大气污染气象学(I)

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1、大气扩散大气科学大气物理、化学……大气气象学……污染气象学……气象条件对污物的稀释、扩散作用污染物对气象的影响第三章大气污染气象学源受体第三章大气污染气象学大气圈结构及气象要素大气的热力过程大气的运动和风第一节大气圈结构及气象要素大气圈的垂直结构大气圈垂直结构集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都发生在这一层温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.650C强烈对流作用温度和湿度的水平分布不均大气边界层：对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦作用明显,气温日变化明显自由大气：大气边界层以上，地面摩擦可以忽略对流层（～10km左右）同温层－对流层顶35-40km，气

2、温-55℃左右同温层以上，气温随高度增加而增加集中了大部分臭氧没有对流运动，污染物停留时间很长气温随高度升高而迅速降低对流运动强烈大气圈垂直结构平流层（对流层顶～50-55km）中间层（平流层顶～85km）气温随高度升高而增高气体分子高度电离－电离层气温很高，空气稀薄空气粒子可以摆脱地球引力而散逸大气圈垂直结构暖层（中间层顶～800km）散逸层（暖层以上)大气压力总是随高度的升高而降低均质大气层:80～85km以下，大气成分基本不变高度(km)1、大气圈垂直结构每升高100m，气温降低0.65℃N2O2ArCO2NeHeKrH2XeO3越往上氧、氦等气体的原子态越多紫外线的强烈照射，

3、N2和O2产生不同程度的离解2、主要气象要素:气温气压气湿风向风速云况能见度天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。主要气象要素1、气温单位：mb（毫巴）大气的压强：1at＝101326Pa＝1013.26mmb=760mmHg静力学方程:主要气象要素2、气压绝对湿度：1m3湿空气中含有的水汽质量相对湿度：空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的百分比含湿量：湿空气中1kg干空气包含的水汽质量水汽体积分数：水汽在湿空气中所占的体积分数露点：一定气压下空气达到饱和状态时的温度主要气象要素3、气湿水平方向的空气运动叫做风（垂直方向为升降气流）风的来向叫风向（16个方位圆周等分）风速：单

4、位时间内空气在水平方向上运动距离（2或10min平均值）(km/h)F－风力级（0～12级）主要气象要素风向、风速风玫瑰图风玫瑰图大气中水汽的凝结现象叫做云（使气温随高度变化小）云量:天空被云遮蔽的成数（我国10分，国外8分）云高:云底距地面底高度主要气象要素云低云（2500m以下）中云（2500～5000m）高云（5000m以上）云高云（5000m以上）中云（2500-5000m）低云（2500米以下）正常视力的人，在天空背景下能看清的最大水平距离级别（0-9级，相应距离为50～50000米）主要气象要素能见度太阳、大气和地面的热交换气温的垂直变化大气稳定度逆温烟流形状与大气稳定度

5、的关系第二节大气的热力过程太阳以紫外线、可见光、红外线的形式辐射热量太阳辐射加热地球表面地面长波辐射加热大气近地层大气温度随地表温度变化第二节大气的热力过程1、太阳、大气和地面的热交换温室效应2、气温的垂直变化描述气块在绝热升降过程中,气块的初态(T0,P0)与终态(T,P)之间的关系。Cp是干空气的定压比热，Cp=1005J/kgK位温大气的绝热过程和泊松方程空气块膨胀(做功)耗内能T定性空气块压缩(外气对它做功)T内能干绝热直减率干绝热直减率：（空气团）由压力变化引起气温直减率：(大气)气温的垂直变化气温的垂直变化温度层结TZ温度层结曲线大气稳定度及其判据定义：大气在垂直方向上稳

6、定的程度；反映其是否容易对流。定性描述：不稳定条件下有利于扩散外力使气块上升或下降当气块去掉外力时气块减速，有返回趋势，稳定气块加速上升或下降，不稳定气块停在外力去掉处，中性3、大气稳定度由得：判据：判别辐射逆温：地面白天加热，大气自下而上变暖；地面夜间变冷，大气自下而上冷却4、逆温下沉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逆温平流逆温暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成湍流逆温下层湍流混合达上层出现过渡层逆温逆温锋面逆温冷、暖气团相遇冷暖间逆温暖气上爬，形成锋面逆温波浪型（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

7、稳）5、烟流型与大气稳定度的关系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）第三节大气的运动和风Ekman螺旋线（北半球下视，地偏力指向运动右方，故顺时针；南半球则相反）高度增高，风速增大，方向逐渐接近地转风。大气边界层中风随高度变化近地层风速廓线模式中性层结：对数律，粗糙度和摩擦速度平均风速随高度变化非中性层结：指数律，稳定