气象与大气污染

• 山谷风
– 白天：谷风；夜晚：山风
• 城市热岛环流
3.5 烟囱的有效高度
烟囱的有效高度
有效源高H
H H S H
• Hs －几何高度 • △H－抬升高度，分动力抬升和热力抬升
烟囱的有效高度
抬升高度计算
• 霍兰德公式 • 布里吉斯公式 • 我国国家标准中规定的公式
烟囱的有效高度
抬升高度计算
• 霍兰德公式 • 布里吉斯公式 • 我国国家标准中规定的公式 • 注意：
– 公式的使用范围 – 公式中符号的物理意义和单位
3.6 大气扩散模式
大气扩散模式
高斯扩散模式
• 高架连续点源：适用于均一的大气条件， 以及地面开阔平坦的地区。
• 坐标：
大气扩散模式
高斯扩散模式
• 基本假设：
– 污染物的浓度在y，z轴上都是正态高斯分布； – 在整个的扩散空间中，风速是均匀不变的； – 污染源的源强是连续的、均匀的； – 地表面充分平坦； – 在扩散过程中污染物的质量是不变的，即烟气
T
z
– 当气温随着高度的增加而降低时，γ>0；反之 ,γ<0
大气稳定度及其分类
大气稳定度
• 干绝热直减率
– 根据热力学的原理可以计算出，干空气在作绝 热上升（或下降）运动时，每升高（或下降） 100m，温度约降低（或升高）1℃或1K。
d
T z
1℃/100m
大气稳定度及其分类
大气稳定度
• 云的状况可以用云高和云量表示。 • 云高是指云底距地面的高度。根据云高的不同可
分为高云、中云和低云。 • 云的多少用云量表示。云量是指云遮蔽天空的成
数。我国规定，将天空分为10 等分，国外常将天 空分为8等分。
国外云量 ×1.25 ＝ 我国的云量 • 在气象学中，云量是用总云量和低云量之比的形
式表示的。
大气污染与气象
•风
– 风向 – 风速 – 风速与高度的关系：对数模式，指数模式
• 湍流
大气污染与气象
大气污染与气象
• 大气稳定度
– 烟形：波浪形，锥形，扇形，屋脊形，熏烟形
大气污染与气象
大气污染与气象
• 逆温是指在大气边界层中，由于气象或地形条件的影响， 有时会出现气温随高度的增加而升高的现象，即γ＜0。
• 大气稳定度
– 大气稳定度是指在垂直方向上的相对稳定程度 ，即是否易于发生对流。
– 判别：
• γ>γd，大气不稳定； • γ<γd，大气稳定； • γ=γd，大气呈中性。
大气稳定度及其分类
大气稳定度
• 大气稳定度的分类方法
帕斯奎尔分类法 改进的帕斯奎尔分类法
3.4 大气污染与气象
大气污染与气象
• 国际上规定：温度为0℃时、在纬度是45的平均海 平面上的气压为一个标准大气压，记作， 1atm= 1013.25mbar。
气湿
• 大气的湿度简称为气湿，用来表示空气中 水汽的含量。
• 常用的表示方法有绝对湿度、水蒸气压、 相对湿度、饱和度、比湿（含湿量）和露 点等。
风
• 空气的流动就形成风。气象学上把水平方向的空 气运动称为风，垂直方向的空气运动则称为升降 气流。
能见度
• 能见度是在当时的天气条件下，视力正常 的人，能够从天空背景中看到或辨认出的 目标物（黑色、大小适度）的最大水平距 离，单位用m或km。
• 能见度表示了大气清洁、透明的程度。观 测值通常分为10级。
3.3 大气稳定度及其分类
大气稳定度及其分类
大气稳定度
• 温度层结
– 气温沿高度的分布状况，可以在坐标图上用一 条曲线表示出来，该曲线称作气温沿高度的分 布曲线或温度层结曲线，简称温度层结。
• 也叫阻挡层，可造成严重污染。 • 根据逆温生成的过程，可将逆温分为辐射逆温、下沉逆温
、平流逆温、锋面逆温及湍流逆温等五种。
Z
Z
Z
Z
Z
O a
接地
逆温层 厚度
TO
TO
逆温层 高度
TO
逆温强度
b
c
上部逆温 层厚度
TO
d
T e
大气污染与气象
地方性风场（下垫层影响）
• 海陆风：
– 白天：海风；夜晚：陆风
• 风向是指风的来向。风向可用8个方位或16个方位 表示。也可用角度表示。
• 风速是指单位时间内空气在水平方向上移动的距 离，单位用m/s或km/h来表示。
• 由于地面对风产生摩擦，起阻碍作用，所以风速 会随高度升高而增加，100m高处的风速，约为1m 高处风速的3倍。 （指数分布和对数分布）
云
• 云是由漂浮在空气中的小水滴、小冰晶汇集而成 的，可反映大气的运动状况。
大气污染物扩散
大纲要求
• 了解主要气象要素、地形、地貌对大气污 染物扩散的影响；
• 了解主要大气扩散模式； • 掌握烟囱高度的设计原则和计算方法。
内容提要
3.1 大气的垂直结构 3.2 主要气象要素 3.3 大气稳定度及其分类 3.4 大气污染与气象 3.5 烟囱的有效高度 3.6 大气扩散模式 3.7 烟囱高度的设计 3.8 大气扩散与厂址选择
Z 2
1
O
①正常分布层结，或递减层结：气温随高
度的增加而递减，γ>0 ；
3
②中性层结： γ＝1 ℃/100m
4
③等温层结气温随高度的增加不发生变化，
γ＝0 ；
④逆温：气温随高度的增加而升高，γ<0
T
大气稳定度及其分类
大气稳定度
• 气温垂直分布 – 高度每变化100m气温变化的度数叫作气温的垂 直递减率，简称气温直减率 ：℃/100m
的标准偏差，是距离x的函数，m； • u－排放口处的平均风速，m/s；
3.1 大气的垂直结构
主要气象要素
Hale Waihona Puke 气温• 气象上讲的气温一般是指在离地面1.5m高 处的百叶箱中观测到的空气温度。
• 单位一般用摄氏温度（℃），理论计算时 则用绝对温度（K）来表示。两者的换算关 系是：
气压
• 气压是指大气压强，即单位面积上所承受的大气 柱的质量。
• 单位可用帕斯卡（Pa）、大气压（atm）、毫米汞 柱（mmHg）及毫米水柱（mmH2O）来表示。在气象 上常用百帕（hPa）、毫巴（mbar）来表示。
到达地面全部反射，不发生沉降和化学反应。
大气扩散模式
大气扩散模式
高斯扩散模式
C(x,
y,
z,
H)
2
Q
u
y z
exp(
y2
2 2 y
){exp[
(z H )2
2 2z
]
exp[
(z H )2
2 2z
]}
• C－任意点的污染物浓度，mg/m3或g/m3； • Q－源强，单位时间内污染物排放量，mg/s或g/s； • σy 、 σz－侧向、纵向扩散系数，污染物在y、z方向分布