污染氣象學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1污染污染(wrn)氣象氣象第一頁(yè)，共140頁(yè)。 河南安陽(yáng)市范家莊離煉鋼爐只有一墻之隔，村里(cn l)每天都下鐵雨，村民在這污染嚴(yán)重的環(huán)境下生活 2008年3月24日 第1頁(yè)/共139頁(yè)第二頁(yè)，共140頁(yè)。第2頁(yè)/共139頁(yè)第三頁(yè)，共140頁(yè)。第3頁(yè)/共139頁(yè)第四頁(yè)，共140頁(yè)。河北省涉縣天津鋼鐵廠是重污染企業(yè)，企業(yè)規(guī)模還在不斷擴(kuò)大，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)?dngd)居民的生活 2008年3月18日 第4頁(yè)/共139頁(yè)第五頁(yè)，共140頁(yè)。江西省胡口縣化工園區(qū)在長(zhǎng)江邊上，化工廠私自填埋長(zhǎng)江堤岸(d n)，擴(kuò)大化工廠規(guī)模。2009年6月25日 第5頁(yè)/共139頁(yè)第六頁(yè)，共140頁(yè)。第6頁(yè)/共139

2、頁(yè)第七頁(yè)，共140頁(yè)。第7頁(yè)/共139頁(yè)第八頁(yè)，共140頁(yè)。第8頁(yè)/共139頁(yè)第九頁(yè)，共140頁(yè)。第9頁(yè)/共139頁(yè)第十頁(yè)，共140頁(yè)。 電廠和煉油廠的污染可使附近果樹不結(jié)實(shí)，農(nóng)作物減產(chǎn)，牲畜死亡。如我國(guó)在20世紀(jì)50年代投產(chǎn)的望亭電廠、微水電廠，因粉塵與二氧化硫污染，向附近農(nóng)民賠過(guò)款。廣東馬壩冶煉廠，在不利的氣象條件下，煙霧排不出去，曾經(jīng)被迫(bi p)停產(chǎn)。1952年12月58日英國(guó)倫敦的嚴(yán)重污染事故曾一次使30004000人死亡。 寂靜的春天1962年在美國(guó)問(wèn)世時(shí)，是一本很有爭(zhēng)議的書，是標(biāo)志著人類首次關(guān)注環(huán)境問(wèn)題的著作。它那驚世駭俗的關(guān)于農(nóng)藥危害人類環(huán)境的預(yù)言，不僅受到與之利害攸關(guān)的生產(chǎn)

3、與經(jīng)濟(jì)(jngj)部門的猛烈抨擊，而且也強(qiáng)烈震撼了社會(huì)廣大民眾。第10頁(yè)/共139頁(yè)第十一頁(yè)，共140頁(yè)?；瘜W(xué)(huxu)研究進(jìn)入誤區(qū)。第11頁(yè)/共139頁(yè)第十二頁(yè)，共140頁(yè)。 4.2 大氣污染濃度計(jì)算(j sun)4.2.1 大氣擴(kuò)散的基本理論4.2.2 大氣擴(kuò)散模式4.2.3 擴(kuò)散參數(shù)的估計(jì)第12頁(yè)/共139頁(yè)第十三頁(yè)，共140頁(yè)。 4.4 空氣污染預(yù)報(bào)(ybo)4.4.1 空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)(ybo)4.4.2 空氣污染濃度預(yù)報(bào)(ybo)第13頁(yè)/共139頁(yè)第十四頁(yè)，共140頁(yè)?？勺兊牟欢ǖ?恒定的 氮、氧、氬等含量(hnling)幾乎不變二氧化碳、水汽、臭氧灰塵、煙粒、氮氧化物、硫

4、化物等大氣4.14.1第14頁(yè)/共139頁(yè)第十五頁(yè)，共140頁(yè)。1、大氣污染(d q w rn)的含義 當(dāng)大氣中的人為廢棄（包括可變成分和微量成分）含量及存在時(shí)間(shjin)達(dá)到一定限值，對(duì)人、動(dòng)物、植物產(chǎn)生的有害影響達(dá)到可監(jiān)測(cè)程度時(shí)，大氣就被污染了。4.14.1第15頁(yè)/共139頁(yè)第十六頁(yè)，共140頁(yè)。2、大氣(dq)污染源工業(yè)生產(chǎn)交通運(yùn)輸城市生產(chǎn)農(nóng)業(yè)污染軍事活動(dòng)火山爆發(fā)森林火災(zāi)沙塵暴圖4.1大氣(dq)污染源分類4.1第16頁(yè)/共139頁(yè)第十七頁(yè)，共140頁(yè)。4.1 連續(xù)(linx)點(diǎn)源一般指排放大量污染物的煙囪、放散管、通風(fēng)口等。第17頁(yè)/共139頁(yè)第十八頁(yè)，共140頁(yè)。4.1第18頁(yè)

5、/共139頁(yè)第十九頁(yè)，共140頁(yè)。4.1.2 大氣污染(d q w rn)的危害和影響1、對(duì)人體(rnt)健康的危害 大于10m的顆粒物，大多被鼻腔和咽喉所捕集，但不進(jìn)入肺部；小于10m的飄塵經(jīng)過(guò)呼吸道沉積于肺泡，部分飄塵被溶解后進(jìn)入血液，造成血液中毒，未溶解的部分被細(xì)胞吸收。4.1PM2.5可入肺顆粒物 第19頁(yè)/共139頁(yè)第二十頁(yè)，共140頁(yè)。（2）二氧化硫(r yng hu li) 主要刺激人體呼吸道，通常(tngchng)與多種污染物共存，危害更大。表4.1 SO2濃度(nngd)對(duì)人體的影響SOSO2 2濃度（濃度（ppm)ppm)癥狀癥狀1.0胸部稍有壓迫感胸部稍有壓迫感3-5嗅到

6、臭味嗅到臭味6.5-11.5吸入吸入10-15min后鼻腔有刺激感后鼻腔有刺激感20眼睛有明顯刺激感并咳嗽眼睛有明顯刺激感并咳嗽30-37初接觸者初接觸者15min后打噴嚏、咳嗽后打噴嚏、咳嗽100-200吸收吸收30min后出現(xiàn)噴嚏、眼淚后出現(xiàn)噴嚏、眼淚300不能吸入不能吸入400呼吸困難呼吸困難4.1第20頁(yè)/共139頁(yè)第二十一頁(yè)，共140頁(yè)。（3）氮氧化物（NO、NO2） NO對(duì)人的生理影響目前不十分清楚，但高濃度的NO會(huì)使動(dòng)物的中樞神經(jīng)發(fā)生病變；NO2會(huì)引起(ynq)肺水腫或慢性支氣管炎，NO2的飄塵最易侵入肺部。 氮氧化合物和碳?xì)浠衔镞M(jìn)入大氣后，在陽(yáng)光照射(zhosh)下，經(jīng)光化學(xué)

7、反應(yīng)形成二次污染光化學(xué)煙霧。濃度高時(shí)對(duì)眼睛、呼吸道影響。4.1第21頁(yè)/共139頁(yè)第二十二頁(yè)，共140頁(yè)。（5）其它(qt)有害物質(zhì) 碳氧化物 種類很多，對(duì)眼(duyn)、鼻和呼吸道都有強(qiáng)烈的刺激作用，在一定的條件下，對(duì)肝、腎和心血管系統(tǒng)的功能產(chǎn)生破壞作用。 氟化物對(duì)眼睛和呼吸道有強(qiáng)烈的刺激作用。高濃度的氟化物可引起肺水腫和支氣管炎，對(duì)骨骼、造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、牙齒造成損壞。4.1第22頁(yè)/共139頁(yè)第二十三頁(yè)，共140頁(yè)。2、對(duì)氣候(qhu)的影響（1）對(duì)太陽(yáng)(tiyng)輻射能的影響以南京為例，冬季大氣污染物隨耗煤量的增加，到達(dá)地面的直接輻射(fsh)逐年減少明顯增加（見(jiàn)表2） 總輻射（城

