空氣污染氣象學(xué)期末復(fù)習(xí)

1、名詞解釋K 空氣污染氣象學(xué)：是近代大氣科學(xué)研究的一個新的分支學(xué)科，研究大氣運(yùn)動同大 氣中污染物相互作用的學(xué)科，它作為大氣環(huán)境問題研究與應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域，研究 排放進(jìn)入大氣層的空氣污染物的擴(kuò)散稀釋' 轉(zhuǎn)化、遷移和清楚的規(guī)律，模擬并預(yù)測空 氣污染物的濃度分布及其對環(huán)境空氣質(zhì)量的影響。2 、 空氣污染：由于人或自然的因素，使大氣組成的成分 ' 結(jié)構(gòu)和狀態(tài)發(fā)生變化，與原本情況比，增加了有害物質(zhì)（稱之為空氣污染物），使環(huán)境空氣質(zhì)量惡化，擾亂并 破壞了人類的正常生活環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)，從而構(gòu)成了空氣污染。3 、 空氣污染物：指以各種方式排放進(jìn)入大氣層，并且有可能對人和生物 ' 建筑材

2、料 以 及整個大氣環(huán)境構(gòu)成危害或帶來不利影響的物質(zhì)。4 、 大氣環(huán)境容量：指在自然凈化能力之內(nèi)所允許的污染物排放量。5 、 一次污染物 : 原始排放的直接污染大氣的污染物質(zhì)。主要有二氧化硫' 一氧化碳 ' 氮氧化物 ' 二氧化氮 ' 顆粒物（飄塵、降塵 ' 油煙 等） '氨氣 ' 及含氧 ' 氮' 氯' 硫有機(jī)化合物以及放射性物質(zhì)等二次污染物：經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成的新的污染物質(zhì)。光化學(xué)煙霧等（洛杉磯）6 、 根據(jù)污染物的物理形態(tài)和化學(xué)成分，分為：顆粒污染物 （TSP） ?碳氧化物（C02, CO 等） ? 氮氧化物 （N

3、O, N02 等）硫化物 （S02 鹵化物（HF, CL2, HCL ）碳?xì)浠衔铮ㄍ殪摹⑾┒碳胺?#174;5）氧化劑 （03等）放射性物質(zhì)TSP ： 以固體或液體形式存在于空氣介質(zhì)中的分散體，自分子大小到大于 W 微米粒徑 的 各種微粒，稱為 TSP 。7 、 空氣污染物濃度的兩種表示方法? 質(zhì)量濃度： mg/m3 體積濃度： PPIIII PPm 表示 106kg 中有 I kg 溶質(zhì)8 、 空氣污染源：自然源與人工源（ P3 ）從不同角度對污染源進(jìn)行分類：? 按照人類活動內(nèi)容分類按照污染物排放方式分類按照污染物排放位置分類?按照污染物排放高度分類按照污染物排放口的形式分類9 、 研究方

4、法?現(xiàn)場觀測試驗(yàn)數(shù)學(xué)模式（經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計模型、高斯擴(kuò)散模型：隨機(jī)游動模型；數(shù)值模式） 室內(nèi)流體物理模擬10 、氣象要素：構(gòu)成和反映大氣狀態(tài)和大氣現(xiàn)象的基本因素，簡稱為大氣狀態(tài)的 物理現(xiàn)象和物理量。門' 風(fēng)：空氣相對于地面的水平運(yùn)動成為風(fēng)，它有方向和大小，是矢量。12 s 湍流：是一種不規(guī)則運(yùn)動，其特征是時空隨機(jī)變屋，包括機(jī)械因素和熱力因素，由機(jī)械或動力作用生成的是機(jī)械湍流，地表非均一性和粗糙度均可產(chǎn)生這種機(jī)械湍流活動。由各種熱力因子的熱力作用誘發(fā)形成的湍流稱熱力湍流，一般情況下，大氣湍流的強(qiáng)弱取決于熱力和動力兩種因子。在氣溫垂直分布呈強(qiáng)遞減時，熱力因子起主要作用，而在中性層結(jié)情況下，動力因子

