高斯扩散模型.
高斯扩散模型
xo。再由(x0+x)分布查出σy 和σz,则面源下风向任一处的地面浓度由下式确定:
(5-33) 上式即为点源扩散的高斯模式(5-24),式中 H 取面源的平均高度,m。 如果排放源相对较高,而且高度相差较大,也可假定 z 方向上有一虚拟点源,由源 的最初垂直分布的标准差确定 ,再由 求出 ,由 求出σz,由(x0+x) 求
二、高斯扩散模式
(一)连续点源的扩散 连续点源一般指排放大量污染物的烟囱、放散管、通风口等。排放口安置在地面的 称为地面点源,处于高空位置的称为高架点源。 1. 大空间点源扩散 高斯扩散公式的建立有如下假设:①风的平均流场稳定,风速均匀,风向平直; ②污染物的浓度在 y、z 轴方向符合正态分布;③污染物在输送扩散中质量守恒;④污 染源的源强均匀、连续。 图 5-9 所示为点源的高斯扩散模式示意图。有效源位于坐标原点 o 处,平均风向 与 x 轴平行,并与 x 轴正向同向。假设点源在没有任何障碍物的自由空间扩散,不考虑 下垫面的存在。大气中的扩散是具有 y 与 z 两个坐标方向的二维正态分布,当两坐标方 向的随机变量独立时,分布密度为每个坐标方向的一维正态分布密度函数的乘积。由正 态分布的假设条件②,参照正态分布函数的基本形式式(5-15),取μ=0,则在点源 下风向任一点的浓度分布函数为:
(5-31) 式中,s1=y1/σy,s2=y2/σy,积分值可从正态概率表中查出。 (三)连续面源的扩散
当众多的污染源在一地区内排放时,如城市中家庭炉灶的排放, 可将它们作为面源来处理。因为这些污染源排放量很小但数量很大,若 依点源来处理,将是非常繁杂的计算工作。 常用的面源扩散模式为虚拟点源法,即将城市按污染源的分布和高低不同划分为若 干个正方形,每一正方形视为一个面源单元,边长一般在 0.5~10km 之间选取。这种方 法假设:①有一距离为 x0 的虚拟点源位于面源单元形心的上风处,如图 5-12 所示,它 在面源单元中心线处产生的烟流宽度为 2y0=4.3σy0, 等于面源单元宽度 B; ②面源单元 向下风向扩散的浓度可用虚拟点源在下风向造成的同样的浓度所代替。 根据污染物在面 源范围内的分布状况,可分为以下两种虚拟点源扩散模式: 第一种扩散模式假定污染物排放量集中在各面源单元的形心上。 由假设①可得: (5- 32) 由确定的大气稳定度级别和上式求出的 ,应用 P-G 曲线图(见下节)可查取
(完整)高斯扩散模型及其适用条件
高斯扩散模型及其适用条件(1)一般表达式根据质量守恒原理和梯度输送理论,污染物在大气中一般运动规律为:(3分)1N x y z p p c c c c c c c u v w k k k S t x y z x x y y z z =⎛⎫∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫+++=+++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑ C :污染物质平均浓度;X ,y ,z :三个方向坐标;u ,v ,w :三个方向速度分量;k x ,k y ,k z :三个方向扩散系数;t :为污染物扩散时间;S P :污染物源、汇强度。
(2)高斯模型的适用条件:①大气流动稳定,表明污染物浓度不随时间改变,即0t∂=∂; ②有主导风向,表明u=常数,且v=w=0; ③污染物在大气中只有物理运动,物化学和生物变化,且预测范围内无其他同类污染的源和汇。
表明S P =0(p=1,2,….n )此时三维的动态模型就可简化为三维的稳态模型,得:x y z c c c c u k k k x x x y y z z ⎛⎫∂∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ (3分) ④有主导风情况下,主导风对污染物输送应远远大于湍流运动引起污染物在主导风方向上扩散。
即c u x∂∂(平流输送作用)远远大于x c k x x ∂∂⎛⎫ ⎪∂∂⎝⎭(湍流弥散作用)。