8、市比郊區(qū)低10%-20%），輻射平衡（見(jiàn)表4.3）、紫外線三者都減少 太陽(yáng)高度角較小時(shí)減弱30%-50%，角度大時(shí)削減5%-10%4.1第23頁(yè)/共139頁(yè)第二十四頁(yè)，共140頁(yè)。大氣質(zhì)大氣質(zhì)量（量（m)絕對(duì)濕度絕對(duì)濕度(mmHg）污染區(qū)下風(fēng)方污染區(qū)下風(fēng)方污染區(qū)上風(fēng)方污染區(qū)上風(fēng)方下風(fēng)向較上風(fēng)向下風(fēng)向較上風(fēng)向增加的百分?jǐn)?shù)增加的百分?jǐn)?shù)（%）D（cal/cm2.min)樣本數(shù)樣本數(shù)D （cal/cm2.min)樣本數(shù)樣本數(shù)1.73.0-3.90.204170.18124131.83.0-3.90.214130.19318111.71.0-1.90.211210.1617311.81.0-1.90.1

9、92200.133344平平 均均 0.2050.16725測(cè)站在下風(fēng)向時(shí)，散射輻射增大(zn d)明顯4.1第24頁(yè)/共139頁(yè)第二十五頁(yè)，共140頁(yè)。污染區(qū)下風(fēng)方向污染區(qū)下風(fēng)方向污染區(qū)上風(fēng)方向污染區(qū)上風(fēng)方向樣本數(shù)樣本數(shù)減少數(shù)（減少數(shù)（%）0.58（cal/cm2.min) 0.908（cal/cm2.min)5136（2）對(duì)溫度的影響污染區(qū)下風(fēng)方向(fngxing)的輻射平衡要比上風(fēng)方向(fngxing)減少36%（表4-3） 大氣中的二氧化碳CO2對(duì)太陽(yáng)的短波輻射(fsh)幾乎沒(méi)有消弱作用，但對(duì)地表來(lái)的長(zhǎng)波輻射(fsh)有較強(qiáng)的吸收作用。因此CO2對(duì)地表有保溫作用。如果CO2濃度增加，保

10、溫作用增強(qiáng)；大氣中的塵埃，猶如地球的遮陽(yáng)傘，反射和吸收太陽(yáng)輻射(fsh)，降低地面溫度。塵埃作為凝結(jié)核使云霧降水的頻率增加，對(duì)地表也有冷卻作用。4.1第25頁(yè)/共139頁(yè)第二十六頁(yè)，共140頁(yè)。（3）對(duì)能見(jiàn)度的影響 大氣中的污染物愈多，大氣愈渾濁，能見(jiàn)度降低（見(jiàn)表4.4）。能見(jiàn)度較低時(shí)，交通事故明顯增多。由于(yuy)能見(jiàn)度的觀測(cè)比大氣污染濃度測(cè)定方便，因此有時(shí)用能見(jiàn)度估計(jì)大氣污染的程度。大氣污染濃度（大氣污染濃度（g/mg/m） 100 200 300能見(jiàn)度（能見(jiàn)度（km）14.86.92.8 能見(jiàn)度是影響海、陸、空交通運(yùn)輸?shù)闹匾蛩囟芤?jiàn)度的出現(xiàn)不但影響交通運(yùn)輸?shù)牡某＿M(jìn)進(jìn)(jnxng)還

11、有有大的危危性是發(fā)重大交通事通的主要?dú)庀髼l件4.1第26頁(yè)/共139頁(yè)第二十七頁(yè)，共140頁(yè)。 由于大氣中的污染濃度的增加，特別(tbi)是二氧化碳濃度的增加，使氣溫上升（圖4-2），但大氣中的塵埃等混合污染物的增加，使到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射減小而使溫度降低。 近污染(wrn)濃度的增加導(dǎo)致大氣渾濁度的增加，如華盛頓上空的渾濁度增加了57%，瑞士增加了70%。渾濁度的增加使太陽(yáng)光的反射率也增加，導(dǎo)致到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能減少，氣溫下降。當(dāng)反射率增加1%，大氣溫度下降1.7。如果大氣中渾濁度按每10年30%的速度增加，則幾十年后，北半球就會(huì)降到過(guò)去冰河時(shí)期的而溫。二氧化碳(r yng hu tn)的保

12、溫效應(yīng)不可忽視渾濁度的降溫作用4.1（4）對(duì)氣候變化的影響第27頁(yè)/共139頁(yè)第二十八頁(yè)，共140頁(yè)。大氣(dq)渾濁度（atmospheric turbidity ） 大氣渾濁度是指無(wú)云大氣鉛直氣柱中氣溶膠散射造成的消光程度(chngd)。鉛直氣柱中氣溶膠含量越大，大氣渾濁度也越大。大氣渾濁度T的定義有兩種： 鉛直氣柱中實(shí)測(cè)氣溶膠與分子消光的總光學(xué)厚度與分子消光的光學(xué)厚度h之比，即T/h，林克渾濁(hnzhu)因子（F.Linke于1922年提出）即屬此范疇。 鉛直氣柱中氣溶膠的光學(xué)厚度。埃斯屈朗（A.ngstrm）發(fā)現(xiàn)與波長(zhǎng)的關(guān)系。 4.1第28頁(yè)/共139頁(yè)第二十九頁(yè)，共140頁(yè)。布和輸

13、送、墾荒(knhung)的氣候效應(yīng)、大氣污染及全球輻射平衡過(guò)程都有一定價(jià)值。4.1第29頁(yè)/共139頁(yè)第三十頁(yè)，共140頁(yè)。00lnln( )( )lnln( )LLEE mT mEEm EL（m）是干潔大氣狀態(tài)到達(dá)地面的輻射能（不涉及水汽(shu q)雜質(zhì)等） E（m）是到達(dá)(dod)地面的輻射能 E0是到達(dá)大氣(dq)外界輻射能（太陽(yáng)常數(shù)）4.1第30頁(yè)/共139頁(yè)第三十一頁(yè)，共140頁(yè)。3、使酸沉降(chnjing)增多 酸沉降造成湖泊和土壤的酸化、危害森林和農(nóng)作物、直接威脅人類(rnli)的健康，發(fā)各種疾病、腐蝕金屬、建筑物和文明古跡等，嚴(yán)重破壞了生態(tài)平衡 4.1第31頁(yè)/共139頁(yè)第

14、三十二頁(yè)，共140頁(yè)。大氣污染物的分布(fnb)，取決于當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈱咏Y(jié)、風(fēng)向風(fēng)速、溫度的水平分布(fnb)等氣象要素的影響4.1.3 影響大氣污染的氣象因子(ynz)和天氣形勢(shì)影響最大4.1第32頁(yè)/共139頁(yè)第三十三頁(yè)，共140頁(yè)。4.11、大氣(dq)湍流與穩(wěn)定度（1）大氣(dq)湍流 湍流是指沒(méi)有規(guī)則的流體(lit)運(yùn)動(dòng)，也稱為亂流。是大氣運(yùn)動(dòng)的主要形式，大氣運(yùn)動(dòng)是由大小不一的湍渦、在近地層進(jìn)進(jìn)有其復(fù)雜的、無(wú)規(guī)則的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。 無(wú)湍流時(shí)，煙團(tuán)僅僅依靠分子擴(kuò)散使煙團(tuán)長(zhǎng)大（如右圖），煙團(tuán)的擴(kuò)散速率非常緩慢，其擴(kuò)散速率比湍流擴(kuò)散小56個(gè)數(shù)量級(jí)；a第33頁(yè)/共139頁(yè)第三十四頁(yè)，共140

15、頁(yè)。4.1 當(dāng)湍流的尺度遠(yuǎn)比煙團(tuán)尺度小時(shí)（如圖b），煙團(tuán)沿風(fēng)向水平漂流，同時(shí)由于(yuy)湍渦的攪拌，其邊緣和周圍空氣混合，體積緩慢擴(kuò)大，煙團(tuán)內(nèi)污染物濃度緩慢降低。煙流幾乎呈直線向下風(fēng)運(yùn)動(dòng) 。風(fēng)向(fngxing)b第34頁(yè)/共139頁(yè)第三十五頁(yè)，共140頁(yè)。4.1 當(dāng)煙團(tuán)進(jìn)入比自己大得多的湍渦流場(chǎng)中時(shí)（如圖c），煙團(tuán)被湍流運(yùn)動(dòng)所挾帶，隨湍渦環(huán)流繞行，本身(bnshn)增長(zhǎng)有限。煙團(tuán)在大湍渦的夾帶下作較大擺幅的蛇形曲線運(yùn)動(dòng)(下風(fēng)方向） c第35頁(yè)/共139頁(yè)第三十六頁(yè)，共140頁(yè)。4.1 當(dāng)煙團(tuán)尺度(chd)與湍渦的大小相仿時(shí)（如圖d），煙團(tuán)被湍渦迅速拉開撕裂而大幅度變形，橫截面快速膨脹，因而

