第02章 大气污染气象学

1、第二章大气污染气象学，大气污染气象学的研究对象：气象要素对大气污染的影响大气污染对气候气象学的影响本章简要介绍前者，2.1大气垂直结构，2.2主要气象要素，气象要素：代表大气状态和物理现象的物理量，温度：地面以上1.5m，百叶窗温度，常用单位换算，2.2主要气象要素，大气压力：单位面积大气柱重量单位：帕，百帕，大气压， mmhg 1 mmhg=1.333 HPA=133.32 pa 1a TM=101326 pa=760 mmhg工程大气压力：98kPa，大气压力随高度的变化：2.2主要气象要素，湿度(空气湿度):空气中的水蒸气含量绝对湿度1m3湿空气中包含的水蒸气质量相对湿度在相同温度下空气

2、中的绝对湿度和饱和空气中的绝对湿度的百分比，2.2主要气象要素，风：气象上，它是指空气在水平方向上的运动。 风向被称为风向(8或16个方位角被等分)。风速：单位时间内水平方向的空气运动距离(某一时间的平均值)。表达方法：风力系列(f)，风速，换算关系：Km/h，2.2主要气象要素，湍流：大气的不规则运动。机械湍流是由垂直方向风速分布不均匀和地面粗糙度不同造成的。2.2主要气象要素，云：云高：从云底到地面的高度；高云、中云和低云量：云遮蔽天空；中国云量=1.25国外云量；云量表示方法：总云量/低云量、低云(2500米以下)、中云(2500-5000米)、高云(50000米)在天空背景中可以清楚看

3、到的水平距离水平(09级，对应距离为505万米)，2.2主要气象要素、大气稳定性、大气对流能力的表示、气温垂直下降率(气温直接下降率):气温分层的垂直分布、正态分布(下降层)、中性层、等温层逆温层化，2.2主要气象要素，大气稳定性，干绝热过程：空气中有小片空气干绝热垂直下降率(干绝热直接下降率):可以推断，当d=0.98K/100m1K/100m的小气团垂直移动时，外部气压变化很大，当气压的影响远远超过气团与其周围环境之间的热交换的影响时，可以认为是一个绝热过程。 根据热力学第一定律：(1)积分：气压随高度的变化：dp=-gdz理想气体的状态方程：p=RT将上述两个公式代入(1)得到：2.2主

4、要气象要素，温度干燥绝热直接还原率D，它随时间和空间变化，代表干燥气体块垂直运动过程中绝热条件下的温度变化，它是一个常数。2.2主要气象要素，大气稳定性：定义：大气在垂直方向的稳定程度；反映对流是否容易的定性描述：如果一片空气受到外力的影响，它会向上或向下移动。外力消除后，空气块减速并恢复到原来的高度。空气块仍在加速上升或下降。在中性不稳定条件下，不稳定的空气块会停留或有利于污染物扩散。2.2主要气象要素，大气稳定性：大气稳定性判别方法：2.2主要气象要素，大气稳定性：逆温不利于污染物扩散辐射逆温：地面夜间变冷，大气自下而上变冷。2.3大气稳定度及其分类，大气稳定度的分类方法：帕斯奎尔分类方法

5、要点：根据平均风速、太阳辐射强度和距地面10米的云量，大气稳定度可分为六个等级：强不稳定度、不稳定度、弱不稳定度和云量。在城市中，由于热岛效应和大的粗糙度，分类是不准确的。2.3大气稳定度及其分类，大气稳定度的分类方法：pasquale分类，2.3大气稳定度及其分类，大气稳定度的分类方法：pasquale分类的改进Teneur提出的改进：首先，根据某个时间和地点的太阳高度角和云量，根据太阳辐射等级数和距地面10m的风速确定太阳辐射等级数，克服了pasquale分类， 2.3大气稳定性及其分类，大气稳定性的分类方法：Pasquill分类的改进，2.4空气污染与气象，气象要素对空气污染的影响：风向的影响决定污染物的运动方向，风速决定稀释和扩散能力。 风速廓线：对数律模型(中性层化):指数律模型(非中性层化)，2.4空气污染与气象，气象要素对空气污染的影响：湍流使烟气沿三维空间方向快速扩散，污染物在大气中的扩散主要通过湍流实现。小尺度涡烟沿水平方向直线前进，大尺度涡烟的路径是弯曲的。复杂尺度的湍流烟雾被旋涡迅速撕裂，并沿顺风方向膨胀。2.4空气污染与气象，气象要素对空气污染的影响：湍流，2.4空气污染与气象，气象要素对空气污染的影响：大气稳定性的影响当大气处于不稳定状态时，空气产生强烈的上下对流。当大气处于稳定状态时，会出现逆温层，阻碍空气的上下对流。污染物不易扩散，但大