大氣污染控制工程 第三章 大氣污染氣象學

第3章大氣污染氣象學教學內容§1大氣圈結構及氣象要素§2大氣的熱力過程§3大氣的運動和風1大氣擴散源受體大氣擴散酸雨越境轉移（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3章大氣污染氣象學2§1大氣圈結構及氣象要素一、大氣圈垂直結構第3章大氣污染氣象學3氣象要素（因子）：表示大氣狀態(tài)的物理現(xiàn)象和物理量，氣象學中統(tǒng)稱為～。與大氣污染關系密切的氣象要素主要有：

氣溫氣壓空氣濕度（氣濕）風（風向、風速）云量能見度蒸發(fā)、日照時數(shù)、太陽輻射、地面輻射、大氣輻射等。

二、主要氣象要素

41．氣溫

表示大氣溫度高低的物理量。天氣預報中：1.5m高、百葉箱內氣溫。

二、主要氣象要素

攝氏溫度熱力學溫度華氏溫度52．氣壓即大氣的壓強。任一點的氣壓值等于該地單位面積上的大氣柱重量。

氣壓總是隨高度的增加而降低的。據(jù)實測，近地層高度每升高100米，氣壓平均降低約12.4毫巴（1mb=100Pa=1hPa)，在高層小于此值。單位：mb（毫巴）1atm＝101325Pa＝1013.25mb=760mmHg

二、主要氣象要素

63．氣濕:空氣濕度反映空氣中水汽含量和空氣潮濕程度的一個物理量。常用的表示方法：絕對濕度－1m3濕空氣中含有的水汽質量(kg)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之百分比含濕量(比濕)－濕空氣中1kg干空氣包含的水汽質量(kg)水汽體積分數(shù)－水汽在濕空氣中所占的體積分數(shù)露點－在一定氣壓下空氣達到飽和狀態(tài)時的溫度。

二、主要氣象要素

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二、主要氣象要素

4.風向和風速（windspeedanddirection)什么是風？空氣的流動就形成風。風的形成：風主要由于氣壓的水平分布不均勻而引起的，而氣壓的水平分布不均是由溫度分布不均造成。8

4．風向和風速水平(horizontal)方向的空氣運動稱為風（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：單位時間內空氣在水平方向上運動距離（m/s或km/h）

(km/h)

F－風力級（0～12級）

二、主要氣象要素

910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。115、云云：漂浮在空中的水汽凝結物。云量：指云遮蔽天空的成數(shù)。在我國，將天空分為10等份，有幾分天空被云遮蓋，云量就是幾。如：碧空無云，云量為0；陰天云量為10；云占天空的1/10，云量記為1。國外，將天空分為8等份。國外云量×1.25=我國云量云高:云底距地面底高度低云（2500m以下）中云（2500-5000m）高云（5000m以上）總云量：指所有云遮蔽天空的成數(shù)，不論云的層次和高度。低云量：低云的云掩蓋天空的成數(shù)。云量的記錄：觀測中以總云量/低云量的形式記錄，如10/7。12

高云（5000m以上）中云（2500-5000m）低云（2500米以下）5、云13能見度：在當時的天氣條件下，視力正常的人能夠從天空背景中看到或辨認出目標物的最大距離（0~9級，相應距離為50～50000米）。能見度的大小反應了大氣的混濁現(xiàn)象，反映出大氣中雜質的多少。大氣中的霧、水汽、煙塵等，可使能見度降低。6、能見度14第二節(jié)大氣的熱力過程一、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15太陽輻射光譜太陽輻射的能量主要分布在可見光區(qū)和紅外區(qū)可見光區(qū)占太陽輻射總量的50％紅外區(qū)占43％紫外區(qū)只占能量的7％在波長0.48微米的地方，太陽輻射的能力達到最高值。1617二、氣溫的垂直變化1.大氣的絕熱過程：某一空氣塊作垂直運動時與周圍空氣不發(fā)生熱量交換，這樣的狀態(tài)變化過程稱為大氣的絕熱過程。

空氣塊膨脹（做功）耗內能T定性空氣塊壓縮（外氣對它做功）T內能（由壓力變化引起）18定量：

T0,T——氣塊升降前后的溫度，KP0,P——氣塊升降前后的壓力，hPaR——干空氣的氣體常數(shù)，287.0J/kg/KCp——干空氣的定壓比熱，1005J/kg/K課后3.3

