環(huán)境氣象學(xué)總結(jié)及復(fù)習(xí)

第六章城市煙霧警報(bào)小結(jié)

釀成倫敦?zé)熿F事件主要的兇手有兩個(gè)：冬季取暖燃煤和工業(yè)排放的煙霧是元兇，逆溫層現(xiàn)象是幫兇250年代以來，光化學(xué)煙霧事件在美國其他城市和世界各地也相繼出現(xiàn)，如日本、加拿大、意大利、澳大利亞等國的一些大城市都發(fā)生過。1974年，中國的蘭州化工區(qū)也出現(xiàn)過光化學(xué)煙霧。但因?yàn)楣饣瘜W(xué)煙霧最早出現(xiàn)在洛杉磯，所以又稱洛杉磯型煙霧。3灰霾現(xiàn)象成為城市群主要?dú)夂蚝蜌庀鬄?zāi)害之一。珠江三角洲大氣灰霾嚴(yán)重，顯示出空氣污染形勢(shì)嚴(yán)峻。珠江三角洲普遍存在光化學(xué)煙霧形成的細(xì)粒子污染。第1頁，共36頁。

亞洲棕色云

1995～1999年科學(xué)家在印度洋上空發(fā)現(xiàn)厚約3公里、面積約900萬平方公里的棕色污染塵霾籠罩在印度洋、南亞、東南亞和中國南部上空，形象地稱其為亞洲棕色云。煙霧警報(bào)包括兩個(gè)或三個(gè)階段，較常見的是三個(gè)階段：

第一階段開始發(fā)布健康建議警報(bào)，同時(shí)要求采取自愿行動(dòng)來減少排放，第二階段采取強(qiáng)制性的污染控制措施，第三階段要求采取更嚴(yán)格的措施。我國重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)（煙霧預(yù)報(bào)）是空氣污染指數(shù)預(yù)報(bào)，

包括空氣污染指數(shù)、首要污染物、環(huán)境空氣質(zhì)量等級(jí)預(yù)報(bào)，考慮的污染物為二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物PM10的濃度，沒有考慮O3濃度。第2頁，共36頁。第3頁，共36頁。第4頁，共36頁。新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加PM2.5，臭氧和一氧化碳。2012年，在京津冀、長三角以及珠三角等重點(diǎn)區(qū)域以及直轄市和省會(huì)城市開展PM2.5和O3的監(jiān)測(cè)，2013年在113個(gè)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市和環(huán)保模范城市開展監(jiān)測(cè)，2015年在所有地級(jí)以上城市開展監(jiān)測(cè)。2016年1月1日新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》在全國實(shí)施。

環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)污染因子也有發(fā)展和完善的過程。我國的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在逐步與國際接軌，但標(biāo)準(zhǔn)制定必須與環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和技術(shù)水平相適應(yīng)。美國1987年將PM10列入環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在基本解決PM10的污染問題后，于1997年發(fā)布PM2.5環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，著手解決PM2.5的污染問題。周生賢說，歐盟的情況也類似。

目前，我國空氣污染依然十分嚴(yán)重，總懸浮顆粒物和PM10濃度水平較高，兩種污染物問題還未根本解決，這決定了我國的標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌需要一個(gè)漸進(jìn)的過程。第5頁，共36頁。環(huán)境氣象學(xué)

課程總結(jié)與復(fù)習(xí)

考試時(shí)間：2012年１月10日(周二)上午9：30-11：30考試地點(diǎn)：D301閉卷

監(jiān)考人員：范紹佳、陳詩詩

第6頁，共36頁。

《環(huán)境氣象學(xué)》課程主要內(nèi)容第一章緒論---環(huán)境氣象學(xué)的概念及其發(fā)展第二章環(huán)境氣象基礎(chǔ)§2.1大氣與城市大氣環(huán)境保護(hù)§2.2氣象條件對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響第7頁，共36頁。第三章城市環(huán)境氣象§3.1城市環(huán)境氣象特點(diǎn)§3.2城市熱島效應(yīng)§3.3城市霧與能見度§3.4城市雷電與城市氣象災(zāi)害§3.5城市建設(shè)與城市可持續(xù)發(fā)展第8頁，共36頁。第四章環(huán)境氣象與健康§4.1環(huán)境氣象與健康概述§4.2氣象因素對(duì)人體的影響§4.3城市大氣污染對(duì)健康的影響§4.4氣象疾病與防治第9頁，共36頁。