此时方程又可以简化为:y z c c c u k k x y y z z ⎛⎫∂∂∂∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭ (2分) (3)由于y 和z 方向上污染物浓度不发生变化,故规定y k 与y 无关,zk 与z 无关,即:22z 22zy c c c u k k x y ∂∂∂=+∂∂∂ (1分) (4)由质量守恒原,理运用连续点源源强计算方式,按照单元体积(3)简化得到的方程进行积分ucdydz=Q ∞∞-∞-∞⎰⎰,结合边界条件{0c=x y z c=0x y z ===∞→∞时,,,时,对方程进行求解。
高斯扩散模型假设名词解释
高斯扩散模型假设名词解释
高斯扩散模型是一种用来描述空气污染物在大气中传播和扩散
的数学模型。
它是基于高斯分布的假设,即空气污染物在水平方向上的传播服从正态分布。
在高斯扩散模型中,假设空气污染物在垂直方向上的传播是均匀的,即空气污染物在垂直方向上的浓度是恒定的。
这是基于大气中存在的湍流现象,使得空气混合均匀,污染物被均匀分散在大气中。
另外,高斯扩散模型还假设空气污染物在水平方向上的传播是径向对称的,即从污染源点开始,污染物浓度随着距离的增加呈现出高斯分布的特征。
这是因为在大气中存在着各种影响空气传播的因素,如风速、大气稳定度等,这些因素使得空气污染物向各个方向扩散。
高斯扩散模型可以通过一系列的数学公式来计算空气污染物在不同
位置的浓度分布。
这些公式考虑了污染源的排放强度、环境因素(如风速、大气稳定度等)以及地形特征等因素的影响。
通过模拟和计算,可以预测不同条件下空气污染物的传播范围和浓度分布,从而为环境管理和污染控制提供科学依据。
除了以上提到的假设,高斯扩散模型还可以考虑其他因素的影响,如地形地貌、建筑物的阻挡效应等,以更加准确地描述污染物在大气中
的传播过程。
它是环境科学领域中常用的一种模型,能够帮助我们更好地理解和管理空气污染问题。
(完整)高斯扩散模型
大气污染扩散第一节大气结构与气象有效地防止大气污染的途径,除了采用除尘及废气净化装置等各种工程技术手段外,还需充分利用大气的湍流混合作用对污染物的扩散稀释能力,即大气的自净能力。
污染物从污染源排放到大气中的扩散过程及其危害程度,主要决定于气象因素,此外还与污染物的特征和排放特性,以及排放区的地形地貌状况有关。
下面简要介绍大气结构以及气象条件的一些基本概念。
一、大气的结构气象学中的大气是指地球引力作用下包围地球的空气层,其最外层的界限难以确定。
通常把自地面至1200 km左右范围内的空气层称做大气圈或大气层,而空气总质量的98.2%集中在距离地球表面30 km以下。
超过1200 km的范围,由于空气极其稀薄,一般视为宇宙空间。
自然状态的大气由多种气体的混合物、水蒸气和悬浮微粒组成。
其中,纯净干空气中的氧气、氮气和氩气三种主要成分的总和占空气体积的99.97%,它们之间的比例从地面直到90km高空基本不变,为大气的恒定的组分;二氧化碳由于燃料燃烧和动物的呼吸,陆地的含量比海上多,臭氧主要集中在55~60km高空,水蒸气含量在4%以下,在极地或沙漠区的体积分数接近于零,这些为大气的可变的组分;而来源于人类社会生产和火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性的灾害排放的煤烟、粉尘、氯化氢、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物为大气的不定的组分。
大气的结构是指垂直(即竖直)方向上大气的密度、温度及其组成的分布状况。
根据大气温度在垂直方向上的分布规律,可将大气划分为四层:对流层、平流层、中间层和暖层,如图5-1所示。
1. 对流层对流层是大气圈最靠近地面的一层,集中了大气质量的75%和几乎全部的水蒸气、微尘杂质。
受太阳辐射与大气环流的影响,对流层中空气的湍流运动和垂直方向混合比较强烈,主要的天气现象云雨风雪等都发生在这一层,有可能形成污染物易于扩散的气象条件,也可能生成对环境产生有危害的逆温气象条件。
因此,该层对大气污染物的扩散、输送和转化影响最大。