16、擴(kuò)散較快，煙流呈小擺幅曲線向下風(fēng)運(yùn)動(dòng)煙團(tuán)內(nèi)污染物濃度快速降低。 實(shí)際大氣湍流中，以上三種方式同時(shí)存在(cnzi)，當(dāng)大氣湍流越強(qiáng)時(shí)，污染物散布的范圍越大，大氣中污染物的濃度越低d第36頁(yè)/共139頁(yè)第三十七頁(yè)，共140頁(yè)。4.1（2）大氣(dq)穩(wěn)定度 因下墊面摩擦力和空氣粘滯性引起的風(fēng)速垂直切變(qi bin)造成的，稱為動(dòng)力湍流 熱力(rl)條件引起的對(duì)流第37頁(yè)/共139頁(yè)第三十八頁(yè)，共140頁(yè)。4.1 低層大氣中，大氣的溫度層結(jié)對(duì)湍流的強(qiáng)弱起主要作用，層結(jié)越不穩(wěn)定，湍流越強(qiáng)。在大氣污染的研究及大氣環(huán)境評(píng)價(jià)中，通常以大氣穩(wěn)定度反映湍流的強(qiáng)弱，以及污染物的擴(kuò)散(kusn)和稀釋狀況。溫度（

17、位溫）梯度(t d)方法第38頁(yè)/共139頁(yè)第三十九頁(yè)，共140頁(yè)。4.1理查孫（.ichardson）數(shù)i2igzRuz重力加速度平均風(fēng)速位溫在鉛直方向的變化風(fēng)速在鉛直方向的變化位溫?zé)崃蛣?dòng)力因素的對(duì)比關(guān)系Ri1，湍流(tunli)易于發(fā)展， Ri1不易發(fā)展第39頁(yè)/共139頁(yè)第四十頁(yè)，共140頁(yè)。4.1帕斯圭爾（Pasquill)方法(fngf) 按風(fēng)速(fn s)、日射、云量（云狀）分成六個(gè)穩(wěn)定度等級(jí) 表4.5帕斯圭爾穩(wěn)定度分級(jí)(fn j)1010米高米高處風(fēng)速處風(fēng)速（米（米/ /秒秒) )白天（日射）白天（日射）陰云密布陰云密布的白天或的白天或夜晚夜晚夜間夜間強(qiáng)強(qiáng)中中弱弱天空為薄云遮蔽

18、天空為薄云遮蔽云量云量5/10云量云量4/102 2A AA AB BB BD D2 23 3A AB BB BC CD DE(E(弱穩(wěn)定）弱穩(wěn)定）F F3 35 5B BB BC CC CD DD D（中性）（中性）E E5 56 6C CC CD DD DD DD DE E6 6C CD DD DD DD DD DAF，極不穩(wěn)定、不穩(wěn)定、弱不穩(wěn)定、中性、弱穩(wěn)定、穩(wěn)定中緯度地區(qū)盛夏的晴天中午為強(qiáng)日照，冬季中午為弱日照。此方法僅適宜平坦開闊地第40頁(yè)/共139頁(yè)第四十一頁(yè)，共140頁(yè)。4.1帕斯圭爾-特納爾（Pasquill-Turner)方法(fngf)簡(jiǎn)稱(jinchng)P-T法 由于帕

19、斯圭爾劃分穩(wěn)定度的方法帶有一定的主觀性，特別是精確確定日射等級(jí)較困難，特納爾提出依據(jù)太陽(yáng)高度角、云量確定輻射(fsh)等級(jí)，再利用輻射(fsh)等級(jí)和風(fēng)速來(lái)確定穩(wěn)定度分類的方法。如表4.6和4.7. 此方法僅僅利用氣象常規(guī)資料就可以劃分穩(wěn)定度的類別，簡(jiǎn)單易行，而且有一定的物理意義和氣象意義，應(yīng)用較廣。第41頁(yè)/共139頁(yè)第四十二頁(yè)，共140頁(yè)。4.1表4.6 P-T太陽(yáng)輻射(ti yn f sh)等級(jí)各個(gè)高度上的各個(gè)高度上的云量（總云量云量（總云量/ /低云量）低云量）夜間夜間白天太陽(yáng)高度（白天太陽(yáng)高度（h）151515h3515h3565654/44/4-2-2-1-1+1+1+2+2+3+

20、35-7/5-7/44-1-10 0+1+1+2+2+3+38/48/4-1-10 00 0+1+1+1+17/5-77/5-70 00 00 00 0+1+18/80 00 00 00 00 0第42頁(yè)/共139頁(yè)第四十三頁(yè)，共140頁(yè)。4.1表4.7 P-T大氣(dq)穩(wěn)定度等級(jí)1010米高處風(fēng)速米高處風(fēng)速（m/s)m/s)輻射等級(jí)輻射等級(jí)+3+3+2+2+1+10 0-1-1-2-21.91.9A AA AB BB BD DE EF F2 22.92.9A AB BB BC CD DE EF F3 34.94.9B BB BC CC CD DD DE E5 55.95.9C CC CD

21、DD DD DD DD D66D DD DD DD DD DD D 大氣層結(jié)較穩(wěn)定時(shí)，不利于污染物的擴(kuò)散，因此一個(gè)地方污染物的排放(pi fn)時(shí)間要根據(jù)大氣層結(jié)穩(wěn)定度合理安排。第43頁(yè)/共139頁(yè)第四十四頁(yè)，共140頁(yè)。4.1風(fēng)廓線方法(fngf)近地層風(fēng)隨高度的變化(binhu)常用冪函數(shù)來(lái)表示，即：11azVVz風(fēng)廓線指數(shù)用50米和10米兩個(gè)高度(god)的風(fēng)速資料確定表4.8 風(fēng)廓線大氣穩(wěn)定度等級(jí)大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度級(jí)別級(jí)別ABCDEFa a值值0.190.190.210.210.230.230.300.300.360.360.460.46Roland(洛蘭德,1980年)給出的a值第

22、44頁(yè)/共139頁(yè)第四十五頁(yè)，共140頁(yè)。4.1表4.9 各穩(wěn)定度對(duì)應(yīng)(duyng)的溫度梯度溫度(wnd)（位溫）梯度法 根據(jù)北京320米高度鐵塔的溫度資料，對(duì)于(duy)帕斯圭爾大氣穩(wěn)定度類別的溫度梯度值，劃分大氣穩(wěn)定度（表4-9）穩(wěn)定度級(jí)穩(wěn)定度級(jí)別別r r（ ）（）（/100m)/100m)（ ） ( (/100m)/100m)Ar-2.2-0.8B-2.2r-1.8-0.8-0.6C-1.8r-1.5-0.6-0.3D-1.5r-0.1-0.30.5E-0.1r1.60.52.5F1.6r 2.5 資料來(lái)源資料來(lái)源北京近郊北京近郊南京近郊南京近郊TzTz第45頁(yè)/共139頁(yè)第四十六頁(yè)，

23、共140頁(yè)。氣象(qxing)方面上的定義4.1288. 000/00)1000()1000(PTPTPCR第46頁(yè)/共139頁(yè)第四十七頁(yè)，共140頁(yè)。 把某一水樣從任一深度以絕熱方式提升到海面時(shí)所還有的溫度，叫做位溫。常以表示，即位溫。如現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)水溫5，把它從6000米深處絕熱提升到海面時(shí)的=0.80，通海水位溫=5-0.80 =4.20。位溫可根據(jù)絕熱溫度梯度計(jì)算，由于海水還有壓縮性，當(dāng)水塊上升時(shí)，因壓力減小而體積膨脹，內(nèi)能減小，溫度降而；當(dāng)水塊下降時(shí)，因壓力加大而使其體積縮小，內(nèi)能增加，溫度升高。位溫不是深度的函數(shù)，它是海水熱性質(zhì)的一種指標(biāo)，可用來(lái)研究水團(tuán)運(yùn)動(dòng)的途徑。 第4