第五章城市環(huán)境氣象預(yù)報(bào)§5.1城市環(huán)境氣象預(yù)報(bào)概述§5.2城市環(huán)境氣象預(yù)報(bào)技術(shù)§5.3常用城市環(huán)境氣象預(yù)報(bào)指數(shù)§5.4城市環(huán)境氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)第六章城市煙霧警報(bào)§6.1城市煙霧案例§6.2城市煙霧警報(bào)系統(tǒng)第10頁，共36頁。第一章緒論

1、自然環(huán)境－－指環(huán)繞在我們周圍的各種自然因素的總和。2、環(huán)境是由大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈所共同組成的。3、大氣結(jié)構(gòu)：對(duì)流層（大氣邊界層、自由大氣），平流層（臭氧層），中層，熱層，散逸層4、大氣污染----當(dāng)大氣中有了本不屬于大氣成分的物質(zhì)，或某種大氣成分的濃度大大超過了正常值，就表明出現(xiàn)了大氣污染。第11頁，共36頁。5、常見大氣污染物：二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、懸浮顆粒物（煙霧、粉塵、PM10）、臭氧、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）、鉛等。6、環(huán)境氣象學(xué)包括的內(nèi)容十分廣泛，所有研究與人類生活息息相關(guān)的大氣現(xiàn)象及其變化規(guī)律的學(xué)科，稱之為環(huán)境氣象學(xué)。7、環(huán)境氣象學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)相當(dāng)廣泛，涉及氣象學(xué)、氣候?qū)W、大氣物理學(xué)、大氣化學(xué)、地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、水利學(xué)、工程學(xué)、流行病學(xué)、環(huán)境衛(wèi)生學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)等等。第12頁，共36頁。第二章環(huán)境氣象基礎(chǔ)

大氣污染發(fā)展歷程（尺度）：局地，區(qū)域，全球2大氣污染類型：SO2煙霧（酸雨），光化學(xué)煙霧（臭氧層破壞），氣溶膠（細(xì)粒子），氣候變化(煤煙型,光化學(xué)煙霧型,室內(nèi)空氣污染型)我國大氣環(huán)境問題：二氧化硫和酸雨，氮氧化物和光化學(xué)煙霧，顆粒物，臭氧層破壞，氣候變化第13頁，共36頁。空氣污染成因：經(jīng)濟(jì)增長，人口增長，能源結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)，城市化，貧困人口增加---能源消費(fèi)增長---燃燒和交通工具排放增加—空氣污染（酸雨，光化學(xué)煙霧，能見度變差）污染與氣象關(guān)系：在同一地點(diǎn)來自同一排放源的污染物濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果卻不一定相同，有時(shí)可測(cè)到很高的濃度，有時(shí)濃度卻非常低，出現(xiàn)了很大差異。這種現(xiàn)象說明在不同的氣象條件下，污染物的輸送、擴(kuò)散規(guī)律是不相同的。

第14頁，共36頁。影響空氣污染物散布的氣象因子主要有:

大氣邊界層，風(fēng)和湍流，氣溫與大氣穩(wěn)定度，輻射與云，天氣形勢(shì)以及地形和下墊面的非均勻性大氣邊界層內(nèi),風(fēng)、溫度的垂直分布,特別是風(fēng)的垂直切變、逆溫層的厚度和強(qiáng)度、邊界層或混合層厚度的演變特征等對(duì)大氣污染物的輸送和擴(kuò)散起著主導(dǎo)作用,是空氣污染預(yù)報(bào)的關(guān)鍵問題之一。8氣溫的垂直分布決定了大氣層結(jié)的垂直穩(wěn)定度,直接影響湍流活動(dòng)的強(qiáng)弱,支配空氣污染物的散布。第15頁，共36頁。9近地面的氣溫垂直分布有三種情況:遞減--氣溫隨高度遞減,這種情況一般出現(xiàn)在晴朗的白天風(fēng)不太大時(shí)。逆溫--氣溫隨高度遞增，這種現(xiàn)象一般出現(xiàn)在少云、無風(fēng)的夜間。等溫--氣溫隨高度基本不變,這種情況常出現(xiàn)于多云天或陰天。一般情況下，在低氣壓控制時(shí)，空氣有上升運(yùn)動(dòng)，云量較多，如果風(fēng)速稍大，大氣多為中性或不穩(wěn)定狀態(tài)，有利于污染物的擴(kuò)散。

