第03章%20大氣污染氣象學

第三章大氣污染氣象學1.大氣圈結(jié)構(gòu)及氣象要素2.大氣的熱力過程3.大氣的運動和風大氣擴散源受體大氣擴散酸雨越境轉(zhuǎn)移（日本、南朝鮮……）大氣科學大氣物理、化學……大氣氣象學……污染氣象學……氣象條件對污物的稀釋、擴散作用污染物對氣象的影響

第一節(jié)大氣圈結(jié)構(gòu)及氣象要素大氣圈垂直結(jié)構(gòu)大氣層的結(jié)構(gòu)Ozonelayer大氣層的結(jié)構(gòu)。大氣層可以分為對流層（最貼近地面、密度最大的一層）、平流層（較高的、氣體組成相同但密度較小的氣層）以及電離層（由已電離的氣體組成）對流層（～10km左右）集中了大氣質(zhì)量的3/4和全部的水蒸氣，主要天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層溫度隨高度的增加而降低，每升高100m平均降溫0.650C強烈對流作用溫度和濕度的水平分布不均大氣邊界層－對流層下層1～2km，地面阻滯和摩擦作用明顯自由大氣－大氣邊界層以上，地面摩擦可以忽略

近地層－地面上50～100m，熱量和動量的常通量層平流層（對流層頂～50~55km）同溫層－對流層頂35~40km，氣溫-550C左右同溫層以上，氣溫隨高度增加而增加集中了大部分臭氧沒有對流運動，污染物停留時間很長中間層（平流層頂～85km）氣溫隨高度升高而迅速降低對流運動強烈暖層（中間層頂～800km）氣溫隨高度升高而增高氣體分子高度電離－電離層散逸層（暖層以上）氣溫很高，空氣稀薄空氣粒子可以擺脫地球引力而散逸大氣壓力總是隨高度的升高而降低均質(zhì)大氣層－80～85km以下，成分基本不變2.大氣氣壓場分布3.大氣水汽分布4.主要氣象要素氣溫

天氣預報中：1.5m高、百葉箱內(nèi)氣溫。

氣壓單位：mb（毫巴）

大氣的壓強1atm＝101326Pa＝1013.26mb=760mmHg

靜力學方程:

計算例題P823－1補充山腰溫度t＝10℃的條件解：由氣體靜力學方程式，大氣中氣壓隨高度的變化可由dP=-gρdZ決定。將空氣視為理想氣體，即有：可寫為：代入氣體靜力學方程式得：假定在一定范圍內(nèi)溫度的變化很小，可以忽略。對上式進行積分得：即將g=9.8M=0.029R=8.314T=283代入得ΔZ＝5.7km氣濕P66絕對濕度－1m3濕空氣中含有的水汽質(zhì)量相對濕度－空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的絕對濕度的百分比含濕量－濕空氣中1kg干空氣包含的水汽質(zhì)量水汽體積分數(shù)－水汽在濕空氣中所占的體積分數(shù)露點－同氣壓下空氣達到飽和狀態(tài)時的溫度氣濕計算例題

風向和風速

水平方向的空氣運動叫做風（垂直方向－升降氣流）風的來向叫風向（16個方位圓周等分）

風速：單位時間內(nèi)空氣在水平方向上運動距離（2或10min平均）

(km/h)F－風力級（0～12級）

風向和風速風玫瑰圖

風速,m/s某地區(qū)1988年的風玫瑰圖。同心圓表示風的頻率，例如，吹南風的頻率約為11％，其中風速大于10.82m/s的頻率約為1％，風速在3.35～5.41m/s的頻率為3.5左右。云

大氣中水汽的凝結(jié)現(xiàn)象叫做云（使氣溫隨高度變化小）

云量:天空被云遮蔽的成數(shù)（我國10分，國外8分）

云高:云底距地面底高度

低云（2500m以下）中云（2500～5000m）高云（5000m以上）

云狀:卷云（線）,積云（塊）,層云（面),雨層云(無定形）

高云（5000m以上）中云（2500-5000m）低云（2500米以下）能見度

正常視力的人，在天空背景下能看清的水平距離

級別（0~9級，相應距離為50～50000米）

第二節(jié)大氣的熱力過程

1.太陽、大氣和地面的熱交換太陽以紫外線、可見光、紅外線的形式輻射熱量太陽輻射加熱地球表面地面長波輻射加熱大氣近地層大氣溫度隨地表溫度變化2.氣溫的垂直變化氣溫直減率