5、往往起主要作用。13 、 機(jī) 械湍流：由機(jī)械或動力作用生成的湍流是機(jī)械系統(tǒng)。14 、 熱 力湍流：由齊種熱力因子的熱力作用誘發(fā)形成的湍流。15 、 大 氣溫度：指 1.5 米的白葉箱溫度。16 、 干 絕熱遞減率：絕熱垂直遞減率（絕熱直減率）：氣塊在絕熱過程中，垂直方向上每升降單位距離時的溫度變化值。（通常取100m ） ，單位 : 。 C / 10Omo17s 干絕熱垂直遞減率Y d （干絕熱直減率）：干氣塊（包括未飽和濕空氣）在絕熱 過程中，垂直方向上每升降單位距離的溫度變化值。（通常取100 米），根據(jù)計算，得 到Y(jié)d 約為 0. 98 eC/ IOOn1, 近似 rC/100m o18

6、 、 混 合層高度：在實(shí)踐中，經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的溫度層結(jié)：低層是不穩(wěn)定的大氣，在 離地而兒白到上米高空存在一個明顯的逆溫層，即通常所說的上部逆溫的情況，它 使污染物的垂直擴(kuò)散受到限制，實(shí)際上只能在地面至逆溫的擴(kuò)散叫“封閉型”擴(kuò)散。 存在封閉型擴(kuò)散的空氣層稱混合層。上部穩(wěn)定層結(jié)的底部的高度稱為混合層高度。19 、 地 面絕對最大濃度：兩種作用的結(jié)果 : 定會在某一風(fēng)速下出現(xiàn)地面最大濃度的極大值，稱為地面絕對最大濃度，用 Cabs in, 出現(xiàn)最大濃度的風(fēng)速稱為危險風(fēng)速。20V 大氣輸送與擴(kuò)散兩種基本途徑：歐拉方法 : 相對固定坐標(biāo)系描述污染物的輸送和擴(kuò)散。采用雷諾平均的擴(kuò)散方程，存在 不閉合問題（

7、技術(shù)難點(diǎn)）。拉格朗日方法 : 跟隨流體移動粒子來描述污染濃度變化。采用粒子運(yùn)動統(tǒng)計方法，適用于平穩(wěn)和均勻湍流，存在局限。21、蒙特卡洛模擬：對隨機(jī)的大氣擴(kuò)散行為，用大呈粒子的隨機(jī)游動方式來模擬，即用大量標(biāo)記粒子的施放來表征污染物的連續(xù)排放，讓它們在流場中按平均風(fēng)輸送，同時 乂用一系列隨機(jī)位來模擬大氣擴(kuò)散，這樣就表達(dá)了平流輸送和湍流擴(kuò)散兩種作用。這些質(zhì)點(diǎn)在空間和時間上的總體分布，構(gòu)成客氣污染物的散布圖。隨機(jī)游動模擬乂稱蒙 特卡洛模擬或馬爾可夫模擬。22 煙氣有源高：排放煙流離地高度H,它包禽煙囪高度HS和煙流的抬升高度稱之為煙氣有效源高。 H 二 FT-AH 。23 、 煙流寬度 2y6 （或

8、2z0 ） :定義為煙流中心線至等于慚流中心線濃度十分之一處 的距離的二倍。由正態(tài)分布模式有 2y0 二 4. 30 。 y 或 2z0 二 4. 30 。 Z24、煙氣抬升分為四個階段：噴出階段浮升階段瓦解階段變平階段。25 、 影響熱煙流抬升的基本因子：/ 排放源及排放煙氣的性質(zhì)一源排放煙氣的初始動量和浮力/ 環(huán)境大氣的性質(zhì)/ 下墊面性質(zhì)26 、 局地風(fēng)：局部地區(qū)由于地形地物的影響，引起近地層大氣的增熱和冷卻速度不 同，從而引起了局部空氣的環(huán)流，即形成特殊的風(fēng)場，稱為局地風(fēng)。城市街27、移動線源：能夠在橫風(fēng)向相同距離處造成污染物濃度相等的連續(xù)點(diǎn)源或 道，公路上行駛的汽車都可視為線源，后考稱