在高氣壓控制下，一般天氣晴朗，風(fēng)較小，并伴有空氣的下沉運(yùn)動(dòng)，往往在幾百米到2千米的高度上形成下沉逆溫，抑制湍流的向上發(fā)展，夜間有利于形成輻射逆溫，不利于污染物的擴(kuò)散，容易造成地面污染。第16頁，共36頁。第三章城市環(huán)境氣象城市熱島效應(yīng)----城市氣溫比周圍農(nóng)村高的現(xiàn)象。城市風(fēng)-----在晴朗平穩(wěn)的天氣下可形成從周圍農(nóng)村吹向城市的局地風(fēng)。城市作用------減小平均風(fēng)速，降低風(fēng)速梯度，市區(qū)上空的平均風(fēng)速大難約比鄉(xiāng)間上空的風(fēng)速小30—40%左右城市的存在會(huì)使來流彎曲，使風(fēng)向擺動(dòng)增大，改變方向可達(dá)±30°。污染物濃度日變化：一是氣象條件日變化，二是人為活動(dòng)日變化第17頁，共36頁。霧是懸浮在近地面層大氣中大量微細(xì)水滴的可見集合體。目標(biāo)物水平能見度降低到1km以內(nèi)稱為霧；目標(biāo)物水平能見度在1－10km，稱為輕霧。

目標(biāo)物水平能見度降低到200米以內(nèi)，稱為濃霧。第18頁，共36頁。霧升高離開地面就成為云，云降低到地面或云移動(dòng)到高山時(shí)就稱其為霧。濃霧發(fā)生與城市的空氣污染、城市熱島等因素關(guān)系密切。10空氣中的煙塵、硫酸等粒子也能使大氣混濁，視野模糊并導(dǎo)致能見度惡化。第19頁，共36頁。如果水平能見度小于10km時(shí)，將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾。霾與霧的區(qū)別在于發(fā)生霾時(shí)相對(duì)濕度不大，而霧中的相對(duì)濕度是飽和的。霾天氣時(shí)逆溫層是接地的,且非常深厚；有霧時(shí)低層的中性層結(jié)第20頁，共36頁。14雷電是積云強(qiáng)烈發(fā)展階段產(chǎn)生的閃電鳴雷現(xiàn)象，氣象上稱之為雷暴。15閃電分正閃電與負(fù)閃電。它可在云內(nèi)、云間、云地之間產(chǎn)生。云地閃對(duì)人類的危害最大。16大城市上空的閃電往往比鄉(xiāng)村地區(qū)更頻繁。氣溫較高和空氣中的污染物較多這兩種因素不僅增加云量，還會(huì)增加城市的雷電。17復(fù)雜的天氣變化，公眾和單位防雷意識(shí)的淡薄、防雷設(shè)施不規(guī)范是造成雷擊事故的三大原因。第21頁，共36頁。城市損害比較嚴(yán)重的城市氣象災(zāi)害主要有:暴雨洪澇、熱帶氣旋(臺(tái)風(fēng))、干旱、高溫、龍卷風(fēng)、冰雪、大霧、雷電等災(zāi)害。19城市發(fā)展對(duì)風(fēng)的影響：存在城市風(fēng)，城市高層建筑阻擋作用形成街道風(fēng)、峽谷效應(yīng)、城市急流，以及城市汽車風(fēng)等

城市發(fā)展對(duì)大氣環(huán)境的影響：通風(fēng)能力下降、熱島強(qiáng)度增加、能見度降低、氧氣缺乏等

我國城市化特點(diǎn)：城市化速度快，都市群沿交通線集中化加強(qiáng)。珠江三角洲、長江三角洲、京津唐地區(qū)為我國三大城市群。第22頁，共36頁。第四章環(huán)境氣象與健康

人們生活在不同的地理環(huán)境條件下，受著不同水土性質(zhì)、氣候類型，以及由水土和氣候而形成的生活習(xí)慣等的影響而形成了不同的體質(zhì)。

一般地說，惡劣的氣候環(huán)境培養(yǎng)了人的健壯的體魄和強(qiáng)悍的氣質(zhì)，舒適的氣候環(huán)境則造就了人的嬌弱的體質(zhì)和溫順的性格。我國的地理?xiàng)l件，南方多濕熱，北方多寒燥，東部沿海為海洋性氣候，西部內(nèi)地為大陸性氣候。因此西北方人，形體多壯實(shí)；東南方人，體型多瘦弱。