絕熱過程中氣溫的變化完全是由氣壓變化引起的二、氣溫的垂直變化192.干絕熱直減率：干空氣塊(包括未飽和濕空氣塊)絕熱上升或下降單位高度時，溫度降低或升高的數(shù)值。Cp——干空氣的定壓比熱，1005J/kg/Kg——重力加速度，9.81m/s2二、氣溫的垂直變化203.氣溫放的垂直分撫布（溫度叛層結）溫度層功結：氣溫沿艦垂直高等度的分向布曲線氣溫直減遍率單位高度匠氣溫的變城化或遞減卡層結21定義：大氣在模垂直方撒向上穩(wěn)欲定的程輛度，即奇是否容躍易對流定性描述星：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)定條廚件下有利殘于擴散三、大氣北穩(wěn)定度1.大氣判穩(wěn)定度的烈概念222.大氣堪穩(wěn)定度的題判據(jù)定量判斷23則有判據(jù)：2.大床氣穩(wěn)定辟度的判煉據(jù)24例題賣3滋.7逆溫穩(wěn)定不穩(wěn)定中性不穩(wěn)定逆溫25四、逆溫逆溫不矮利于擴神散輻射：太陽

地球

：短波

地球

大氣層：長波

大氣吸收長波強26四、逆溫輻射逆暴溫的生逼消過程1.輻射仍逆溫：地面白天仙加熱，大禽氣自下而炭上變暖；地面夜間欺變冷，大笨氣自下而攏上冷卻27四、逆溫2.下沉舍逆溫（聽多在高空杏大氣中）很厚的氣層下沉

壓縮變扁

頂部增溫比底部多28四、逆溫3.平流般逆溫：暖空氣平流到冷地面委上而形成4.湍流逆溫

下層湍流混合達上層出現(xiàn)過渡層逆溫

29四、逆溫5.鋒面逆溫對流層中獎冷、暖氣漫團相遇冷暖間鋪逆溫暖氣上爬鳳，形成鋒以面30五、煙流型奧與大氣基穩(wěn)定度噸的關系波浪型支（不穩(wěn)途）錐型（粉中性）扇型（歇逆溫）爬升型套（下穩(wěn)寬，上不鄉(xiāng)豐穩(wěn)）漫煙型碎（上逆貿、下不沉穩(wěn)）31§3大杏氣的運喇動和風一、引起大梨氣運動永的作用正力直接作用力

重力水平氣壓梯度力（垂直氣壓梯度力與重力基本平衡，水平氣壓梯度力是大氣水平運動的直接動力）間接作用力地轉偏向力（緯度越高，地轉偏向力越大）慣性離心力（大氣曲線運動：很?。┠Σ亮Γń?～2km內明顯，摩擦層）

32二、近地層矛風速廓跳線模式1.對數(shù)姑律風速廓始線模式平均風盒速隨高拼度變化中性層引結：對數(shù)律改，粗糙度階和摩擦速違度—高度紛Z處平均伴風速—摩擦恩速度—卡門鉤常數(shù),0頃.4—地骨面粗糙命度33三、近地層風肢速廓線模攀式2.指撞數(shù)律風能速廓線兼模式平均風貓速隨高狠度變化非中性凡層結：指數(shù)律，專穩(wěn)定度參肉數(shù)—已知轟高度Z1處平均肥風速—穩(wěn)定如度參數(shù)(賞表3-3菌)已知符和m左，可求得習題3.抱434四、地方性突風場1．海陸風35四、地方性考風場2．山谷個風363．城市熱灶島環(huán)流圖城市堵熱島示意較圖37本章小結1.影響大飛氣污染篇的主要汽氣象要順素：氣溫、煌氣壓、弱空氣濕止度（氣誼濕）、冠風（風覆向、風攏速）、捉云況、仍能見度霧、降水抗、蒸發(fā)熱、日照襖時數(shù)、什太陽輻丟射、杠地面脾輻射、做大氣輻斯射等。2.熱力因子替影響大氣博污染的主勝要原因3.動力因據(jù)子影響胸大氣污葛染的主伐要原因38謝謝觀委看/歡迎下逗載BY梨FAI甘TH詢IM屈EAN輩A泛VIS押ION香OF肉GO米OD絡ONE