大气扩散与污染控制课件.ppt

关于大气扩散与污染控制
现在学习的是第一页，共91页
第一节 主要的气象要素
一、气温
表示大气温度高低的物理量。反映一定条件下空气分子平均动能大小。通常指距地面
。
二、气压—有规律的，一般只在夜间形成，早晨随着太阳不断加热地表，地面温度上升，逆温自下而上逐渐消失，一般在上午完全消失。
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逆温
辐射逆温的生消过程
下午
日落前1h
夜间
日出
上午10h
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逆温
——由于空气下沉受到压缩而增温所形成的逆温（多在高空大气中，高压控制区内）
很厚的气层下沉 压缩变扁 顶部增温比底部多
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逆温

暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成（温差越大，逆温越强）
——由低层空气的湍流混合所形成的逆温。
下层湍流混合达 上层出现过渡层 逆温
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逆温

冷、暖气团相遇
冷暖间逆温
暖气上爬，形成锋面
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小结：大气稳定度的判定（定性）：
①当γ﹤γd 时，大气是稳定的：
②当γ﹥γd时，大气是不稳定的；
③当γ=γd时，大气是中性平衡状态。
大气稳定度还可细分为A、B、C、D、E、F六个级别，分别代表极不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、弱稳定和稳定。
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五、烟流形状与大气稳定度的关系
波浪型（不稳）
锥型（中性or弱稳）
扇型（逆温）
爬升型（下稳，上不稳）
漫烟型（上逆、下不稳）
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（1）翻卷型（波浪形）：出现于大气不稳定状态下， r﹥rd的情况下，温度随高度的增加而降低，烟云在上下方向上摆动很大，扩散速度较快，烟云呈剧烈翻卷。由于扩散速度较快，靠近污染源地区污染物落地浓度较高，在较远的下风处污染较轻，该种烟云多发生在晴朗的中午。
（2）锥形烟流：外形类似一个椭圆锥，当烟流离开排放口一定距离后，云轴基本保持水平。烟流比翻卷形规则，大气处于中性或弱稳定r﹥0， r= rd。扩散速度及落地浓度均比翻卷形低，污染物运输较远。该种烟流多出现在阴天或多云天以及冬季夜晚。
（3）扇形烟流：其扩散在垂直方向受到抑制，在水平方向扩散成扇形。大气处于稳定状态r﹤rd，出现逆温层。污染物可以传送到很远的下风向。
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（5）熏烟型烟流：烟囱出口上方大气稳定 r﹤rd；下方大气不稳定r>rd。这种情况下烟云就好象被盖子盖住一样，只能向下部，象烟熏一样直扑地面。在污染源附近的污染物浓度较高，地面污染严重。
（4）屋脊型烟流：烟囱出口上方大气处于不稳定状态r﹥rd；下方大气则处于稳定状态r﹤rd。烟气中污染物不向下方扩散 而只向上方扩散，对地面污染较小。该种烟型多出现在日落前后。
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第三节 大气的运动和风
一、引起大气运动的作用力
直接作用力
重力
水平气压梯度力（垂直上与重力基本平衡）
间接作用力
地转偏向力（相对运动：方向改变）
惯性离心力（大气曲线运动：很小）
摩擦力（近地1～2km内明显）
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二、大气边界层中风随高度的变化
大气层边界层中，由于摩擦力随高度增加而减少，风速随高度增加而增大
对数律模式
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指数律模式
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三、地方性风场
1．海陆风
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地方性风场
2．山谷风
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地方性风场
3．城市热岛环流
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热岛效应造成危害的案例：东京在2000年夏天超过30摄氏度的日数为67天，有41个热得夜不能寐的夜晚，而10年前只有23天难以入眠。急救车出动次数也从1985年的100次增加到628次，2000年死于热浪的人数达207人。
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主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系

类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比


泰勒模式
萨顿实用模式
高斯模式（应用最为广泛）
第四节 大气扩散模式
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一、 高斯扩散模式
坐标系
右手坐标系（食指—x轴；中指—y轴；拇指—z轴），原点：为无界点源或地面源的排放点，或者高架源排放点在地面上的投影点；x