24、7頁(yè)/共139頁(yè)第四十八頁(yè)，共140頁(yè)。4.12、溫度(wnd)（1）溫度的垂直(chuzh)分布即溫度(wnd)層結(jié)，是衡量大氣穩(wěn)定度的標(biāo)志第48頁(yè)/共139頁(yè)第四十九頁(yè)，共140頁(yè)。zT01234第49頁(yè)/共139頁(yè)第五十頁(yè)，共140頁(yè)。 (1)avav (2) (3)a=0v處于(chy)不同平衡狀態(tài)的小球123第50頁(yè)/共139頁(yè)第五十一頁(yè)，共140頁(yè)。4.1波浪(blng)型（翻卷型、環(huán)鏈型） 整層空氣(kngq)處于不穩(wěn)定狀態(tài)（），煙云擺動(dòng)大，擴(kuò)散快 一般出現(xiàn)在夏季晴天日射強(qiáng)的中午，此時(shí)對(duì)流強(qiáng)，有微風(fēng)，一般不會(huì)發(fā)生污染危害，但在煙囪比較密集的地方，煙囪附近會(huì)出現(xiàn)高濃度污染。第51頁(yè)

25、/共139頁(yè)第五十二頁(yè)，共140頁(yè)。錐型 當(dāng)?shù)孛?dmin)和上空的氣溫差別不大時(shí)，即溫度的垂直遞減率小于干絕熱遞減率（），空氣層呈中性或穩(wěn)定狀態(tài)，這時(shí)垂直擴(kuò)散較慢。當(dāng)高空風(fēng)較大時(shí)，出現(xiàn)水平擴(kuò)散大于垂直擴(kuò)散，煙云呈橫向圓錐形。多發(fā)生在陰天的中午(zhngw)和冬季的夜間，地面污染濃度較而4.1第52頁(yè)/共139頁(yè)第五十三頁(yè)，共140頁(yè)。扇型（平展(pngzhn)型） 當(dāng)從地面到上空，氣層很穩(wěn)定或有一個(gè)深厚的逆溫層時(shí)，煙囪排除的煙氣既不能向上擴(kuò)散也不能向下擴(kuò)散，只能(zh nn)在水平方向呈扇型逐漸散開。4.1多發(fā)生在晴天的夜間或清晨、微風(fēng)、湍流(tunli)很弱時(shí)。地面濃度較而，但遇到山或高大

26、的建筑物阻擋時(shí)，該地區(qū)會(huì)造成嚴(yán)重污染第53頁(yè)/共139頁(yè)第五十四頁(yè)，共140頁(yè)。熏煙型（下擴(kuò)散(kusn)型、漫煙型） 當(dāng)從地面到煙囪大氣層結(jié)不穩(wěn)定，煙囪以上的層結(jié)是穩(wěn)定的或有逆溫層存在，煙氣只能在煙囪以下的區(qū)域擴(kuò)散，不能向上擴(kuò)散，形成地面下風(fēng)方向(fngxing)的嚴(yán)重污染。4.1多發(fā)生在冬季早晨逆溫比較深厚時(shí)，日出后，下部的逆溫層破壞，但上面的逆溫層仍然(rngrn)存在的狀況下第54頁(yè)/共139頁(yè)第五十五頁(yè)，共140頁(yè)。4.1 大氣層結(jié)與熏煙型相反，從地面到煙囪頂部大氣層結(jié)穩(wěn)定或有逆溫層，煙囪頂部以上大氣層結(jié)不穩(wěn)定，煙氣下部平直，上部有一定(ydng)的擴(kuò)散，是最佳的擴(kuò)散條件。多發(fā)生(f

27、shng)在傍晚時(shí) 屋脊(wj)型（上升型、城堡型）第55頁(yè)/共139頁(yè)第五十六頁(yè)，共140頁(yè)。4.1 由于溫度層結(jié)對(duì)污染(wrn)的擴(kuò)散有很大的影響，因此在實(shí)際工作中用來(lái)分析污染(wrn)物單位擴(kuò)散程度。也可用逆溫強(qiáng)度、厚度、頻率來(lái)分析大氣溫度層結(jié)對(duì)污染(wrn)物擴(kuò)散的影響。逆溫是指氣溫隨高度(god)的增加而增加的現(xiàn)象 下沉逆溫平流逆溫鋒面逆溫湍流逆溫地形逆溫輻射逆溫大氣層結(jié)穩(wěn)定第56頁(yè)/共139頁(yè)第五十七頁(yè)，共140頁(yè)。 由于逆溫層的阻擋作用（阻礙空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)），使近地層的污染物不易穿過(guò)逆溫層的屏障向上擴(kuò)散，在逆溫層的下部有限的空間內(nèi)聚集，形成高濃度的污染區(qū)域。逆溫層強(qiáng)度(qingd)

28、越大，厚度越厚、維持時(shí)間越長(zhǎng)，造成的污染危害越大。污染(wrn)氣象學(xué)中常分析逆溫的強(qiáng)度(qingd)（？/100米）逆溫的頂、底高度（距離地面）逆溫的厚度（頂、底高度之差）逆溫的頻率（出現(xiàn)次數(shù)占總觀測(cè)次數(shù)）逆溫的生消規(guī)律、逆溫與污染源高度之間的關(guān)系、有逆溫時(shí)污染濃度分布特點(diǎn)4.1第57頁(yè)/共139頁(yè)第五十八頁(yè)，共140頁(yè)。zT0az0bzzz000TTTTedc接地逆溫層厚度逆溫強(qiáng)度逆溫層高度上部逆溫層厚度4.1第58頁(yè)/共139頁(yè)第五十九頁(yè)，共140頁(yè)。hhHH4.1第59頁(yè)/共139頁(yè)第六十頁(yè)，共140頁(yè)。（2）溫度的水平(shupng)分布4.1 由于不同下墊面的物理性質(zhì)的差異，引起熱

29、狀況在水平方向上分布(fnb)的不均勻。特別是在弱的天氣系統(tǒng)條件下，這種熱力差異會(huì)產(chǎn)生一些局地環(huán)流，如海陸風(fēng)、城郊風(fēng)、山谷風(fēng)等地方性環(huán)流（影響污染物輸送范圍和路徑，影響污染濃度）海陸風(fēng)對(duì)沿岸地區(qū)空氣污染的影響(yngxing) 沿海和大湖沿岸常見(jiàn)的局地環(huán)流白天吹海風(fēng)水體陸地晚上吹陸風(fēng)陸地水體第60頁(yè)/共139頁(yè)第六十一頁(yè)，共140頁(yè)。4.1第61頁(yè)/共139頁(yè)第六十二頁(yè)，共140頁(yè)。4.1第62頁(yè)/共139頁(yè)第六十三頁(yè)，共140頁(yè)。 當(dāng)海風(fēng)入侵時(shí)，海洋的冷空氣位于陸地暖空氣之下，如圖4.5，稱為海風(fēng)鋒面。鋒面的弱逆溫層結(jié)。對(duì)鋒面下得污染物擴(kuò)散構(gòu)成一個(gè)傾斜的“頂蓋”，阻礙污染物向上擴(kuò)散。因此在海

30、風(fēng)鋒面路徑上有較大的排放源時(shí)，地面污染濃度(nngd)會(huì)驟然增加，一般維持幾十分鐘到一個(gè)小時(shí)。鋒面過(guò)后，海風(fēng)風(fēng)速較大，也清潔，對(duì)空氣有凈化作用。 有可能形成沿岸的循環(huán)污染（海陸風(fēng)的日變化）。另外在白天地面盛行海風(fēng)(hi fn)，高空盛行陸風(fēng)，當(dāng)污染源抬升較強(qiáng)時(shí)，也可形成污染物的倒流。4.1第63頁(yè)/共139頁(yè)第六十四頁(yè)，共140頁(yè)。4.1 城市(chngsh)的年平均氣溫比郊區(qū)高0.3-1.8，在特殊氣象條件下可高達(dá)4-6，這種現(xiàn)象稱為熱島效應(yīng)。城市(chngsh)與郊區(qū)形成熱島環(huán)流（城郊風(fēng)）。污染物在局地環(huán)流的作用下，聚集在城市(chngsh)上空，形成煙幕。城郊(chn jio)風(fēng)對(duì)市區(qū)空