高斯扩散模型
(二)高斯模式的四点假设
❖a.污染物浓度在y、z风向上分布为正态 分布
❖b.在全部空间中风速均匀稳定 ❖c.源强是连续均匀稳定的 ❖d.扩散中污染物是守恒的(不考虑转化)
(三)高架连续点源扩散模式
C(x,
y,
z)
Q
2 uyz
exp
y2
2 2 y
z2
2 2 z
有界大气扩散:高架源须考虑到地面对扩散的影响。
2
2 z
)
地面轴线浓度模式:再取y=0代入上式
c( x, 0, 0,
H
)
q
πu y
z
exp(
H2
2
2 z
)
地面源高斯模式(令H=0):
c( x,
y,
z, 0)
q
πu y z
exp[
(
y2
2
2 y
z2
2
2 z
)]
相当于无界源的2倍(镜像垂直于地面,源强加倍)
例题:
❖ 1、设有某污染源由烟囱排入大气的SO2 源强为90mg/s,有效源高为60m,烟囱 出口处平均风速为5m/s,当时气象条件 下,正下风向500m 处的δy=18.1m, δz=35.3m,计算x=500m,y=50m 处 的SO2 浓度。
❖ 高斯模式是一类简单实用的大气扩散模式。在均 匀、定常的湍流大气中污染物浓度满足正态分布, 由此可导出一系列高斯型扩散公式。
(一) 高斯模式的坐标系
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为 主风向;y为横风向;z为垂直向
p点在以像源为原点的坐标系中的垂直坐标为zh3实际浓度1设有某污染源由烟囱排入大气的so2源强为90mgs有效源高为60m烟囱出口处平均风速为5ms当时气象条件下正下风向500m处的y181mz353m计算x500my50m的so2浓度
扩散模型
2 扩散模型2.1 高斯模型燃气泄漏后会在泄漏源附近形成气团,气团在大气中的扩散计算通常采用高斯模型。
高斯模型的基本形式是在如下的假设条件下推导出来的[1、9]:假定燃气在扩散的过程中没有沉降、化合、分解及地面吸收的发生;燃气连续均匀地排放;扩散空间的风速、大气稳定度都均匀、稳定;在水平和垂直方向上都服从正态分布。
泄漏燃气相对密度小于或接近1的连续泄漏采用高斯烟羽模型。
以泄漏点为原点,风向方向为x轴的空间坐标系中的某一点(x,y,z)处的质量浓度计算公式如下[9]:平均风速>1m/s时:平均风速=0.5~1m/s时:平均风速<0.5m/s时,假设气团围绕泄漏点浓度均匀分布,则距离泄漏点r处的燃气质量浓度为:式中ρd(x,y,z)——扩散燃气在点(x,y,z)处的质量浓度,kg/m3x、y、z——x、y、z方向上距泄漏点的距离,mua——平均风速,m/sδx 、δy、δz——x、y、z方向的扩散系数,mh——泄漏点高度,mρ(r)——距离泄漏点r处的燃气质量浓度,kg/m3dr——空间内任意一点到泄漏点的距离,ma、b——扩散系数,mt——静风持续时间,s,取3600的整数倍扩散系数可查HJ/T 2.2—93《环境影响评价技术导则大气环境》得到。
2.2 重气扩散模型液化石油气密度比空气密度大,属于重气。
该类气体泄漏时在重力的作用下会下沉,这时使用高斯模型计算的结果会使泄漏燃气扩散速度偏大,泄漏源附近的浓度偏小。
为了解决这个问题,可以引入最早由Van Ulden提出,并由M anju Mohan等发展的箱式模型[1]。
箱式模型分为两个阶段:泄漏后的重气扩散阶段和重气效应消失后的被动气体扩散阶段。
重气泄漏后首先是重气扩散阶段。
在这个阶段,重气云团由于重力作用逐渐下沉并不断卷吸周围的空气,在卷吸空气的同时,气云受热,最终当重气云团与空气的密度差<0.001kg/m3时,可认为气云转变成中性状态。
随着重气的继续扩散,气云所受的重力不再是影响扩散的主要因素,而大气湍流扩散逐渐占主要地位,这时便是被动气体扩散阶段,可以应用高斯模型计算泄漏燃气的扩散。
高斯模型
高斯模型介绍高斯模式是一种应用较为广泛的气体扩散模型,适用于均一的大气条件,以及地面开阔平坦的地区、点源的扩散模式。
排放大量污染物的烟囱、放散管、通风口等,虽然其大小不一,但是只要不是讨论例如烟囱底部很近距离的污染问题,均可视其为点源。
