影响大气扩散的气象要素

1、影响大气扩散的气象要素1. 风速与风向风就是大气的水平运动。风是一个矢量，具有大小和方向。风向是指风的来向。风向可 分为8个方位或16个方位表示，也可用角度表示。例如从北方吹来的风称为北风(N)或 称风向为0，东南向吹来的风称为东南风（SE)或称风向135。风向是经常变化的，但不同地区在一年中都有经常出现的风向，即主导风向。风向频率 表示某方向风出现的次数占全年各方向风出现总次数的百分比。风向决定了污染物扩散的 方向。风速是指单位时间内空气在水平方向运动的距离，用m/s或km/s表示。在大气边界层 中，摩擦力随高度的增加而减小，当气压梯度力不随高度变化时，风速随距地面高度的增加 而增大，风向与

2、等压线的交角随高度增加而减小。通常大气中的污染物浓度与风成反比， 风速增加一倍，下风向浓度将减少一半。平均风速随高度的变化曲线称为风速廓线，风速廓线的数学表达式称为风速廓线模式。 2 气温与气压大气的物理状态及其变化规律与一些物理量有关，矣中最主要的是温度与气压。气象学中的地面气温一般是指距地面1. 5m高处在百叶箱中观测到的空气温度。常用的 气温单位为摄氏温度C、绝对温度K和华氏温度T。三者之间的换算公式为：K=C + 273. 15 C = |-X(T-32)众所周知，近地层大气的温度是不断变化的。近地层大气温度的垂直分布决定了大气的 稳定程度，大气稳定度又影响着大气的湍流程度，以至于影响

3、大气污染物的扩散与稀释。因 此，气温的垂直分布与大气污染程度密切相关。气压定义为单位两积上所承受的大气柱的重量，即大气的压强。气压的常用单位有大气 压（atm)、帕（Pa)、毫巴（mb)、毫米汞柱（mmHg),它们之间的换算关系是：latm=101326Pa=1013. 6mb=760mmHg 空气密度大的地方气压随高度降低得快，密度小的地方气压随高度降低得慢。3 大气湿度大气湿度是表示大气中水汽含量和潮湿程度的重要的物理量。大气湿度与天气变化密切 相关，大气湿度的常用表示方法有以下几种。绝对湿度P单位体积空气中所含的水汽质量（水汽密度），常用单位g/m3。水汽压力空气中所含水汽的分压力，与气

4、压用相同的单位（mmHg或Pa)。 通常气温条件下，水汽压的毫米值与绝对湿度的数值相差不大，实际工作中常以水汽压来代替绝对湿度。相对湿度大气中水汽压与同一温度下的饱和水汽压之比，用百分数表示。露点气压不变的情况下，降低气温使其达到水汽饱和时的那个温度称为露点、根据气温与露点之差可以判断空气的相对湿度大小。差值越大相对湿度越小；反之亦然。两者温度相等时大气中的水汽饱和，相对湿度为100%。4 云与辐射(1)云云是潮湿空6000m卷云(Ci)、卷积云(Cc)、卷层云(Q0中云2000 6000m高积云Ac)、高层云（As)、低云5000m为高云，2500mH5000m为中云， /2500m为低云。

5、云量是指云遮蔽天空的成数。我国将天空分成10等分，云遮蔽了几分，云量就是几。 国外将天空分为8分。两者的换算关系为：国外云量XI. 25 我国云量(2)辐射辐射就是物质以电磁波的形式放射能量。宇宙中的任何物质只要它的温度高于绝对零度，都能放射辐射能。太阳表面温度6000K，以短波形式辐射能量，波长菹围很广，90%的能量集中在0. 15 4pm处。紫外区波长0. 76；xm，占太阳辅射能的43%。波长在:0.475pm附近辐射最 强。另外，大气中的氧和臭氧（主要集中在对流层中）是吸收短波辐射的重要大气组分，氧 的吸收带波长范围臭氧有三个吸收带分别是0.20.3Mm、0. 30. 36)um和0.

6、40.85pm,由此可见，平流层中的臭氧对紫外线有较强的吸收能力，对保护地球生命起 着重要的作用。太阳辐射儒量是地球和大气最主要的能量来源。太阳光以30X104km/S的速度自宇宙到达 地球。大气对太阳辐射的消耗和衰减主要通过吸收、散射和反射作用。太阳总入射能量的 45%被地球获得，大气组分吸收24%的能量，云、大气气溶胶以及地表反射31%的能量。地球吸收了太阳辐射后溫度升高，同时自身以长波辐射的形式放射出能量，即地面辐 射。地面辐射的波长范围大约为3120pm。大气对太阳辐射的直接吸收很少，因此太阳辐 射对大气的增温没有多大的直接作用。地球吸收太阳辐射后放射出的长波被大气中的水汽 (吸收带4

7、.580jxm)、二氧化碳（吸收带12. 917. lpm)以及大气含量很少的臭氧（吸收 带8. 310. 6pm)和一些“温室气体”如甲烷、氧化亚氮、氯氟烃等吸收。据统计，约有 75%95%的地面长波辐射被大气吸收，水汽集中在低层，因此长波辐射能量在近地面40 50m厚的气层中就全部被吸收了，只有很少部分逃逸到宇宙空间去。大气中的气溶胶、云、 水滴也会散射和反射部分长波辐射。大气吸收地面辐射后增温，同时它本身以长波辐射的方式向四周输送能量，其中一部分 投向地面，被称为大气辐射，即大气的逆辐射。向上的地面辐射与向下的大气逆辐射之差称 为有效辐射。一般有效辐射总是正值，即地面与大气的热量交换总是

8、地面损失了热量，由上 述可见大气对地球起了保温作用。此外，海洋、湖泊等水钵会逋过潜热和感热（湍流作用将地球表面热量传递给大气）方 式参与热循环。通常情况下，地球温度基本恒定，即地球系统的能量基本处于一个平衡 状态。综上所述，太阳是地球和大气的主要能源，但低层大气的增热主要来源于地面的长波辐 射，因此近地层空气的攏虔随地表温度的增加而增加，大气自下而上被加热*随地表温度的 降低而降低，大气自下而上被冷却。太阳周而复始的周期变化导致地球温度的周期性变化， 由此引起低层大气温度的周期性变化。(3)云和辐射的关系云对辐射起屏障作用，它既阻挡白天的太阳辐射，又阻挡夜间地面向上的辐射。总的效 果是减少垂直温度梯度，使白天递减和夜间逆温均受到削弱，减弱的程度视云量的多少而 定。阴天，温度层结的昼夜变化几乎消失，大气接近中性状态；同理，温度层结也随季节变 化。例如，夏季递减強度大，频率高，大气不稳定；冬季逆温强度大，频率高，大气多出现 稳定态。由此可见，辐射和云对大气稳定度可产生重要的影响，从而影响到大气污染物的扩 散稀释。2.2影响大气污染物扩散能力的主要因素大气的运动变化是由大气中热能的交换所引起的，热能主