31、氣污染的影響第64頁(yè)/共139頁(yè)第六十五頁(yè)，共140頁(yè)。靜風(fēng)時(shí)城郊(chn jio)之間的環(huán)流有地方性風(fēng)時(shí)城郊(chn jio)之間的環(huán)流4.1第65頁(yè)/共139頁(yè)第六十六頁(yè)，共140頁(yè)。4.1第66頁(yè)/共139頁(yè)第六十七頁(yè)，共140頁(yè)。4.1第67頁(yè)/共139頁(yè)第六十八頁(yè)，共140頁(yè)。第68頁(yè)/共139頁(yè)第六十九頁(yè)，共140頁(yè)。4.1 山谷風(fēng)是山區(qū)常見(jiàn)的一種局地環(huán)流。白天谷底的冷空氣沿坡向上爬行形成谷風(fēng)，夜間(y jin)坡上的冷空氣向下流泄形成山風(fēng)。山谷風(fēng)對(duì)空氣污染的影響(yngxing)第69頁(yè)/共139頁(yè)第七十頁(yè)，共140頁(yè)。（1）風(fēng)對(duì)大氣(dq)污染物的輸送擴(kuò)散4.1風(fēng)對(duì)污染(wrn

32、)的作用地面(dmin)至1-1.5km之間的大氣層，稱為邊界層（行星邊界層或摩擦層）3、風(fēng)污染物的主要擴(kuò)散層 一是將污染物整體輸送到下風(fēng)方向，風(fēng)速即污染物的移動(dòng)速度，風(fēng)速越大，煙云移動(dòng)越快 二是污染物在被風(fēng)吹離的過(guò)程中不斷與干凈空氣混合，濃度降低第70頁(yè)/共139頁(yè)第七十一頁(yè)，共140頁(yè)。 風(fēng)對(duì)污染物的輸送擴(kuò)散作用除受風(fēng)速大小、風(fēng)向變化影響外，還受下墊面（建筑物、地形、水體、植被）的影響。當(dāng)風(fēng)速增大時(shí)，有利于高架連續(xù)電源煙氣的水平輸送和稀釋作用，但風(fēng)速增大又壓低了煙氣的上升高度，而使地面(dmin)污染物增加。當(dāng)風(fēng)速增大到某一臨界值時(shí)，地面(dmin)可能出現(xiàn)最大濃度（一般情況最大濃度出現(xiàn)在

33、煙氣軸線上），稱為地面(dmin)絕對(duì)最大濃度，此時(shí)的風(fēng)速稱為臨界風(fēng)速。4.1第71頁(yè)/共139頁(yè)第七十二頁(yè)，共140頁(yè)。該圖是某城市11月份和12月份SO2濃度的觀測(cè)數(shù)據(jù)。隨著風(fēng)速的提高，SO2濃度值降低，但變化趨勢(shì)有所不同。當(dāng)u（23）m/s時(shí)，SO2濃度值隨著風(fēng)速的增加(zngji)迅速減小，而u（23）m/s后，SO2濃度值基本不變，表明此時(shí)的風(fēng)速對(duì)污染物的擴(kuò)散稀釋影響甚微。 4.1第72頁(yè)/共139頁(yè)第七十三頁(yè)，共140頁(yè)。（2）邊界層內(nèi)風(fēng)速隨高度(god)的變化4.1 風(fēng)隨高度的變化，除用冪函數(shù)（100米高度以上）外，還用對(duì)數(shù)形式（地面(dmin)到幾十米高度）表示，如：0110l

34、nlnlnlnzZVVzZ 高度(god)z處的風(fēng)速 高度z1處的風(fēng)速 Z0為下墊面的粗糙度（4-3）第73頁(yè)/共139頁(yè)第七十四頁(yè)，共140頁(yè)。 表4-10 各類下墊面的粗糙度Z0值下墊面下墊面類別類別平坦平坦地面地面雪面雪面短草短草積雪積雪面面*半沙半沙漠漠裸露裸露土地土地耕地耕地45cm短草短草地地長(zhǎng)草長(zhǎng)草地地1120cm市鎮(zhèn)市鎮(zhèn)城市城市Z Z0 0值值0.0010.050.10.31.02.03.04.0100200注：*表示(biosh)積雪高10時(shí)的Z0 下墊面愈粗糙(cco)，Z0愈大 風(fēng)廓線指數(shù)a除與大氣穩(wěn)定度有關(guān)(yugun)（表4-8），還與粗糙度有關(guān)(yugun)，粗糙度

35、愈大，大氣層結(jié)越穩(wěn)定，a值就越大。 4.1第74頁(yè)/共139頁(yè)第七十五頁(yè)，共140頁(yè)。（3）邊界層內(nèi)風(fēng)向(fngxing)隨高度的變化4.1 在大氣(dq)邊界層內(nèi)，風(fēng)向隨高度的變化一般遵循愛(ài)克曼（V.W.Ekman）螺線，即風(fēng)向隨高度向右偏轉(zhuǎn)。在各季節(jié)均存在風(fēng)向右偏的現(xiàn)象，只是在夏季由于湍流運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，偏轉(zhuǎn)頻率和角度均較少，冬季偏轉(zhuǎn)較多。第75頁(yè)/共139頁(yè)第七十六頁(yè)，共140頁(yè)。4.1 降水對(duì)大氣污染物有凈化作用，除了雨雪對(duì)污染物顆粒的沖洗(chngx)和對(duì)污染氣體的溶解外，還包括云霧對(duì)污染物的吸收溶解。凈化作用的大小取決于降水量的大小、持續(xù)時(shí)間、污染氣體的溶解度、雨滴（云滴、霧滴）污染物顆

36、粒的大小等。表4.11降水前后大氣中氣溶膠的比較4、降水(jingshu) 自然降水凈化了大氣。但卻使地面污染加劇。被云滴霧滴吸附的污染物，云霧消散時(shí)就會(huì)重新進(jìn)入大氣中。低層大氣中的霧與氮氧化物和硫化物的反應(yīng)，產(chǎn)生的次生污染會(huì)在大氣低層形成(xngchng)酸沉降。不僅影響污染物的擴(kuò)散，還危害生態(tài)。 第76頁(yè)/共139頁(yè)第七十七頁(yè)，共140頁(yè)。 表4.11 降雨前后大氣層中氣溶膠和氣體(qt)濃度比較（德國(guó)，法蘭克福，g/m）項(xiàng)目項(xiàng)目氣溶膠氣溶膠氣體氣體NHNH4 4+ +NONO3 3- -SOSO4 4- -NHNH3 3NONO2 2SOSO2 2ClCl2 2雨雨 前前6.76.76.

37、06.016.716.721.621.611.911.9238.0238.014.314.3雨雨 后后4.74.71.61.69.79.711.011.09.19.1212.0212.05.35.3減少率（減少率（%）30.030.073.073.042.042.049.049.024.024.035.035.063.063.0第77頁(yè)/共139頁(yè)第七十八頁(yè)，共140頁(yè)。4.15、天氣形勢(shì)(tin q xn sh)大氣污染按地理尺度劃分全球污染區(qū)域污染局地污染 主要與當(dāng)時(shí)的氣象條件（溫度(wnd)、風(fēng)、云大氣穩(wěn)定度等有關(guān) 與天氣形勢(shì)密切相關(guān)，如移動(dòng)緩慢的反氣旋與地形結(jié)合，污染(wrn)加重 受

38、大范圍的天氣形勢(shì)和大氣環(huán)流所制約第78頁(yè)/共139頁(yè)第七十九頁(yè)，共140頁(yè)。4.1氣象在防止大氣污染(wrn)中的作用工業(yè)(gngy)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的制定污染濃度(nngd)的測(cè)定和計(jì)算城市和工業(yè)區(qū)的布局煙囪高度的設(shè)計(jì)空氣質(zhì)量的預(yù)報(bào)和控制第79頁(yè)/共139頁(yè)第八十頁(yè)，共140頁(yè)。 4.2.1 大氣擴(kuò)散的基本(jbn)理論4.21、梯度(t d)-輸送理論（K理論） 通過(guò)與菲克分子擴(kuò)散理論的類比建立菲克（Fick）定律假設(shè)，在單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)經(jīng)過(guò)單位面積輸送上網(wǎng)通量與濃度梯度成正比。如果將大氣分子擬為分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，則可以認(rèn)為由擴(kuò)散引起的污染物的輸送通量也與濃度梯度成正比。即第80頁(yè)/共139頁(yè)第八十