本附录A 介绍高斯模型坐标系、模型假设及模型公式等内容。
F.1坐标系高斯模型的坐标系如图A-1所示,原点为排放点(若为高架源,原点为排放点在地面的投影),x 轴正向为风速力一向,y 轴在水平面上垂直于x 轴,正向在x 轴左侧,z 轴垂直于水平面xoy ,向上为正向。
在此坐标下烟流中心线或烟流中心线在xoy 面的投影与x 轴重合。
图A-1 高斯模型坐标系F.2 模型假设高斯模型有如下假设条件:(1)污染物的浓度在y 、z 轴上的分布是高斯分布(正态分布)的;(2)污染源的源强是连续且均匀的,初始时刻云团内部的浓度、温度呈均匀分布;(3)扩散过程中不考虑云团内部温度的变化,忽略热传递、热对流及热辐射;(4)泄漏气体是理想气体,遵守理想气体状态方程;(5)在水平方向,大气扩散系数呈各向同性;(6)取x 轴为平均风速方向,整个扩散过程中风速的大小、方向保持不变,不随地点、时间变化而变化;(7)地面对泄漏气体起全反射作用,不发生吸收或吸附作用;(8)整个过程中,泄漏气体不发生沉降、分解,不发生任何化学反应等。
F.3 模型公式距地面一定高度连续点源烟羽扩散模式的高斯修正模型为:()()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=22222221exp 21exp 21exp 2,,,z z y z y H z H z y k x Q H z y x C σασσσσπ(A-1)式(A-1)中:C (x,y,z,H)——表示横向x、纵向y、地面上方z处气体浓度,kg/m3;Q(x)——表示源强(即源释放速率),kg/s;k——表示平均风速,m/s;σy——表示水平扩散参数,m;σz——表示垂直扩散参数,m;H——表示泄漏源有效高度,m;y——表示横向距离,m;z——表示纵向距离,m。
空气污染学高斯扩散基本公式课件
05
高斯扩散模型与其他模型的 比较
与其它空气质量模型的比较
模型选择依据
高斯扩散模型在空气污染学中应用广泛,选择该模型主要基 于其简单易懂、易于计算的特点。与其它复杂的空气质量模 型相比,高斯扩散模型能够提供快速且准确的污染物浓度预测。
适用范围
高斯扩散模型适用于中低强度、平稳气象条件下的污染物扩 散。对于强风、湍流等复杂气象条件,可能需要更复杂的模型。
由于气象条件在空间和时间上都 是变化的,因此使用高斯扩散模 型计算出的结果与实际结果存在
误差。
湍流的影响
由于模型假设大气流动为层流,忽 略了湍流的影响,这也会导致计算 结果与实际结果存在误差。
障碍物的影响
由于模型中假设下风向没有障碍物, 而实际情况中下风向往往存在障碍 物,这也会导致计算结果与实际结 果存在误差。
公式的应用场景
01
02
03
点源污染
适用于单个污染源产生的 污染物扩散情况,如烟囱 排放。
线源污染
适用于较长线状污染源产 生的污染物扩散情况,如 道路交通排放。
面源污染
适用于较大面积的污染源 产生的污染物扩散情况, 如农田施肥。
03
高斯扩散模型的应用实例
实例一:城市空气质量预测
总结词
利用高斯扩散模型预测城市空气质量,需要考虑气象 条件、地形地貌、污染物排放等多种因素。
详细描述
在城市环境中,由于建筑物密集、气象条件复杂,污染 物在大气中的扩散受到多种因素的影响。高斯扩散模型 能够综合考虑这些因素,对城市空气质量进行较为准确 的预测。例如,在预测PM2.5浓度时,需要考虑风向、 风速、温度、湿度等气象条件,以及地形地貌特征,如 山脉、河流等对气流的影响。同时,还需要考虑城市中 不同功能区的污染物排放情况,如工业区、商业区、居 民区的排放差异。
stable diffusion使用手册
stable diffusion使用手册【原创实用版4篇】目录(篇1)I.引言A.稳定扩散的概念B.稳定扩散的应用场景II.稳定扩散模型A.高斯扩散模型B.指数扩散模型C.其他扩散模型III.稳定扩散的实现方法A.代码实现B.公式推导C.参数调整IV.稳定扩散的应用案例A.图像处理B.自然语言处理C.其他领域V.总结A.稳定扩散的优缺点B.发展前景正文(篇1)一、引言稳定扩散是一种非线性信息传播模型,它能够有效地处理信息在传播过程中的衰减和聚集问题。
