大氣污染物遷移 -劉娟

1、81633298163329劉娟劉娟n 遷移的定義遷移的定義n 溫度層結(jié)與大氣污染物的遷移溫度層結(jié)與大氣污染物的遷移n 風(fēng)和湍流對大氣污染物遷移的影響風(fēng)和湍流對大氣污染物遷移的影響n 干、濕沉降對大氣污染物遷移的影響干、濕沉降對大氣污染物遷移的影響n 其它氣象因素對大氣污染物遷移的影響其它氣象因素對大氣污染物遷移的影響n 地理地勢對大氣污染物遷移的影響地理地勢對大氣污染物遷移的影響遷移遷移污染物由于空氣的運動而使其傳輸和分散的過程。污染物由于空氣的運動而使其傳輸和分散的過程。原因原因空氣的運動空氣的運動水平運動水平運動風(fēng)風(fēng)垂直運動垂直運動對流對流動力源：溫度差異動力源：溫度差異（二）（二）大氣

2、穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度（一）（一）氣溫遞減與溫度層結(jié)氣溫遞減與溫度層結(jié)（三）（三）逆溫逆溫溫度層結(jié)與大氣污染物的遷移溫度層結(jié)與大氣污染物的遷移溫度層結(jié)溫度層結(jié): :大氣大氣垂直方向上的溫度分布，稱為大氣溫度垂直方向上的溫度分布，稱為大氣溫度層結(jié)。層結(jié)。 （一）（一）氣溫遞減與溫度層結(jié)氣溫遞減與溫度層結(jié)氣塊的絕熱過程和干絕熱遞減率氣塊的絕熱過程和干絕熱遞減率氣團(tuán)運動的絕熱過程：氣團(tuán)運動的絕熱過程： 空氣移動空氣移動, ,高壓區(qū)高壓區(qū)低壓，低壓，膨脹降溫，壓縮升溫膨脹降溫，壓縮升溫。 當(dāng)氣團(tuán)在水平方向運動當(dāng)氣團(tuán)在水平方向運動, , 非絕熱過程。非絕熱過程。 當(dāng)氣團(tuán)作當(dāng)氣團(tuán)作垂直升降運動垂直升降運動時，近

3、似為絕熱過程。時，近似為絕熱過程。 當(dāng)空氣團(tuán)（污染氣團(tuán)）受到對流沖擊力的作用時，產(chǎn)生了向上或向下的運動。 空氣團(tuán)在大氣中的升降過程可看做絕熱過程。氣溫垂直遞減率和干絕熱遞減率氣溫垂直遞減率和干絕熱遞減率 然而，一般氣團(tuán)中都含有水蒸氣，冷凝放潛熱，得到溫度的垂直遞減率（r）,冷卻速率為0.65/100m。 當(dāng)污染源排放的污染剛進(jìn)入大氣環(huán)境的時候，可視為一個絕熱過程。膨脹降溫膨脹降溫壓縮升溫壓縮升溫暖氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)冷氣團(tuán)高溫暖氣團(tuán)傾向于從地表移動到低壓的高處，氣團(tuán)絕熱膨脹并降溫。若沒有水汽凝結(jié)，冷卻速率為0.98/100m，稱為溫度的干絕熱遞減率（rd）。p大氣溫度層結(jié)有四種類型：大氣溫度層結(jié)有

4、四種類型：n 0，氣溫隨高度遞減，稱正常分布層結(jié)或遞減層結(jié)；一般出現(xiàn)在晴朗的白天，風(fēng)速不大時；n = 0，氣溫基本不隨高度變化，稱等溫層結(jié); 一般出現(xiàn)在多云天或陰天，風(fēng)速較大時；n 0,氣溫隨高度增加，稱逆溫層結(jié)；一般出現(xiàn)在少云無風(fēng)的夜晚；近地層實際大氣情況非常復(fù)雜，各種氣象條件均可影響到氣溫的垂直分布，因此實際大氣與標(biāo)準(zhǔn)大氣的氣溫垂直分布有很大不同。p大氣穩(wěn)定度的含義大氣穩(wěn)定度的含義 污染物在大氣中的遷移與大氣穩(wěn)定度有密切的關(guān)系，大氣穩(wěn)定度是指在垂直方向垂直方向上大氣穩(wěn)定的程度。 在垂直方向大氣的穩(wěn)定程度，表達(dá)大氣在垂直方向上對流運動強弱； 大氣穩(wěn)定度與近地層大氣垂直方向的溫度分布有關(guān)。（二