9、移動線源。28、風(fēng)向頻率：是指一定時間內(nèi)（年或刀），某風(fēng)向出現(xiàn)次數(shù)占各風(fēng)向出現(xiàn)總次數(shù)的29、污染系 數(shù)：風(fēng)向頻率河染系數(shù)白分率。表示風(fēng)向風(fēng)速綜合作用對空氣污染物擴(kuò)散影響程度。某風(fēng)向出現(xiàn)次數(shù)？ccn各風(fēng)向的總次數(shù)Xc鳳向頻率Xr =莎岡白來1蘋1?勺問凄30、擴(kuò)散曲線法：由大量擴(kuò)散試驗(yàn)（禽氣象觀測和示蹤物濃度觀測）資料分析及理論 分析得出擴(kuò)散參數(shù)隨下風(fēng)方距離 X的變化曲線。31 v P-G曲線的應(yīng)用A：根據(jù)氣象觀測自立劃分穩(wěn)定度擴(kuò)散級別。B：根據(jù)穩(wěn)定度擴(kuò)散級別和擴(kuò)散曲線給大氣擴(kuò)散參數(shù)。32、國家標(biāo)準(zhǔn)中的修改應(yīng)用修正太陽高度角的計算方法適應(yīng)我國大量地面觀測無云觀測的情況（只有總云星，低云屋）33、

10、干沉積：由地面的土壤、水、植物、建筑物等通過污染物質(zhì)的覓力沉降、碰撞與 捕 獲、吸收與吸附光合作用或其它生物化學(xué)、物理過程實(shí)現(xiàn)；34、濕沉積：由云霧和降水（雨，雪等形式）等通過污染物質(zhì)被吸收進(jìn)入水滴或隨水滴被清除。35、清除系數(shù)：由于降水清除作用造成的污染物濃度的變化是一個隨清除時間呈指數(shù)衰減的過程，定量描述這一過程的參數(shù)即平均降水。36、污染物滯留時間：表征空氣污染物在一定時期，一定空間范圍里的壽命的一個特征最。它定義為這樣一個時間，即假定沒有污染物補(bǔ)充，沒有污染物穿過區(qū)域邊界， 該區(qū)域大氣里污染隨時間減少至原來的1/e倍所需的時間。37 、潔凈大氣組成：氮，氧，氫，二氧化碳，水汽，懸浮物，

11、微量氣體成分等。組成成分及比例基本保持不變。38 、空氣污染：由于人為或自然的因素，使大氣組成的成分、結(jié)構(gòu)和狀態(tài)發(fā)生變化，與原本情況相比，增加了有害物質(zhì)，使環(huán)境空氣質(zhì)最惡化，擾亂并破壞了人類正常生 活環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)。39 、 大氣污染的防治 減少污染物排放量 控制排放和充分利用大氣自凈能力 廠址選擇 ' 煙囪設(shè)計、城區(qū)與工業(yè)區(qū)規(guī)劃等要合理 綠化造林，使有更多植物吸收污染物，減輕大氣污染程度40 、大氣邊界層：位丁 ? 對流層的最底部，由丁 ? 直接與地而相貼而強(qiáng)烈受到分子粘性 ' 湍流摩擦 ' 輻射 增熱、水汽交換' 物質(zhì)擴(kuò)散各種交換作用和地形的影響，致使湍流應(yīng)

12、力成為重要因子 而不可忽略，與之相聯(lián)系形成 ABL 。4K 湍流主要特點(diǎn)： 1 、不規(guī)則性和隨機(jī)性 2 、擴(kuò)散性 3 、大雷諾數(shù)性質(zhì) 4 、渦旋運(yùn)動5 、耗散性6 、連續(xù)性42 、形響空氣污染物散布的主要因子：大氣邊界層結(jié)構(gòu)及其特征，風(fēng)和湍流，氣溫與大氣穩(wěn)定度，輻射和云，天氣形勢，下墊而條件。43 、 虛點(diǎn)源法： （ I） 把大塊面源劃分為若干較小的面源塊情況下，可將面源化為點(diǎn)源來處理，即將每一而源塊（乂稱而源單元）簡化為一個等效的點(diǎn)源-假定整個面源塊的污染物排放集中在該點(diǎn)。這樣就可用點(diǎn)源擴(kuò)散公式來計算該面源所造成的污染物濃度。 （ 2） 由煙流半寬定義有 2 為=4. 30 巧，44、 云寬

