业中有毒气体浓度的预测方法，英国从1921年开始进行大气扩散实验。发展历史20世纪40年代，原子能工业兴起，一些国家开始开展放射性物质污染预测和控制的研究，促进了大气扩散实验和理论研究的发展。从20世纪50年代到60年代，一些工业区和城市相继发生了严重的空气污染事件。原因之一是排放到大气中的污染物数量多、浓度高。第二，气象条件不利于大气污染物的扩散和迁移。为了控制和消除空气污染，一些国家对城市或地区空气污染物的迁移、扩散、迁移和转化规律进行了试验和研究，并对一些重污染地区进行了空气污染预测研究。20世纪70年代，世界上气候灾害频繁，如非洲的严重干旱。人们把这些现象归因于空气污染。这促使许多气象学家不仅要研究气象因素对污染物扩散的影响，还要研究大气污染对天气和气候的影响。同时，高空飞行器对平流层的污染以及污染物的转移和转化发展历史，第一阶段，20世纪20-50年代，工业革命后工业经济的发展，特别是伴随能源利用而来的空气污染问题，第二次世界大战中化学武器的预防，以及和平利用原子能和核气象学的发展需要。基于均匀稳定假设、小尺度、第二阶段的P-G扩散曲线时代、60年代至70年代中期的非均匀性、第三阶段的修正P-G扩散曲线、80年代末至90年代初的三维数值模拟阶段、现代酸雨、全球气候变化、臭氧层破坏等问题，大气扩散的研究已经扩展到大气化学这一新的分支学科和领域。全球环境监测网络已经扩大到更大的规模和更多的领域。与生态学、环境等学科的交叉应用研究较为广泛，研究意义和应用领域有：大气污染预测的规划设计、大气环境质量评价、全球环境变化的监测、天气和气候影响、研究方法(精通)、野外观测和试验数学模型、经验统计模型、高斯扩散模型；随机行走模型；数值模型室内流体物理模