氣象病是指與氣象變化有關(guān)的疾病。天氣與氣候是變化最多、最快、最顯著的自然現(xiàn)象。它們的變化常常引起疾病的發(fā)生。環(huán)境氣象因素引起的疾病大多具有季節(jié)性。第23頁，共36頁。3天氣、氣候?qū)θ梭w健康的影響有直接和間接原因:直接原因是天氣、氣候的異常而產(chǎn)生的疾??；間接原因則為氣候變化導(dǎo)致空氣、水源的污染和食物的短缺以及細(xì)菌、病毒的產(chǎn)生而影響健康。4氣象因素對(duì)人們健康的影響的方式有對(duì)人體的影響、對(duì)人類生存環(huán)境的破壞對(duì)致病因子載體的作用對(duì)致病因子的作用。5氣象要素引起疾病類型:一類是與氣象要素直接有關(guān)的疾病，例如中暑、凍傷、氣象官能癥、高山病等；另一類是氣象要素間接引起或誘發(fā)加重的疾病，例如流行性感冒、慢性支氣管炎、支氣管哮喘、心肌梗塞、關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕病、皮膚病、高血壓等。第24頁，共36頁。6風(fēng)寒容易引起感冒，高溫可以引起中暑，這是普通的生活常識(shí)，也是氣象與健康密切相關(guān)具體體現(xiàn)。7利用氣象指數(shù)可提高健康水平和生活質(zhì)量。8目前氣象部門制作的城市環(huán)境氣象預(yù)報(bào)有幾大類:包括氣象與生活、氣象與健康、氣象與交通、氣象與商業(yè)、氣象與公共事業(yè)、氣象與旅游、氣象與建筑、氣象與農(nóng)業(yè)等。9常用與人們的健康密切相關(guān)的指數(shù)主要有：空氣污染氣象條件指數(shù)、紫外線強(qiáng)度指數(shù)、人體舒適度、體感溫度、晨練指數(shù)、登山指數(shù)、著裝指數(shù)、空氣干濕指數(shù)、醫(yī)療氣象指數(shù)等。第25頁，共36頁。10“舒適度”就是在不特意采取任何防寒保暖或防暑降溫措施的前提下，人們?cè)谧匀画h(huán)境中是否感覺舒適及其達(dá)到怎樣一種程度的具體描述。舒適度預(yù)報(bào)分為極冷、寒冷、偏涼、舒適、偏熱、悶熱、極熱七個(gè)等級(jí)，分別表示人體對(duì)外界自然環(huán)境可能產(chǎn)生的各種生理感受。11體感溫度就是考慮了空氣的溫度、濕度、風(fēng)速以及天空云量和服裝顏色等因素綜合影響后，人體所實(shí)際感受到的溫度。第26頁，共36頁。氣候變化致?。捍杭径囡L(fēng)病，盛夏多暑病，雨夏多濕病，秋季多燥病，隆冬多寒病。13中暑的發(fā)生不僅和氣溫有關(guān)，還與濕度、風(fēng)速、勞動(dòng)強(qiáng)度、高溫環(huán)境曝曬時(shí)間、體質(zhì)強(qiáng)弱、營養(yǎng)狀況及水鹽供給和健康情況等有關(guān)。中暑的誘發(fā)因素是復(fù)雜的，但最主要的誘因還是氣溫。第27頁，共36頁。大氣污染對(duì)健康的影響

人類活動(dòng)排出的污染物擴(kuò)散到大氣中，當(dāng)這種污染物濃度超過大氣自凈能力時(shí)便構(gòu)成大氣污染，直接或間接地影響人體健康。例如引起感官的和生理機(jī)能的不適反應(yīng)，產(chǎn)生亞臨床的和病理的改變，出現(xiàn)臨床體征或存在潛在的遺傳效應(yīng)，發(fā)生急、慢性中毒或死亡等。大氣污染對(duì)健康影響，取決于大氣中有害物質(zhì)的種類、性質(zhì)、濃度和持續(xù)時(shí)間，也取決于人體敏感性。17城市大氣污染是慢性支氣管炎、肺氣腫和支氣管哮喘等疾病的直接原因或誘因。大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，呼吸道疾病總死亡率和發(fā)病率都高于輕污染區(qū)。慢性支氣管炎癥狀隨大氣污染程度增高而加重。第28頁，共36頁。我國主要的空氣污染問題與工業(yè)和城市發(fā)展直接相關(guān)。目前影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物是顆粒物質(zhì)。雖然表面上看來大氣污染跟肺部疾病更為相關(guān),但事實(shí)上,大氣污染導(dǎo)致的死亡率上升的主要死因還是心血管疾病。室內(nèi)空氣污染稱為人類第三污染時(shí)期。繼“煤煙型”、“光化學(xué)煙霧型”污染后，現(xiàn)代人正進(jìn)入以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三污染時(shí)期。第29頁，共36頁。第五章城市環(huán)境氣象預(yù)報(bào)