13、：沿橫風(fēng)向，污染物濃度下降到等于軸線濃度1/10 處的兩點(diǎn)間距離。標(biāo)準(zhǔn)差：為在某下風(fēng)距離，污染物在y 向位移的方差，表征與平均值的偏離程度。45 、 采樣時間對平均濃度影響？? 湍流運(yùn)動尺度廣?瞬時：煙道窄，不規(guī)則，隨方向擺動，濃度高?長時間：煙道寬，規(guī)則，趨于平均，濃度低46、梯度輸送理論：由湍流運(yùn)動引起的局地質(zhì)雖通杲與該地被擴(kuò)散物質(zhì)的半均濃度梯度成正比，稱為梯度輸送理論，乂稱 K理論。47、數(shù)值解與解析解的區(qū)別？A.解析解：簡單實(shí)用，廣泛應(yīng)用于環(huán)評業(yè)務(wù)工作領(lǐng)域，適用于均勻定常大氣狀況， 有一定J限。B.數(shù)值解：考慮風(fēng)場湍流場源強(qiáng)的時空變化，考慮干濕沉積過程及化學(xué)反應(yīng)，物理過程全面，計算復(fù)雜

14、，通常在大氣科學(xué)相關(guān)研究領(lǐng)域進(jìn)行研究，近年來應(yīng)用于氣象及環(huán)境相關(guān)業(yè)務(wù)部門。填空題K空氣污染主要發(fā)生在對流層2、低層大氣的成分：干潔空氣水汽,、氣溶膠粒子3、影響煙氣擴(kuò)散的主要?dú)庀髼l件（大氣因子）：氣溫'氣壓、濕度'風(fēng)'云'降水水平能見度輻射4、空氣污染物的危害程度，歸根結(jié)底于污染物濃度和作用時間5、風(fēng)形成的根本原因：溫度的分布不均6、決定污染物在大氣中擴(kuò)散稀釋最直接最本質(zhì)的原因是鞋!風(fēng)速越大、湍流越 強(qiáng)， 污染物擴(kuò)散速度越快，污染物濃度越低。7、口出前后的早晨，煙流的擴(kuò)散類型是漫煙型或熏煙型8、湍流發(fā)生強(qiáng)弱的判據(jù)是查理遜數(shù) Ri 9、大氣擴(kuò)散的皋本問題是湍流與煙

15、流傳播和物質(zhì) 濃度衰減的關(guān)系問題10s大氣擴(kuò)散的基本理論豐要是梯度輸送理論 （K理論）'統(tǒng)計理論'相似理門在給定正態(tài)分布后，決定擴(kuò)散性質(zhì)的主要參數(shù)是濃度分如的標(biāo)準(zhǔn)差，艮口是擴(kuò)散參數(shù)巧，和6,它們分別代表在水平方向的擴(kuò)散參數(shù)和垂直方向的擴(kuò)散參數(shù)12.在大氣污染中，濃度分布標(biāo)準(zhǔn)差是用來表征污染物質(zhì)散布范圍的特征量，乂用來 表示擴(kuò)散速率。13、煙流抬升大致經(jīng)歷了一下兒個階段，即噴出階段浮升階段瓦解階段 和變平階段14x云的表征：公量、公高及云狀。簡答題1?從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，理想的建廠位置：污染本底值最小(2)擴(kuò)散稀釋能力強(qiáng)(3)排出的污染物被輸送到城市或居民區(qū)的可能性最小的地方。2

16、、煙囪設(shè)計的基本原則：滿足大氣污染物的擴(kuò)散稀釋要求，即最大濃度不超過許可的排放標(biāo)準(zhǔn) GB3095-1996環(huán)境空氣質(zhì)最標(biāo)準(zhǔn)。(2)節(jié)省投資，經(jīng)濟(jì)合算。設(shè)計煙囪高度的基本原則：是既要保證排放物造成的地面最大濃度或地面絕對最大濃度不超過國家大氣質(zhì)星標(biāo)準(zhǔn)，乂應(yīng)做到投資最省。3、影響煙氣抬升的因素： 排放因素(熱力因素和動力因素)：？(2)氣象因素近地層下墊面的狀況等 影響煙氣抬升的有利因素:?煙流的噴出速度t和煙氣與空氣的溫差f,在中低等風(fēng)速下，則 AH t I夠響煙氣抬升的不利因素流仁則 AH I?逆溫層及其消散前后的氣象條件下，則AH I ?煙囪高度I,不利的地形，則AH I 4、連續(xù)點(diǎn)源高斯擴(kuò)