在图像处理、自然语言处理等领域,稳定扩散模型得到了广泛的应用。
本文将介绍稳定扩散模型的基本概念、模型类型、实现方法和应用案例。
二、稳定扩散模型1.高斯扩散模型高斯扩散模型是一种基于高斯函数的信息传播模型,它能够模拟信息在空间中的扩散过程。
在图像处理中,高斯扩散模型可以用于去除噪声和修复图像缺陷。
2.指数扩散模型指数扩散模型是一种基于指数函数的信息传播模型,它能够模拟信息在时间上的衰减过程。
在自然语言处理中,指数扩散模型可以用于文本情感分析、文本分类等任务。
3.其他扩散模型除了高斯扩散模型和指数扩散模型,还有许多其他类型的扩散模型,如幂律扩散模型、反演扩散模型等。
这些模型在不同领域都有广泛的应用。
三、稳定扩散的实现方法稳定扩散的实现方法主要包括代码实现和公式推导两种方式。
在代码实现中,可以使用Python等编程语言编写程序来实现稳定扩散模型。
在公式推导中,可以使用微积分等方法推导稳定扩散的数学表达式。
无论采用哪种方式,都需要调整模型的参数以获得最佳的性能。
四、稳定扩散的应用案例1.图像处理在图像处理中,稳定扩散模型可以用于去除噪声和修复图像缺陷。
例如,可以使用高斯扩散模型对图像进行平滑处理,或者使用指数扩散模型对图像进行修复。
2.自然语言处理在自然语言处理中,稳定扩散模型可以用于文本情感分析、文本分类等任务。
目录(篇2)I.引言A.介绍稳定扩散的概念B.为什么需要稳定扩散C.稳定扩散的应用场景II.稳定扩散的原理A.稳定扩散的定义B.稳定扩散的数学模型C.稳定扩散的参数设置III.稳定扩散的实现方法A.稳定扩散的Python库B.稳定扩散的代码示例C.稳定扩散的代码解析IV.稳定扩散的应用案例A.图像处理B.自然语言处理C.数据挖掘V.总结A.稳定扩散的优势B.未来发展方向C.使用建议和注意事项正文(篇2)稳定扩散使用手册稳定扩散是一种在计算机视觉、自然语言处理和数据挖掘等领域中广泛使用的技术。
高斯烟羽扩散模型再评估
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目录
• 引言 • 高斯烟羽扩散模型理论基础 • 高斯烟羽扩散模型的应用 • 高斯烟羽扩散模型的局限性和
改进方法 • 案例分析 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言
研究背景和意义
环境保护的重要性
环境保护是当今社会面临的重要问题之一,而空气污染是环境保护领域的关键 问题之一。高斯烟羽扩散模型是预测空气污染的重要工具,因此对其进行再评 估具有重要的实际意义。
详细描述
高斯烟羽扩散模型在风险评估中应用前景 广阔,能够较为准确地评估大气污染物排 放对周边环境和人类健康造成的风险和危 害。该模型在制定风险防范措施和应急预 案方面具有重要的应用价值,为保障公共 安全和生态环境提供了有力支持。
04
高斯烟羽扩散模型的局限性和 改进方法
高斯烟羽扩散模型的局限性
无法准确预测复杂地 形下的烟羽扩散情况
总结词
客观评价、科学性强、符合实际
详细描述
高斯烟羽扩散模型在环境影响评价中具有较高的应用价值。 通过对建设项目实施前后大气污染物排放量的预测和分析, 能够较为客观地评价建设项目对周边环境的影响程度和范围 ,为环境管理决策提供科学依据。
高斯烟羽扩散模型在风险评估中的应用
总结词
评估准确、应用前景广阔
VS
总结词
广泛使用、可靠性高、应用范围广
详细描述
高斯烟羽扩散模型在空气质量预测中应用广泛,通过对大气扩散参数和气象条件的测量和计算,能够 较为准确地预测空气污染物的浓度分布和变化趋势。该模型在国内外得到广泛应用,为环境保护部门 制定相应的污染控制措施提供了科学依据。
高斯烟羽扩散模型在环境影响评价中的应用
高斯烟羽扩散模型适用于风力较 大、气象条件稳定的情况,但在 静风或逆温等条件下,模型的预
高斯扩散模型几何意义
高斯扩散模型几何意义的研究摘要:高斯模型是大气预测的基本模型,我们平时用的eiaproa2008也是基于高斯模型的,只不过是同时加入了一些地形、气象的修正。