39、一頁(yè)，共140頁(yè)。4.2qFKx 污染(wrn)物質(zhì)的輸送通量空氣密度湍流(tunli)擴(kuò)散系數(shù)污染物的濃度(nngd)擴(kuò)散截面垂直的空間坐標(biāo)即平均風(fēng)向第81頁(yè)/共139頁(yè)第八十二頁(yè)，共140頁(yè)。4.2當(dāng)K隨x和q變化時(shí)，其三維擴(kuò)散(kusn)方程為： Kx、Ky、Kz分別為三個(gè)方向的擴(kuò)散率，反映湍流擴(kuò)散的強(qiáng)度。該方程只有在給定初始濃度并且對(duì)K作某些假設(shè)的條件(tiojin)下才可求解。當(dāng)煙氣的垂直尺度小于煙軸離地面的高度時(shí)，可以近似地認(rèn)為各向K值不隨坐標(biāo)x而變化，得到的解為：xyzxyzdqqqqKKKdtxyz第82頁(yè)/共139頁(yè)第八十三頁(yè)，共140頁(yè)。4.222231221exp()4(

40、4) ()xyxyzQxyzqt KKKztK K K源強(qiáng)（g/m)在有風(fēng)時(shí)，污染物的平流是()qux與平流相比，x方向的擴(kuò)散(kusn)可以略去，上式變?yōu)椋?)()yzqqqquKKtxyyzz （4-7）第83頁(yè)/共139頁(yè)第八十四頁(yè)，共140頁(yè)。4.2假設(shè)K=常數(shù)(chngsh)，并且邊界條件是：連續(xù)(linx)條件是：q 當(dāng)x=y=z=0q0 當(dāng)x,y,z 0K, ， 0 當(dāng)z0，x,y0()qux0uqdydzQ 對(duì)所有(suyu)x0則方程4-7的解為：22121exp44()yzyzuyzqxKKx K K第84頁(yè)/共139頁(yè)第八十五頁(yè)，共140頁(yè)。4.2梯度理論導(dǎo)出的解得到的定

41、性(dng xng)結(jié)論：濃度與源強(qiáng)成正比；離源越遠(yuǎn)(yu yun)，濃度越小擴(kuò)散率越大濃度越?。慌c煙軸正交的截面上，在y方向和z方向上濃度遵從正態(tài)分布，即二維正態(tài)分布。這些結(jié)論與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果定性(dng xng)符合，但梯度輸送理論有嚴(yán)重缺點(diǎn)，污染物湍流擴(kuò)散的通量常常不與梯度成線性關(guān)系，q與x-1成比例的結(jié)論與實(shí)際情況有很大的偏離；在不同氣象條件下，K變化較大，K隨x變化，難以確定；在不穩(wěn)定層結(jié)中實(shí)際煙流的整體有擺動(dòng)，比濃度梯度分布有更大影響，由于以上原因，梯度理論尚難應(yīng)用第85頁(yè)/共139頁(yè)第八十六頁(yè)，共140頁(yè)。4.22、統(tǒng)計(jì)(tngj)理論 假定大氣湍流場(chǎng)是均勻、定常的。則從污染源放出

42、的污染粒子(lz)在x方向的濃度分布以x軸對(duì)稱，濃度分布一般為正態(tài)分布。濃度分布的標(biāo)準(zhǔn)差，即擴(kuò)散系數(shù)y，等于粒子(lz)經(jīng)過(guò)T時(shí)間在x方向移動(dòng)的均方差y222002 ( )TtyLyvRd dt 湍流(tunli)強(qiáng)度標(biāo)記粒子運(yùn)動(dòng)的拉格朗日相關(guān)系數(shù)T為擴(kuò)散時(shí)間是為了尋求粒子的概率分布（4-9）接近正態(tài)分布第86頁(yè)/共139頁(yè)第八十七頁(yè)，共140頁(yè)。4.2 當(dāng)擴(kuò)散時(shí)間增加到一定程度后，擴(kuò)散系數(shù)y與擴(kuò)散T時(shí)間的平方根成正比。但因?qū)嶋H大氣不符合均勻、常定的假設(shè)，所以僅在下墊面平坦開闊、氣流穩(wěn)定的小尺度擴(kuò)散情況下才有意義，因此統(tǒng)計(jì)理論受到很大的限制。通常都假設(shè)污染粒子的濃度分布(fnb)是二維正態(tài)（高

43、斯）分布(fnb)，因?yàn)楫?dāng)K為常數(shù)時(shí)，梯度分布(fnb)理論的微分方程的解是正態(tài)分布(fnb)。 此外當(dāng)樣本容量足夠大時(shí)，樣本平均值遵從正態(tài)分布，污染濃度的平均值也遵從這種分布，這種假定與觀測(cè)結(jié)果比較符合。然后利用泰勒公式(gngsh)求出標(biāo)準(zhǔn)差，污染粒子的濃度分布就可以確定。 第87頁(yè)/共139頁(yè)第八十八頁(yè)，共140頁(yè)。4.23、相似(xin s)理論 相似理論是在量綱分析的基礎(chǔ)上發(fā)展的，是研究近地層(dcng)大氣湍流的一種理論方法。它假定流場(chǎng)的拉格朗日性質(zhì)僅僅決定于表征流場(chǎng)歐拉性質(zhì)的已知參量。這樣污染粒子的擴(kuò)散特征就與拉格朗日性質(zhì)相關(guān)，并與風(fēng)速和溫度的空間分布聯(lián)系起來(lái)了。相似理論的結(jié)論在

44、近地層幾十米內(nèi)是正確的，在這個(gè)高度以上須考慮(kol)科氏力等因子的作用（使分析復(fù)雜化，資料也少），實(shí)際應(yīng)用不多第88頁(yè)/共139頁(yè)第八十九頁(yè)，共140頁(yè)。4.2.2 大氣擴(kuò)散(kusn)模式4.21、高斯（Gauss）擴(kuò)散(kusn)模式假設(shè)(jish)污染物濃度符合正態(tài)分布 高斯擴(kuò)散模式適用于均一的大氣條件，以及地面開闊平坦的地區(qū)，點(diǎn)源的擴(kuò)散模式。排放大量污染物的煙囪、放散管、通風(fēng)口等，雖然大小不一，只要不是討論煙囪底部很近距離的污染問(wèn)題，均可視其為點(diǎn)源。 以上三種大氣擴(kuò)散的理論都有較大的局限性，實(shí)際中給予一定的假設(shè)，在從統(tǒng)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)等方面分析污染的模式。以下主要介紹適用于開闊平坦地形上，高

45、架連續(xù)點(diǎn)源的小尺度（10km)擴(kuò)散模式。第89頁(yè)/共139頁(yè)第九十頁(yè)，共140頁(yè)。4.2 高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散中，煙流截面上的濃度不是均勻(jnyn)的，而是呈正態(tài)分布。高斯模式是目前應(yīng)用最廣的模式。湍流(tunli)擴(kuò)散模型第90頁(yè)/共139頁(yè)第九十一頁(yè)，共140頁(yè)。4.22、薩頓（O.G.Sutton）模式(msh) 假定湍流是平穩(wěn)的而且具有普遍性，則大量粒子(lz)的統(tǒng)計(jì)特征與起始時(shí)間無(wú)關(guān)，大量粒子(lz)的平均值可以用一個(gè)粒子(lz)的長(zhǎng)時(shí)間平均代替。 薩頓模式是高斯模式和泰勒公式的結(jié)合，理論上僅適用于平穩(wěn)和均勻湍流流場(chǎng)。由于模式本身有不足之處(b z zh ch)，近年來(lái)以被高斯模式等方

46、法取代。第91頁(yè)/共139頁(yè)第九十二頁(yè)，共140頁(yè)。4.2.3 擴(kuò)散(kusn)參數(shù)的估計(jì)4.21、帕斯圭爾擴(kuò)散(kusn)曲線法（P-G法） 只要利用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)氣象觀測(cè)資料，查取帕斯奎爾大氣穩(wěn)定度等級(jí)，即可確定擴(kuò)散參數(shù)。擴(kuò)散參數(shù)還有如下規(guī)律：隨著離源距離增加(zngji)而增大；不穩(wěn)定大氣狀態(tài)時(shí)的值大于穩(wěn)定大氣狀態(tài)，大氣湍流運(yùn)動(dòng)愈強(qiáng)，值愈大；以上兩種條件相同時(shí)，粗糙地面上的值大于平坦地面。 由于P-G法在概念上和一般意義下得穩(wěn)定度比較接近，所以分類結(jié)果與其他的穩(wěn)定度指標(biāo)的分類結(jié)果比較一致，且簡(jiǎn)便易行，但常規(guī)資料的穩(wěn)定度分類粗略，由于短時(shí)間污染濃度的誤差較大。第92頁(yè)/共139頁(yè)第九十三頁(yè)，共1