17、散模式六個假設(shè)1 ) ?煙云的擴(kuò)散在水平y(tǒng)軸和垂直方向都是正態(tài)分布；2 ).在擴(kuò)散的整個時空上的風(fēng)速是均勻且穩(wěn)定的：3 )碼強(qiáng)是連續(xù)和均勻的；4 ).污染物在擴(kuò)散過程質(zhì)童是守恒的，即沒有衰減和增生；5 ) ?在X軸上，風(fēng)的平流作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)散作用：6 ) ?地面足夠平坦、均一.5、氣溫的垂直分布：構(gòu)筑溫度層結(jié)：溫度隨高度的分布情況。它影響大氣垂直方向的流動情況，由于地而 物不同，溫度層結(jié)不同dT dN溫度層結(jié)類型 遞減層結(jié)：溫度隨高度的增加而降低(ZZ t),正常分布 中性層結(jié)：溫度梯度等于或近似于1 °C/100n,稱。 逆溫層結(jié)：溫度隨高度增加而升高(Z/ t / )等溫層結(jié)：溫

18、度不隨高度變化（ZZ t二）6 、 影響湍流發(fā)生的因素有哪些？如何判別湍流主要由哪些因素引起的？形成：近地層大氣湍流有兩種：熱力湍流：機(jī)械湍流。 熱力湍流：主要由于大氣的鉛直穩(wěn)定度而引起，大氣的鉛直穩(wěn)定度是由于氣溫的 垂直分布決定的。 機(jī)械湍流：有動力因子產(chǎn)生，由于大氣垂直方向上的風(fēng)速梯度不同和地面粗糙度不同而產(chǎn)生。（見書本 P7 ）7 、 海風(fēng)入侵時峰面是怎么樣的？它對大氣污染的擴(kuò)散有何影響？（見 ppt ）8 、 簡述溫度層結(jié)與污染擴(kuò)散之間的關(guān)系計算題仁封閉型擴(kuò)散模式舉例某電廠煙囪有效高度為150m.二氧化硫的排放量為151g/m3,在夏季晴朗的下午，地而 風(fēng)速為 4m/s, 由于上部鋒面

19、逆溫將使垂直混合限制在 1500m 以內(nèi)， 1. 2km 高 度的平 均風(fēng)速為 5m/s, 試估算正下風(fēng)向 3km 和 I Ikln 處的污染物濃度。? 封閉型擴(kuò)散模式的求解步驟：? 1 ） 由混合層高度， il 算出 XD 時：Oz 二 （D-H ） /2. 15?（ 2 ） 由叭和大氣穩(wěn)定度確定XD 時?（ 3 ） 由給定的下風(fēng)向距離 X 與 XD 進(jìn)行比較，代入相應(yīng)的符合條件的公式計 算即可。2、面源污染物濃度估算舉例：量為某城市按邊長 5 公里的正方形劃分面源單元，每一面元單元的二氧化硫的排放6g / s.面源的有效高度為20m,試確定風(fēng)速為2. 5m / s,夜間薄云吹南風(fēng)時下風(fēng)向相

20、鄰 面源 單元形心處二氧化硫的地面濃度。?步驟如下：A.由假定(2)可得： %二w/4. 36-7? B. 由求了的為。和大氣穩(wěn)定度級別，應(yīng)用 P-G 曲線圖反求出 xe? C.再由(x+兀o)查出6,? D 按下式估算下風(fēng)向任一點(diǎn)污染物的地面濃度: 6-83、煙流抬升高度計算舉例：某城市火電廠煙囪的實(shí)體高度為loOm,出口內(nèi)徑為5m,煙流出口溫度為100。C,流量300m3 /s，當(dāng)時煙囪出口處的平均風(fēng)速為4m/s,出口的大氣溫度為20。C,試 計算煙 流的有效源高 .計算步驟：1.求出 T二TS-Ta2. 再用式子3. 75 即 Qh 二 352. 3 * QV (TS-Ta )/ TS 求出 Qh3. 根據(jù) Qh 和 AT 選用適合條件的公式進(jìn)行計算，求出 AH4. 利用式子He二Hs+ H求出有效源高4、電廠煙囪的實(shí)體高度為100m,出口內(nèi)徑為5m,煙氣出口速度13m/s,煙流出口溫度 為373K, 流量 250m3 /s , 當(dāng)時煙囪出口處的平均風(fēng)速