大气污染控制工程 第三章 大气污染气象学.ppt.convertor

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1、第三章大气污染气象学3.1大气的基本物理性质3.2大气圈结构及气象要素3.3大气的热力过程3.4大气的运动和风OUTLINE北京市环保局2007年7月18日的报道：7月17日，本市空气质量为轻度污染，是2003年来同期少有的高污染水平，主要原因是雾天静风不利的气象条件所致。从7月15日开始，本市处于低气压控制区域，风速低，地面风速普遍小于0.5米/秒，不利于污染物的水平扩散；湿度大，相对湿度超过80%，利于颗粒物的加速生成，形成雾霾天气；逆温严重，逆温层厚度超过1000米，混合层高度低，不利于污染物的垂直扩散，大

2、气自净能力差。大气的基本特性大气的状态方程3.1大气的基本物理性质大气具有一般流体的基本特性：连续性、流动性、可压缩性和大气分子之间的摩擦作用(即粘性)。大气区别于一般流体的特点：大气密度的空间分布不仅与压强有关，而且还依赖于温度。大气运动可看作是由有规则的水平运动和垂直运动，以及无规则的湍流运动叠加形成的。大气的基本特性大气的状态方程理想气体状态方程是PV=nRT。其中R=8.31焦耳/(摩尔·开)为普适气体常数或者摩尔气体常数干空气的状态方程空气密度与气压和温度有关。湿空气的状态方程大气圈的结构主要的气象要素

3、3.2大气圈结构及气象要素大气圈的结构主要的气象要素气温气湿气压风向和风速云能见度太阳高度角降水气象学中：1.5m高、百叶箱内气温。表示气温的单位：摄氏温标°C，绝对温标K，华氏温标F气温大气温度场分布气温随时间的变化气温随时间的变化有两种周期：年变化和日变化。气温的周期性变化类似于正弦函数的变化，因此可用与正弦函数类似的几个特征量来表示其变化规律。表示正弦函数的特征量有：平均值振幅位相类似地可引出表示温度变化的特征量：平均温度(meantemperature)：日平均温度、年平均温度振幅(amplitude)：

4、又叫变幅、较差(range)，即一个周期中最高值与最低值之差。日较差(diurnalrange)：一天中气温最高值与最低值之差。年较差(annualrange)：一年内最热月与最冷月的月平均温度之差。位相(phase)：温度最高值与最低值出现的时间。气温的周期性变化（periodicvariationofairtemperature）（1）气温的日变化(diurnalvariation):近地层气温的变化主要取决于下垫面温度的变化。变化特点有：位相比地面落后，且随高度的升高而推迟；1.5m高处日最高温度出现在14

5、~15时左右，最低气温出现在日出前后。振幅随高度的升高而减小。影响气温日较差的因素：纬度(latitude)：日较差随纬度减小。因高纬度白天气温低、夜间有效辐射少。季节(season)：夏季大、冬季小地形(geographicalrelief)：凸地小，凹地大，因为凹地白天散热慢，夜间有效辐射强下垫面性质(featuresofunderlyingsurface)：水面上日较差小，陆地上大天气(weather)：晴天日较差大于阴天(2)气温的年变化(annualvariation)特点：回归线以外的地区为单波型：最

6、高为7月,最低为1月,海上落后一个月；回归线之间赤道附近地区为双波型：最高为4、10月，最低为7，1月。原因：太阳直射点的季节变化，在赤道附近地区，一年有两次太阳直射。年较差的影响因素：纬度这是对气温年较差影响最大的因素。一般来说，气温年较差随纬度的升高而增大，因为一年中昼夜长短的变化幅度随纬度增大，太阳辐射的年变化幅度随纬度的增高而增大。海陆分布同一纬度，海洋小于陆地。地形一般来说，气温年较差凸形地小于凹形地；植被覆盖地区小于裸地。由太阳直接辐射日总量的分布可知年较差的变化气温的非周期性变化(non-perio

7、dicvariationofairtemperature)天气突变大规模冷暖空气的活动任一点的气压值等于该地单位面积上的大气柱重量。气压总是随高度的增加而降低的。气压随高度递减关系式可用气体静力学方程式描述，即ΔP=-ρgΔZ，其积分式—压高公式：气压1atm＝101325Pa＝1013.25mb=760mmHg大气压强随高度增加而降低：据实测近地层高度每升高100米，气压平均降低约12.4毫巴，在高层小于此值。静力学(平衡)方程:(压差=空气重力）其中：P：气压，mb;z：高度，m；r：空气密度，kg/m3；g

8、：重力加速度，m/s2。绝对湿度ρW相对湿度φ含湿量d水汽体积分数yW露点tD气湿绝对湿度在1m3湿空气中含有的水汽质量（kg），称为湿空气的绝对湿度。ρW：空气的绝对湿度，kg/m3;pW：水汽分压，Pa；RW：水汽的气体常数，461.4J/（kg·K）；T：空气温度，K。相对湿度空气的绝对湿度ρW与同温度下饱和空气的绝对湿度ρV的百分比。φ：空气的相对湿度，％；ρW、