5、）（二）大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度p大氣穩(wěn)定度的判據(jù)大氣穩(wěn)定度的判據(jù)假如一空氣塊由于某種原因受到外力的作用，產(chǎn)生了上升或下降運動，但外力去除后，氣團(tuán)繼續(xù)運動的趨勢存在三種可能情況：rrrrrrd d不穩(wěn)定不穩(wěn)定當(dāng)rrd時，氣團(tuán)離開原來位置上升到某一高度時，由于rh,所以HH。下沉氣流絕熱增溫而形成的逆溫。有利天氣條件是：極地冷高壓或副熱帶高壓控制下的晴好天氣，高壓中心附近有持久而強盛的下沉運動。p 逆溫對大氣污染物擴散的影響逆溫對大氣污染物擴散的影響n 逆溫層對空氣的垂直對流運動的發(fā)展是巨大的障礙，如同蓋子，對污染物的擴散起阻擋作用，故稱它為阻擋層。阻擋層的存在嚴(yán)重阻礙了地面帶有污染物的氣團(tuán)的上升運

6、動，使大氣污染物停滯在接近地面的大氣層中，加劇大氣污染的程度。溫度層結(jié)溫度層結(jié)決定決定大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度影響影響亂流強度亂流強度污染物遷移污染物遷移影響影響 d d， d d， =d d， 0 0，逆溫，逆溫，嚴(yán)重污染嚴(yán)重污染造成造成小結(jié)小結(jié)（一）（一）風(fēng)的影響風(fēng)的影響風(fēng)風(fēng)-空氣的水平運動。空氣的水平運動。輸送作用輸送作用-污染物向污染物向下風(fēng)向下風(fēng)向輸送，輸送，風(fēng)向風(fēng)向影響著污染物的遷影響著污染物的遷移方向。移方向。稀釋作用稀釋作用-風(fēng)速風(fēng)速大小決定著污染物的遷移和稀釋的速度，大小決定著污染物的遷移和稀釋的速度，影響著污染物的輸送距離影響著污染物的輸送距離風(fēng)和湍流的影響風(fēng)和湍流的影響風(fēng)向頻

7、率-某方向的風(fēng)占全年各風(fēng)向總和的百分率。風(fēng)向玫瑰圖風(fēng)向玫瑰圖（二）氣流擴散（二）氣流擴散湍流的影響湍流的影響動力動力湍流（亂流）湍流（亂流）：也稱湍流，起因于有規(guī)律水平運動的氣流遇到起伏不平的地形擾動所產(chǎn)生，它們主要取決于風(fēng)速梯度和地面粗糙等。熱力熱力湍流（亂流）湍流（亂流）：也稱對流，起因于地表面溫度與地表面附近的溫度不均一，近地面空氣受熱膨脹而上升，隨之上面的冷空氣下降，從而形成垂直運動。湍流湍流-大氣的無規(guī)則運動大氣的無規(guī)則運動 。湍流是大氣污染物擴散的主要原因。湍流是大氣污染物擴散的主要原因。湍流對污染物擴散的影響湍流對污染物擴散的影響風(fēng)風(fēng)湍流湍流風(fēng)可使污染物向風(fēng)可使污染物向下風(fēng)向下風(fēng)