47、40頁(yè)。 根據(jù)表4-6，利用常規(guī)氣象資料云量和太陽(yáng)(tiyng)高度角將太陽(yáng)(tiyng)輻射分為6級(jí)，然后再根據(jù)表4-7，利用太陽(yáng)(tiyng)輻射分級(jí)和風(fēng)速把大氣穩(wěn)定度分為6級(jí)（A、B、C、D、E、F），最后利用上圖給出每一個(gè)大氣穩(wěn)定度下得y和z隨距離x的變化。y隨x的變化(binhu)z隨x的變化(binhu)第93頁(yè)/共139頁(yè)第九十四頁(yè)，共140頁(yè)。4.22、風(fēng)向(fngxing)脈動(dòng)法3、方程(fngchng)求解法4、地面(dmin)濃度及其離源距離法 此外還有示蹤劑濃度測(cè)量法、光學(xué)輪廓法、“標(biāo)記粒子”軌跡法、風(fēng)洞模擬法、激光雷達(dá)探測(cè)煙云法等方法估算擴(kuò)散參數(shù)。煙流抬升的過(guò)程 第9

48、4頁(yè)/共139頁(yè)第九十五頁(yè)，共140頁(yè)。4.3 大氣污染控制從兩方面來(lái)理解，一是從立法的角度，指用法律(fl)來(lái)限制或禁止污染物的擴(kuò)散。另一方面，“控制”還有防止的意思。用什么方法來(lái)防止大氣污染發(fā)生呢？取消污染源之外(是否可進(jìn)？），控制和防治是保護(hù)環(huán)境的首選。主要任務(wù)有： 城市的全面規(guī)劃和合理布局、工廠廠址的選擇和煙囪(yncng)的高度設(shè)計(jì)、集中的采暖、改變?nèi)剂蠘?gòu)成和凈化汽車尾氣、增大綠化面積、大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定、采用先進(jìn)的工業(yè)治理污染的技術(shù)第95頁(yè)/共139頁(yè)第九十六頁(yè)，共140頁(yè)。4.3 工業(yè)布局是否合理與形成大氣污染關(guān)系極為密切。工業(yè)過(guò)分集中的地區(qū)，大氣污染排放量必然過(guò)大，不易被稀釋擴(kuò)

49、散；相反地，將工廠合理分散布設(shè)，將有利于污染物的稀釋擴(kuò)散。選擇廠址時(shí)要充分考慮地形、氣象等條件，以利于污染物的擴(kuò)散。另外，工廠區(qū)和生活區(qū)要有一定的間隔距離，盡可能留出一些空地，綠化造林，以減輕(jinqng)污染危害。一個(gè)城市工廠要布置在盛行風(fēng)的下風(fēng)向，以減少?gòu)U氣對(duì)城市居民區(qū)的危害。 第96頁(yè)/共139頁(yè)第九十七頁(yè)，共140頁(yè)。1、根據(jù)風(fēng)的資料進(jìn)行城市規(guī)劃2、根據(jù)長(zhǎng)期平均濃度的分布來(lái)規(guī)劃城市（1）分析盛行風(fēng)向和風(fēng)速（2）污染(wrn)系數(shù)的計(jì)算（3）污染(wrn)物的重疊和污染(wrn)時(shí)間由大氣污染擴(kuò)散模式計(jì)算的長(zhǎng)期平均濃度(nngd)分布圖，或由現(xiàn)狀評(píng)價(jià)（觀測(cè)）給出的長(zhǎng)期平均濃度(nngd

50、)圖，均可作為城市規(guī)劃的依據(jù) 在沒(méi)有明顯的盛行風(fēng)向的地方，結(jié)合風(fēng)速計(jì)算污染系數(shù)，或稱為煙污強(qiáng)度系數(shù)，衛(wèi)生防護(hù)系數(shù)。第97頁(yè)/共139頁(yè)第九十八頁(yè)，共140頁(yè)。4.3.2 工廠廠址選擇(xunz)和煙囪高度設(shè)計(jì)4.3 合理選擇工業(yè)區(qū)和居民區(qū)，科學(xué)設(shè)計(jì)煙囪(yncng)高度均可減輕和防治污染。1、 工廠(gngchng)廠址選擇 廠址選擇是一個(gè)需要綜合性考慮的問(wèn)題，涉及到社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域。從大氣環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，合理的廠址應(yīng)是本底環(huán)境中的污染物濃度低，大氣對(duì)污染物的擴(kuò)散稀釋能力強(qiáng)，以及所排放的污染物應(yīng)被輸送到對(duì)人類居住區(qū)域影響小或污染危害輕的地方。僅對(duì)氣象條件和地形狀況對(duì)廠址選擇的影

51、響進(jìn)行討論第98頁(yè)/共139頁(yè)第九十九頁(yè)，共140頁(yè)。 本底環(huán)境濃度是指某地區(qū)現(xiàn)有的某些污染物的濃度水平，又稱作背景濃度。超過(guò)國(guó)家大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的地區(qū)不宜再建排放(pi fn)污染物的新廠，有些地方本底環(huán)境濃度沒(méi)有超標(biāo)，但加上擬建廠的排放(pi fn)物后濃度將會(huì)超標(biāo)，而且在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)無(wú)法克服，也不宜建廠。因此，廠址應(yīng)選擇本底環(huán)境濃度小的地區(qū)。（1）本底(bn d)環(huán)境濃度 第99頁(yè)/共139頁(yè)第一百頁(yè)，共140頁(yè)。 廠址選擇應(yīng)考慮風(fēng)對(duì)附近的生活區(qū)、工作區(qū)以及農(nóng)作物區(qū)的影響，尤其是風(fēng)向頻率(pnl)。廠址應(yīng)設(shè)置在居住區(qū)等主要污染受體最小頻率(pnl)風(fēng)向的上側(cè)，排放量大或廢氣毒性大的

52、企業(yè)應(yīng)盡可能設(shè)在最小頻率風(fēng)向的最上側(cè)，使居住區(qū)受污染的時(shí)間達(dá)到最少；應(yīng)盡量減少各企業(yè)之間發(fā)生重疊污染，不宜將各污染源布置在最大頻率(pnl)風(fēng)向一致的直線上，分布應(yīng)該有一定的夾角；污染源應(yīng)盡可能設(shè)置在對(duì)農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物損害最小的生長(zhǎng)季節(jié)的最大頻率(pnl)風(fēng)向的下方。（2）風(fēng)向(fngxing)風(fēng)速 第100頁(yè)/共139頁(yè)第一百零一頁(yè)，共140頁(yè)。 大氣污染的危害程度與污染的停留時(shí)間和濃度兩個(gè)因素有關(guān)，而風(fēng)速與濃度成反比，所以影響大氣污染物擴(kuò)散稀釋的因素是風(fēng)速。如果僅考慮按風(fēng)向頻率布局，只能保證(bozhng)居民區(qū)受污染的時(shí)間最短，但不能確保該區(qū)域受到的污染程度最輕，因此在確定污染源與和被污

53、染區(qū)的相對(duì)位置時(shí)，可定義一個(gè)污染系數(shù)來(lái)綜合考慮風(fēng)向頻率f和平均風(fēng)速u兩個(gè)因素f/u 某方位的風(fēng)速大而風(fēng)向頻率小，該方位的污染(wrn)系數(shù)就小，則其下風(fēng)向的大氣污染(wrn)程度就輕。因此，污染(wrn)源應(yīng)該設(shè)在使污染(wrn)地區(qū)的污染(wrn)系數(shù)達(dá)到最小的方位上風(fēng)向。 第101頁(yè)/共139頁(yè)第一百零二頁(yè)，共140頁(yè)。 污染系數(shù)沒(méi)有考慮風(fēng)速對(duì)煙流抬升的影響，即排放源下風(fēng)向污染程度最輕的地方并非總是污染系數(shù)值為最小。隨著風(fēng)速的增大，一方面使大氣污染物的擴(kuò)散稀釋能力增強(qiáng)，直接減小地面最大濃度；另一方面使煙流抬升高度減小，反而(fn r)增大了地面最大濃度，而風(fēng)速達(dá)到危險(xiǎn)風(fēng)速時(shí)，地面出現(xiàn)絕對(duì)最