（大氣）干空氣絕熱繪制溫度遞減率－

干絕熱直減率

（空氣團）一般滿足，大氣絕熱過程，系統(tǒng)與周圍環(huán)境無熱交換

空氣塊膨脹（做功）耗內(nèi)能T定性空氣塊壓縮（外氣對它做功）T內(nèi)能（由壓力變化引起）泊松方程推導熱力學第一定律

（第一定律＋狀態(tài)方程）

其中

代入上式得：實際中，Ti、T相差<10K，則溫度層結(jié)

氣溫的垂直分布－溫度層結(jié)氣溫隨垂直高度的分布曲線四種不同的溫度層結(jié)溫度層結(jié)的四種類型正常分布層：

0氣溫隨高度而遞減，稱為正常分布層或遞減層結(jié)；中性層結(jié)：＝d

氣溫直減率等于或近似等于干絕熱直減率，稱為中性層結(jié)；等溫層結(jié)：＝0氣溫不隨高度變化，稱為等溫層結(jié)；逆溫層結(jié)：

0氣溫隨高度增加而增加，稱為氣溫逆轉(zhuǎn)，簡稱逆溫。3.大氣穩(wěn)定度及其判據(jù)定義：大氣在垂直方向上穩(wěn)定的程度；反映其是否容易對流

定性描述：

外力使氣塊上升或下降氣塊去掉外力氣塊減速，有返回趨勢，穩(wěn)定氣塊加速上升或下降，不穩(wěn)定氣塊停在外力去掉處，中性不穩(wěn)定條件下有利于擴散定量判斷

則有判據(jù)：

4.逆溫逆溫不利于擴散輻射：

輻射逆溫：

地面白天加熱，大氣自下而上變暖；

地面夜間變冷，大氣自下而上冷卻

太陽

地球

：短波

地球

大氣層：長波

大氣吸收長波強輻射逆溫的生消過程（P74-75）P75下沉逆溫（多在高空大氣中，高壓控制區(qū)內(nèi)）很厚的氣層下沉

壓縮變扁

頂部增溫比底部多平流逆溫暖空氣平流到冷地面上而下部降溫而形成湍流逆溫下層湍流混合達上層出現(xiàn)過渡層逆溫

鋒面逆溫冷、暖氣團相遇冷暖間逆溫

暖氣上爬，形成鋒面5.煙流型與大氣穩(wěn)定度的關(guān)系

波浪型（不穩(wěn)）錐型（中性or弱穩(wěn)）扇型（逆溫）爬升型（下穩(wěn)，上不穩(wěn)）漫煙型（上逆、下不穩(wěn)）

第三節(jié)大氣的運動和風1.引起大氣運動的作用力

直接作用力

重力水平氣壓梯度力（垂直上與重力基本平衡）間接作用力地轉(zhuǎn)偏向力（相對運動：方向改變）慣性離心力（大氣曲線運動：很?。┠Σ亮Γń?～2km內(nèi)明顯）

2.大氣邊界層中風隨高度變化

Ekman螺旋線（北半球下視，地偏力指向運動右方，故順時針；南半球則相反）

高度增高，風速增大，方向逐漸接近地轉(zhuǎn)風。

3.近地層風速廓線模式

平均風速隨高度變化的對數(shù)律中性層結(jié)：對數(shù)律，粗糙度和摩擦速度平均風速隨高度變化的指數(shù)律非中性層結(jié)：

指數(shù)律，穩(wěn)定度參數(shù)4.地方性風場

1．海陸風P802．山谷風P813．城市熱島環(huán)流P82

第三章課外習題名詞解釋干絕熱直減率