8、向擴散，湍流可使污擴散，湍流可使污染物向染物向各方向各方向擴散。擴散。風(fēng)速越大，湍流越強，污染物的擴散速度就風(fēng)速越大，湍流越強，污染物的擴散速度就越快，污染物濃度就越低。越快，污染物濃度就越低。 風(fēng)和湍流是決定污染物在大氣中擴散稀釋最直接最本質(zhì)的因素風(fēng)和湍流是決定污染物在大氣中擴散稀釋最直接最本質(zhì)的因素。干濕沉降對污染物遷移的影響干濕沉降對污染物遷移的影響 其它氣象因素對污染物遷移的影響其它氣象因素對污染物遷移的影響天氣形勢是指大范圍氣壓分布的狀況。天氣形勢是指大范圍氣壓分布的狀況。天天氣氣形形勢勢u天氣形勢的影響天氣形勢的影響u霧的影響霧的影響霧像一頂蓋子，不利于遷移，加劇空氣污染狀況。 u

9、降水的影響降水的影響 各種形式的降水，特別是降雨，能有效地吸收、淋洗空氣中的各種污染物，減輕大氣污染程度。地理地勢對污染物遷移的影響地理地勢對污染物遷移的影響（一）地形地物的影響（一）地形地物的影響（二）局地環(huán)流的影響（二）局地環(huán)流的影響 地形地勢對大氣污染物的遷移和濃度分布有重要影響。地形地勢千差萬別，但對大氣物遷移擴散的影響其本質(zhì)上都是通過改變局部地區(qū)氣象條件來實現(xiàn)的。u海陸風(fēng)的影響海陸風(fēng)的影響u山谷風(fēng)的影響山谷風(fēng)的影響u城郊風(fēng)的影響城郊風(fēng)的影響 地貌（地面自然物和建筑物）影響風(fēng)速和風(fēng)向，故影響污染物的擴散。 山谷盆地，地形屏障影響，靜風(fēng)、小風(fēng)比重大，不利于大氣污染物的擴散。 城市中的高層

10、建筑物，在局部地區(qū)產(chǎn)生渦流，不利于大氣污染的擴散。（一）地形地物的影響（一）地形地物的影響 由于陸地和海洋的熱力差異而引起。發(fā)生在海陸交界地界，由于陸地和海洋的熱力差異而引起。發(fā)生在海陸交界地界，以小時為周期的一種大氣局地環(huán)流。造成污染物在海陸之間反復(fù)以小時為周期的一種大氣局地環(huán)流。造成污染物在海陸之間反復(fù)運移，影響擴散運移，影響擴散 。（二）局地環(huán)流的影響（二）局地環(huán)流的影響u海陸風(fēng)的影響海陸風(fēng)的影響熱熱氣氣流流上上升升冷冷氣氣流流下下降降陸陸 地地海海 洋洋陸風(fēng)陸風(fēng)海陸風(fēng)海陸風(fēng)海風(fēng)熱熱氣氣流流上上升升冷冷氣氣流流下下降降陸陸 地地海海 洋洋海風(fēng)海風(fēng)海陸風(fēng)海陸風(fēng)陸風(fēng)山谷風(fēng)對污染物輸送有明顯的影響。吹山風(fēng)時排放的污染物向外流山谷風(fēng)對污染物輸送有明顯的影響。吹山風(fēng)時排放的污染物向外流出，若不久轉(zhuǎn)為谷風(fēng)，被污染的空氣又被帶回谷內(nèi)。特別是山谷風(fēng)出，若不久轉(zhuǎn)為谷風(fēng)，被污染的空氣又被帶回谷內(nèi)。特別是山谷風(fēng)交替時，風(fēng)向不穩(wěn)，時進(jìn)時出，反復(fù)循環(huán)，使空氣中污染物濃度不交替時，風(fēng)向不穩(wěn)，時進(jìn)時出，反復(fù)循環(huán)，使空氣中污染物濃度不斷增加，造成山谷中污染加重。斷增加，造成山谷中污染加重。u山谷風(fēng)的影響山谷風(fēng)的影響山谷風(fēng)：谷風(fēng)山谷風(fēng)：谷風(fēng)山谷風(fēng)：山風(fēng)山谷風(fēng)：山風(fēng) 由城市溫度差引起的局地風(fēng)