54、大濃度。所以，只有當(dāng)風(fēng)速超過(guò)危險(xiǎn)風(fēng)速后，才出現(xiàn)風(fēng)速越大，地面濃度越小的現(xiàn)象。當(dāng)煙囪的幾何高度一定時(shí)，地面最大濃度將隨風(fēng)速由小增大而出現(xiàn)最大值。見(jiàn)下圖。第102頁(yè)/共139頁(yè)第一百零三頁(yè)，共140頁(yè)。 對(duì)于中、矮煙囪，煙流抬升較弱，危險(xiǎn)風(fēng)速只有12 m/s，此時(shí)仍可用污染系數(shù)來(lái)考慮廠址的選擇。但對(duì)抬升高度很高的發(fā)電廠、冶煉廠，危險(xiǎn)風(fēng)速非常高，可能超過(guò)10m/s，如果風(fēng)速小于危險(xiǎn)風(fēng)速，隨著風(fēng)速增大(zn d)，地面濃度反而增高，因此不能僅利用污染系數(shù)估算污染的程度，還要根據(jù)煙流特性和氣象資料進(jìn)行分析計(jì)算。第103頁(yè)/共139頁(yè)第一百零四頁(yè)，共140頁(yè)。對(duì)于靜風(fēng)(u1.0m/s)和微風(fēng)(wi fn)

55、(u12m/s)出現(xiàn)頻率高，輻射逆溫頻率大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的地區(qū)，由于大氣的擴(kuò)散能力差，容易引起大氣中污染物的濃度增高而造成污染。因此要統(tǒng)計(jì)靜風(fēng)頻率和靜風(fēng)的持續(xù)時(shí)間，繪制出靜風(fēng)持續(xù)時(shí)間頻率圖進(jìn)行分析，盡量避免在全年靜風(fēng)頻高或靜風(fēng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的地方建廠。對(duì)于地形復(fù)雜的山區(qū)，隨著地形高度的不同，風(fēng)向風(fēng)速變化很大，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)點(diǎn)繪出局部污染系數(shù)玫瑰圖。第104頁(yè)/共139頁(yè)第一百零五頁(yè)，共140頁(yè)。 地面200300m以內(nèi)的逆溫對(duì)低矮煙源影響很大，此時(shí)地面風(fēng)速較小，污染物擴(kuò)散稀釋緩慢，往往在排放源附近污染物濃度很高，因此具有低矮排放源的工廠不宜(by)建在近地層逆溫頻率高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的地區(qū)。如果排放源的

56、有效高度高于近地逆溫層的頂部，污染物難以向下運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)生爬升型擴(kuò)散，對(duì)防止污染最為有利。如果高大煙源位于逆溫層內(nèi)，在逆溫消解時(shí)會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的熏煙型污染，其它時(shí)間一般不會(huì)使煙源附近出現(xiàn)高濃度污染，但擴(kuò)散速度緩慢，污染范圍較大，遠(yuǎn)距離地面濃度偏高。 （3）溫度(wnd)層結(jié)第105頁(yè)/共139頁(yè)第一百零六頁(yè)，共140頁(yè)。 上部逆溫主要對(duì)高大煙源擴(kuò)散的影響較大，即使增加(zngji)煙囪高度也不能明顯降低污染物的地面濃度，它對(duì)低矮煙源的擴(kuò)散無(wú)明顯的影響。 廠址選擇還要適當(dāng)考慮其它象條件。如低云和霧較多的地區(qū)容易形成更大的污染(wrn)，而降水較多的地區(qū)由于雨水可以凈化空氣中的污染(wrn)物，使得污

57、染(wrn)物濃度降低，空氣往往較潔凈。當(dāng)降雨與固定的盛行風(fēng)常常同時(shí)出現(xiàn)的地區(qū)，廠址選擇中應(yīng)考慮被污染(wrn)的雨水可能會(huì)被風(fēng)吹向下風(fēng)方向的問(wèn)題。第106頁(yè)/共139頁(yè)第一百零七頁(yè)，共140頁(yè)。 不同的地形(dxng)，在其上空會(huì)產(chǎn)生不同的擴(kuò)散條件。如果廠址選擇在不利于污染物擴(kuò)散稀釋的地形(dxng)位置，可能在小范圍內(nèi)造成污染物的聚積，產(chǎn)生較高的濃度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起大氣污染。因此，選擇廠址時(shí)應(yīng)考慮地形對(duì)污染物擴(kuò)散的影響，最基本考慮的因素有：（4）地形(dxng) 在低洼地區(qū)，應(yīng)考慮(kol)四周山坡上的居民區(qū)及農(nóng)田。當(dāng)排放源的有效高度不能超過(guò)山坡上的農(nóng)田與居民區(qū)的高度時(shí)，不宜建廠；對(duì)于高山或

58、四周很高的深谷，由于靜、微風(fēng)頻率高且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，以及逆溫層經(jīng)常不易消散，污染物可能持久在深谷內(nèi)聚積，濃度很高，不宜建廠 第107頁(yè)/共139頁(yè)第一百零八頁(yè)，共140頁(yè)。 在山坡，排放源的有效高度必須能夠超過(guò)(chogu)背風(fēng)坡的湍流區(qū)及下坡風(fēng)的厚度，否則不宜建廠，因?yàn)闊熈鲿?huì)很快壓向背風(fēng)坡地面，造成高濃度的污染。如果要在背風(fēng)坡建廠，工廠的排放源應(yīng)設(shè)在遠(yuǎn)離背風(fēng)坡湍流區(qū)的地方，而一般不宜將居住區(qū)設(shè)在背風(fēng)面的污染區(qū)。 走向與盛行風(fēng)向交角為45135的較深長(zhǎng)的山谷，谷內(nèi)風(fēng)速一般較低，經(jīng)常出現(xiàn)靜風(fēng)與微風(fēng)現(xiàn)象，污染物不易擴(kuò)散稀釋。因此排放源的有效高度應(yīng)高于山谷內(nèi)靜風(fēng)或微風(fēng)的高度，否則(fuz)不宜建廠。在風(fēng)

59、速有規(guī)律變化或日平均風(fēng)速經(jīng)常很小的山谷中也不宜建廠第108頁(yè)/共139頁(yè)第一百零九頁(yè)，共140頁(yè)。 在海陸風(fēng)比較穩(wěn)定的大型水域，如果沿岸與山地毗鄰，靠山地區(qū)不利于污染物的稀釋擴(kuò)散，不宜作為廠址。如果在水域毗鄰的陸地建廠時(shí)，應(yīng)該使生活區(qū)與廠區(qū)的排列與海岸平行，以減少海陸風(fēng)環(huán)流(hun li)對(duì)生活區(qū)造成的污染 由于地形對(duì)大氣污染的影響是多種多樣的，也非常復(fù)雜，選址必須對(duì)實(shí)地情況作具體分析。如果在地形復(fù)雜的地區(qū)選址，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地形和專門的氣象觀測(cè)判斷可能出現(xiàn)的主要大氣污染現(xiàn)象，一般應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)或風(fēng)洞(fn dn)模擬實(shí)驗(yàn)。這樣，才能對(duì)當(dāng)?shù)氐拇髿鈹U(kuò)散能力、建廠條件，以及廠外布置等做出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，

60、為確定必要的對(duì)策或防護(hù)措施提供依據(jù)第109頁(yè)/共139頁(yè)第一百一十頁(yè)，共140頁(yè)。4.3 高架連續(xù)點(diǎn)源的典型代表就是孤立的高煙囪。煙囪的作用除了利用熱煙氣與環(huán)境冷空氣之間的密度差產(chǎn)生的自生通風(fēng)力來(lái)克服煙氣流動(dòng)阻力向大氣排放外，還要把煙氣中的污染物散逸到高空之中，通過(guò)大氣的稀釋擴(kuò)散能力降低污染物的濃度，使煙囪的周邊的環(huán)境處于允許(ynx)的污染程度之下。2、煙囪高度(god)設(shè)計(jì)第110頁(yè)/共139頁(yè)第一百一十一頁(yè)，共140頁(yè)。源造成的地面最大濃度不超過(guò)國(guó)家規(guī)定的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)下，使得建造投資費(fèi)用最小煙囪高度對(duì)地面污染(wrn)物濃度分布的影響第111頁(yè)/共139頁(yè)第一百一十二頁(yè)，共140頁(yè)。 煙囪(