本发明通过分析高斯扩散模型的几何意义,了解高架点源排放烟气的扩散特点,根据研究结果观察不同烟羽形状对应的大气稳定度,并结合观察所得的大气稳定度,预测分析污染物经高架点源排放后在评价范围内的浓度。
关键词:高斯模型正态分布影响预测几何意义1.高斯扩散模型简介c(x、y、z)=式中:c(x,y,z)—表示坐标为x,y,z处污染物浓度;he—烟囱的有效高度,m;q—烟囱排放源强(污染物单位时间排放量,mg/s);σy—垂直于主导风向的横向扩散参数,m;σz—铅直扩散参数,m;u—排气筒高度处的风速,m/s。
高斯模式的四点假设为:(1)假定大气流动是稳定的、有主导方向的;(2)假定污染物在大气中只有物理运动、没有化学和生物变化;(3)假定在所要预测的范围内没有其他同类污染源和汇,也就是说源强是连续均匀的;(4)在有主导风的情况下,主导风对污染物的输送应远远大于湍流运动引起的污染物在主导风向上的扩散,即在x方向只考虑迁移,不考虑扩散。
2.正态函数的特点及几何意义简介①正态分布密度函数:,(σ>0,-∞<x<∞)其中π是圆周率;e是自然对数的底;x是随机变量的取值;μ为正态分布的均值;σ是正态分布的标准差。
正态分布一般记为。
②正态分布的图像是由μ和σ决定。
当μ=0,σ分别为0.5、1、2时的正态函数图像见图1;当μ=1,σ分别为0.5、1、2时的正态函数图像见图2;由图1及图2可见,正态函数的图像依赖于两个变量: σ和μ,其中σ确定了函数图像的扁平情况;μ确定了函数图像偏离y轴的距离,当μ=0时函数f(x)关于y轴对称。
图1当μ=0,σ分别为0.5、1、2时的正态函数图图2当μ=1,σ分别为0.5、1、2时的正态函数图3.烟羽扩散过程的分解与高斯模型的拆分由几何知识可知,点动成线,线动成面,面动成体。
有组织高斯扩散模型拟合
有组织高斯扩散模型拟合高斯扩散模型是一种常用于描述空气或液体中分子扩散过程的数学模型。
它假设扩散过程服从高斯分布,即分子从一个源点扩散到周围空间时,其浓度分布呈现出一个高斯曲线形状。
为了更准确地描述实际的扩散过程,有时需要对高斯扩散模型进行参数估计,即通过一定的方法来拟合实测数据,以获得更准确的模型参数。
这种有组织的拟合方法包括以下几个步骤。
首先,收集实测数据。
在实际应用中,可以通过各种手段收集到与扩散过程相关的数据,比如浓度的变化、时间和空间的相关信息等。
然后,根据高斯扩散模型的形式,建立初始的参数估计模型。
模型的参数包括扩散系数和初始浓度等。
通常可以根据实测数据的特点和经验知识来确定参数的初始值。
接下来,通过最小二乘法或其他拟合方法对实测数据进行参数估计。
最小二乘法是一种常用的拟合方法,通过最小化实测数据与理论模型之间的误差来确定最佳参数值。
其他拟合方法包括非线性最小二乘法、最大似然估计等。
在参数估计过程中,如果实测数据存在异常值或噪声,需要进行数据处理。
常用的方法包括平滑处理、去除异常值、降噪等,以提高参数估计的准确性。
最后,进行模型评估。
通过对比模型预测结果与实测数据,评估拟合效果的好坏。
常用的评估指标包括均方根误差、相关系数等。
需要注意的是,有组织的高斯扩散模型拟合需要合理选择模型的参数和拟合方法。
在实际应用中,还需要考虑扩散过程中可能存在的非高斯效应和非均质性等因素。
总结起来,有组织的高斯扩散模型拟合是一种常用的方法,通过对实测数据进行参数估计,可以获得更准确的模型参数,提高对实际扩散过程的描述能力。
然而,在应用中需要谨慎选择方法和处理数据,以确保拟合效果的准确性。
高斯扩散模型
高斯扩散模型
高斯扩散模型是一种常用的物理模型,用于描述物质在扩散过程中的传播行为。
它基于高斯分布的思想,假设扩散物质在空间中的浓度分布服从高斯分布。
在高斯扩散模型中,物质的扩散速率与物质浓度梯度成正比,表达式可以写为:
∂C/∂t = D * ∇²C
其中,∂C/∂t表示浓度变化率,D为扩散系数,∇²C为浓度的拉普拉斯算子。
这个偏微分方程描述了物质浓度随时间和空间的变化关系。
扩散系数D表示了物质扩散的速率,它与物质的性质和环境条件有关。