城市環(huán)境氣象預(yù)報(bào)是傳統(tǒng)氣象服務(wù)-天氣預(yù)報(bào)的重要補(bǔ)充和深化。是氣象科技服務(wù)于社會(huì)的進(jìn)一步體現(xiàn)。

自2001年6月5日起，47個(gè)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市發(fā)布空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)。廣東省氣象局城市環(huán)境氣象預(yù)報(bào)內(nèi)容:

污染氣象條件、空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)、人體舒適度、紫外線預(yù)報(bào)、負(fù)離子濃度、中暑指數(shù)、霉變指數(shù)、穿衣指數(shù)、雨傘晨練郊游指數(shù)、城市火險(xiǎn)等。主要預(yù)報(bào)技術(shù)方法有：

污染潛勢(shì)預(yù)報(bào)（擴(kuò)散條件預(yù)報(bào)）、統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模式（城市空氣污染預(yù)測(cè)系統(tǒng)（簡稱CAPPS），分類統(tǒng)計(jì)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、門限自回歸方法）、數(shù)值擴(kuò)散模式（高斯模式、K模式、model3等）、集成預(yù)報(bào)等。第30頁，共36頁。

氣象部門開展城市環(huán)境氣象預(yù)報(bào)指數(shù)主要項(xiàng)目有:

大氣清潔度預(yù)報(bào)、人體舒適度指數(shù)預(yù)報(bào)、紫外線強(qiáng)度預(yù)報(bào)、雨傘指數(shù)預(yù)報(bào)、城市火險(xiǎn)指教預(yù)報(bào),花粉指數(shù)預(yù)報(bào)、啤酒指數(shù)預(yù)報(bào)、中暑指數(shù)預(yù)報(bào)、夏季空調(diào)指數(shù)預(yù)報(bào)、霉變指數(shù)預(yù)報(bào)、氣象條件與健康和疾病預(yù)報(bào)、城市交通天氣條件預(yù)報(bào)、城市霧的預(yù)報(bào)、城區(qū)強(qiáng)降水瀝澇災(zāi)害預(yù)報(bào)、城區(qū)滑坡(泥石流)預(yù)報(bào)、旅游氣象等特種氣象預(yù)報(bào)。

氣象部門和環(huán)保部門聯(lián)合開展空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)。

城市環(huán)境氣象災(zāi)害:高溫災(zāi)害,城市洪災(zāi),城市風(fēng)災(zāi),酸雨,酸霧,光化學(xué)煙霧等災(zāi)害。第31頁，共36頁。目前我國城市特別是大城市及周邊地區(qū)災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)能力相對(duì)較弱,不能滿足小尺度監(jiān)測(cè)預(yù)警需求，軟件系統(tǒng)的相對(duì)滯后和探測(cè)產(chǎn)品的集成度不高。

上海市預(yù)警信號(hào)分為:

臺(tái)風(fēng)、暴雨、高溫、寒潮低溫、大霧、雷雨大風(fēng)、大風(fēng)、沙塵暴、冰雹、降雪和道路結(jié)冰預(yù)警信號(hào)十一類。目前我國一些城市已經(jīng)或正在建立城市環(huán)境氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。需要大力加強(qiáng)大、中城市及周邊區(qū)域的綜合探測(cè)系統(tǒng)硬件建設(shè),需要加強(qiáng)城市氣象數(shù)值預(yù)報(bào)模式的應(yīng)用研究,提高城市氣象預(yù)報(bào)服務(wù)準(zhǔn)確率第32頁，共36頁。第六章城市煙霧警報(bào)

釀成倫敦?zé)熿F事件主要的兇手有兩個(gè)：冬季取暖燃煤和工業(yè)排放的煙霧是元兇，逆溫層現(xiàn)象是幫兇250年代以來，光化學(xué)煙霧事件在美國其他城市和世界各地也相繼出現(xiàn)，如日本、加拿大、意大利、澳大利亞等國的一些大城市都發(fā)生過。1974年，中國的蘭州化工區(qū)也出現(xiàn)過光化學(xué)煙霧。但因?yàn)楣饣瘜W(xué)煙霧最早出現(xiàn)在洛杉磯，所以又稱洛杉磯型煙霧。3灰霾現(xiàn)象成為城市群主要?dú)夂蚝蜌庀鬄?zāi)害之一。