大气污染扩散基础-影响大气污染物扩散的因素（大气污染治理）

大气扩散基础知识

城市下垫面对大气污染物扩散的影响影响大气污染物扩散的因素（1）风对大气污染物扩散和输送的影响（2）湍流对大气污染物的影响（3）大气稳定度与逆温对大气污染的影响（4）城市下垫面对大气污染物扩散的影响（5）地形对大气污染扩散的影响（6）海陆风对大气污染物扩散的影响（7）降水对大气污染扩散城市下垫面对大气污染物扩散的影响城市下垫面的特点：人口密集、工业集中、能耗水平高；城市建筑物、水泥路面热容大，白天吸收太阳辐射快，夜间放热慢；城市上空笼罩着一层烟雾和二氧化碳，地面有效辐射冷却效应减弱。后果：城市平均气温比乡村高，气压比乡村低，形成一股从周围农村吹向城市的特殊气流——热岛环流或城市风。由城市热岛效应示意图可知：城市中心的气温高于郊区，城郊居民区的气温高于农田。城市热岛效应：城市化的发展导致城市中的气温高于外围郊区，使城市犹如一个温暖的岛屿的现象。由于城市热岛的存在，引起空气在城市上升，在郊区下沉，在城市与郊区之间形成小型的热力环流，称为城市风。由于城市风的出现，城区工厂排出的污染物随上升气流而上升，笼罩在城市上空，并由高空流向郊区，将郊区工厂的大气污染物带到城区，加上城区污染源多，使城市的空气污染更加严重。将污染严重的工业企业布局在城市风的影响范围之外，避免这些工厂排出的污染物从近地面流向城区。（4）城市下垫面对大气污染物扩散的影响大气扩散基础知识大气扩散参数（σy、σz）的估算大气扩散参数（σy、σz）的估算σy、σz下风向距离地面粗糙度大气稳定度大气扩散参数（σy、σz）的估算P-G扩散曲线法——帕斯奎尔稳定度级别P-G扩散曲线法——吉福德图表下风向距离与水平扩散参数关系图下风向距离与铅直扩散参数关系图P-G扩散曲线法确定σy、σzxσyxσz大气扩散基础知识大气稳定度对大气污染的影响大气稳定度定义：表示大气中任一高度上的空气块在竖直方向上的相对稳定度。大气稳定度对烟流扩散的影响大气稳定度对烟流扩散有很大影响，不同稳定度导致从烟囱排出的烟羽形状不同。右图为与稳定度有关的五种典型烟流。（a）波浪型（翻卷型）大气处于不稳定状态，对流强烈多出现于太阳光较强的晴朗中午在污染源附近浓度较大，但能很快扩散，污染物很少着地。排入大气的烟云上下翻滚，沿主导风流动扩散很快，恰似波浪（b）锥型大气处于中性或弱稳定状态多出现于多云或阴天的白天，强风的夜晚或冬季夜间烟云离开排放口一定距离后，云轴仍基本保持水平，外形似一个椭圆锥。扩散速度比波浪型低，污染物输送较远（c）扇型（长带型）在烟囱出口处于逆温层中，上下层大气均属于强稳定状态，几乎无湍流发生；多出现于弱晴朗的夜晚和早晨；污染物能传送到较远的地方，遇山或高大建筑物阻挡时，污染物不易扩散稀释，在逆温层下的污染物浓度较大。（d）爬升型（上扬型、屋脊型）多出现于日落后，因地面有辐射逆温大气稳定。高空受冷空气影响大气不稳定；烟云的下侧边缘清晰，呈平直状，而其上部出现湍流扩散；若烟囱高度处于不稳定层时，烟气中污染物不向下扩散，只向上方扩散，这种烟型对地面污染较轻。（e）漫烟型（熏烟型）多发生在日出之后8~10点之间，由于地面增热，低层空气被加热，使下层辐射逆温被逐渐破坏，而此时上层大气仍处于逆温状态；烟囱上面的逆温层就像一个“锅盖”，阻止烟气向上扩散，大量下沉；在污染源附近的下风向，地面污染物浓度很高，造成严重污染。大气稳定度对烟流扩散的影响大气稳定度对烟流扩散有很大影响，不同稳定度导致从烟囱排出的烟羽形状不同。右图为与稳定度有关的五种典型烟流。

风对大气污染物扩散和输送的影响大气污染基本知识大气扩散基础知识风对大气污染物扩散和输送的影响影响方面：风向、风速。风向：影响污染物的水平迁移扩散方向，风总是不断将污染物向下风方向输送，污染区总是分布在下风方向，高污染浓度常出现在污染源的下风向。风速：决定了大气扩散稀释作用的强弱和对污染物输送距离的远近。

风速越大，单位时间内混入烟气中的清洁空气愈多，大气扩散稀释作用越强；风速越大，污染物输送的距离越远，使污染物浓度变低。通常，污染物在大气中的浓度与平均风速成反比，风速增大一倍，下风向污染物浓度将减小一半。风对大气污染物扩散和输送的影响风速廓线——风速随高度变化的曲线1）对数律风速廓线表达式：式中：

——某高度z处的平均风速，m/s；u*——摩擦速度，m/s；k——卡门常数，k=0.44；z0——地面粗糙度，cm。地面类型z0具有代表性的z0草原农作物地面分散的树林分散的大楼（城市）密集的大楼（大城市）1～1010～3030～100100～40040031030100＞300风速廓线模式—对数律风速廓线和指数律风速廓线。风速廓线——风速随高度变化的曲线2）指数律风速廓线数学表达式：式中：

——欲求高度z上的风速，m/s；

——已知高度z1上的风速，

m——风速指数，随湍流强度加强而降低。稳定度极不稳定不稳定弱不稳定中性弱稳定稳定m0.100.150.200.250.300.30不同稳定度的m值大气污染基本知识大气扩散基础知识

海陆风对大气污染物扩散的影响影响大气污染物扩散的因素（1）风对大气污染物扩散和输送的影响（2）湍流对大气污染物的影响（3）大气稳定度与逆温对大气污染的影响（4）城市下垫面对大气污染物扩散的影响（5）地形对大气污染扩散的影响（6）海陆风对大气污染物扩散的影响（7）降水对大气污染扩散海陆风对大气污染物扩散的影响1、海风的形成特点白天，海域吸收太阳辐射增温比陆地慢，水陆的温差引起空气密度差，即白天水域上的空气密度比邻近陆面上的空气密度大，陆面上热而轻的空气上升，水域上的空气流向陆地补充，形成海风。2、陆风的形成特点夜晚，陆地降温比海域快，水面上的空气密度比陆面上的小，空气上升，陆面上的空气流向水面，形成陆风。海陆风对大气污染物扩散的影响海陆风是一种局地热力环流。白天陆地上的污染物随气流上升后，在上层流向海洋，下沉后有可能部分的被海风带回陆地；同时，夜间被陆风吹向海洋的污染物，白天也有可能部分的返回陆地，形成重复污染。海陆风对大气污染物扩散的影响海边工厂必须考虑海陆风的影响。山谷风对大气污染扩散的影响大气扩散基础知识山谷风对大气污染扩散的影响谷风的形成特点：——白天，山坡吸收太阳辐射增温比山谷快，山坡气温比谷地上同高度的大气温度高，气流沿坡上升，形成由谷地吹向山坡的风，称为谷风。山谷风对大气污染扩散的影响山风的形成特点：——夜晚，山坡和山顶比谷地冷却得快，使山坡和山顶的冷空气顺山坡下滑到谷底，形成山风。山风