高斯扩散模型可以用来解决各种扩散相关问题,例如计算物质在空气中的浓度分布、预测污染物的扩散范围等。
该模型在环境科学、工程学等领域有着广泛的应用。
大气污染物扩散高斯模型模拟
9.2.2大气污染物扩散的高斯模型模拟:可视化模拟点源大气污染的扩散9.2.2 Gaussian Atmospheric Dispersion Model突发性大气污染事故时有发生,对大气污染扩散进行模拟和分析,有利于减小事故的危害,减轻人员伤亡和财产损失。
高斯扩散模型是国际原子能机构(IAEA)推荐使用于重气云扩散模拟的数学模型,该模型在非重气云扩散的应用日益广泛。
高斯扩散模型是描述大气对有害气体的输移、扩散和稀释作用的物理或数学模型,是进行灾害预测和救援指挥的有力手段之一。
9.2.2.1高斯扩散模型高斯模型又分为高斯烟团模型和高斯烟羽模型。
大气污染物泄漏分为瞬时泄漏和连续泄漏,瞬时泄漏是指污染物泄放的时间相对于污染物扩散的时间较短如突发泄漏等的情形,连续泄漏则是指污染物泄放的时间较长的情形。
瞬时泄漏采用高斯烟团模型模拟,而连续泄漏采用高斯模型烟羽模型模拟。
高斯模型适用于非重气云气体,包括轻气云和中性气云气体。
要求气体在扩散过程中,风速均匀稳定。
在高斯烟团模型中,选择风向建立坐标系统,即取泄漏源为坐标原点,x轴指向风向,y轴表示在水平面内与风向垂直的方向,z轴则指向与水平面垂直的方向,具体公式见式(9.1):(9.1)(mg/s); x、y、z轴上的扩散系数,需根据大气稳定度选择参数计算得到(m);x、y、z表示x、y、z上的坐标值(m);u表示平均风速(m/s);t表示扩散时间(s);H 表示泄漏源的高度(m)。
同理,高斯烟羽模型的表达式如:(9.2)9.2.2.2 技术方法若用高斯模型算出空间每一个点在一个时刻的污染浓度,这个计算量是很大的。
因此所设计的系统一般都是采用先进行图层网格化,由高斯模型计算出有限个网格点的上的污染物浓度,在进行空间内插得到面上每一个点的污染物浓度,并由此得到污染物浓度的等值线。
整个过程的示意图如图9.2.1所示图9.2.1 大气污染扩散的高斯模拟的步骤1) 图层网格化图层网格格式分为结构化网格、非结构化网格。
高斯扩散模式
第二节 高斯扩散模式
一、高斯扩散模式
5
一、高斯扩散模式
高斯模式的有关假定
四点假设
1.污染物浓度在y、z风向上都是正态分布 2.整个扩散空间内,风速均匀不变 3.源强是连续、均匀的 4.扩散中污染物的质量是守恒的
6
二、无界空间连续点源扩散模式
由正态分布的假定(1)可以写出下风向任一点 (x,y,z)的污染物平均浓度的分布函数:
地面浓度模式:取z=0代入上式,得
c( x,
y, 0,
H
)
q
πu y
z
exp(
y2
2
2 y
) exp(
H2
2
2 z
)
地面轴线浓度模式:再取y=0代入上式
c(x,0,0, H )
q
πu y
z
exp(
H2
2
2 z
)
13
四、地面最大浓度模式
考虑地面轴线浓度模式:
Q
H2
C(x,0,0, H ) u y z exp( z2 )
像源的贡献
c( x,
y,
z, H
)
q
2πu
y z
exp[
(
y2
2
2 y
(z H
2
2 z
)2
)]
实际浓度
q
y2
(z H )2
(z H )2
c(x,
y,
z,
H
)
2πu
y
z
exp(
2
2 y
){exp[
2
2 y
] exp[
(完整)高斯扩散模型及其适用条件.doc
高斯扩散模型及其适用条件(1)一般表达式根据质量守恒原理和梯度输送理论,污染物在大气中一般运动规律为:(3分)c u cvcwcc c cNxk x k y k z S pt x y z x y y z z p 1C:污染物质平均浓度;X,y,z:三个方向坐标;u,v,w:三个方向速度分量;k x,k y,k z:三个方向扩散系数;t:为污染物扩散时间;S P:污染物源、汇强度。
(2)高斯模型的适用条件:①大气流动稳定,表明污染物浓度不随时间改变,即0 ;t②有主导风向,表明u=常数,且 v=w=0 ;③污染物在大气中只有物理运动,物化学和生物变化,且预测范围内无其他同类污染的源和汇。
表明S P=0(p=1,2,.n)此时三维的动态模型就可简化为三维的稳态模型,得:ucx k x cyk y c k z c (3 分)x x yz z④有主导风情况下,主导风对污染物输送应远远大于湍流运动引起污染物在主导风方向上扩散。
即 u c(平流输送作用)远远大于xk xc(湍流弥散作用)。
x x此时方程又可以简化为:uck y ck z c(2 分)xy y z z(3)由于 y 和 z 方向上污染物浓度不发生变化,故规定 k y 与 y 无关, k z与 z 无关,即:c 2c 2cu xk yy 2 k zz 2(1 分)(4)由质量守恒原,理运用连续点源源强计算方式,按照单元体积 (3)简 化 得 到 的 方 程 进 行 积 分ucdydz=Q , 结 合 边 界 条 件x y z 0时, c=x , , 时, c=0 对方程进行求解。
(2 分)y z (5)设 x=ut ,令 y 2 =2k y t ; z 2=2k z t 。
化简求解得到高斯扩散模型的标准形式:Q 1 y 2z 2(1 分)c x, y, zexp22 2 u y z2yz。
高斯扩散模型的适用条件
高斯扩散模型的适用条件1. 高斯扩散模型适用的条件之一就是要有相对稳定的环境呀!就好比在一个平静的湖泊里,水的流动很平稳,这时候高斯扩散模型就能很好地发挥作用啦!比如研究污染物在这样的环境中是怎么扩散的。
2. 它还适用于扩散源比较集中的情况呢!就像一个发光的灯泡,光线从那里散发出来,用高斯扩散模型来分析这种扩散是不是很合适呢?比如火灾中烟雾的扩散。
3. 扩散的物质不能有太奇怪的性质哦!可不是什么都能用高斯扩散模型的,这就像你不能用切菜的方法去绣花呀!比如一些特殊的化学物质可能就不太适用。
4. 要有足够的观测数据支持呀!没有数据就像巧妇难为无米之炊,怎么能让高斯扩散模型大展身手呢?比如对大气中颗粒物扩散的研究就得有大量数据。
5. 时间尺度也很重要呢!如果变化太快或太慢,高斯扩散模型可能就不太好使啦!好比一辆车开得太快或太慢,你都不好判断它的行驶轨迹,比如瞬间爆发的爆炸产生的扩散。
6. 空间范围也得合适呀!太大或太小的空间,高斯扩散模型也会有力不从心的时候呢!就像用小勺子舀大海的水,或者用大桶去装一滴水,比如研究小范围的气味扩散。
7. 系统不能太复杂啦!要是乱七八糟的因素太多,高斯扩散模型可就头疼咯!就像解一团乱麻,得先理清楚呀!比如生态系统中多种生物的相互作用下的物质扩散。
8. 扩散的速度得比较适中呀!太快或太慢,高斯扩散模型就不好把握啦!就像跑步,速度适中你才能更好地观察和分析,比如一些化学反应的扩散速度。
9. 环境不能总是变来变去的呀!一会儿这样一会儿那样,高斯扩散模型也会不知所措的!就像天气一会儿晴一会儿雨,怎么预测呀!比如海洋中水流和温度不断变化时的物质扩散。
10. 边界条件得明确呀!不然高斯扩散模型都不知道该从哪里开始从哪里结束呢!就像跑步没有起点和终点,怎么跑呀!比如研究一个房间内的气体扩散,房间的边界就得清楚。
我的观点结论就是:只有在这些条件满足的情况下,高斯扩散模型才能像一把锋利的宝剑,在研究扩散现象的战场上大显身手呀!。
简述高斯扩散模型成立的条件
简述高斯扩散模型成立的条件摘要:一、高斯扩散模型简介二、高斯扩散模型成立的条件1.扩散过程的稳定性2.扩散源的稳定性3.环境条件的影响4.观测时间的足够长正文:高斯扩散模型是描述气体或颗粒物在空气中扩散过程的数学模型,具有较强的可读性和实用性。
本文将简述高斯扩散模型成立的条件。
一、高斯扩散模型简介高斯扩散模型是基于物理学原理,采用统计方法建立的一种描述扩散过程的数学模型。
它假设污染物在扩散过程中,其浓度分布符合高斯分布,从而可以预测污染物在空间和时间上的分布规律。
高斯扩散模型在环境科学、气象学、生态学等领域具有广泛的应用。
二、高斯扩散模型成立的条件1.扩散过程的稳定性:高斯扩散模型假设污染物在扩散过程中,其浓度分布保持稳定,不随时间、空间和扩散机制的改变而改变。
在实际应用中,这意味着污染源和环境条件的变化对扩散过程的影响较小。
2.扩散源的稳定性:高斯扩散模型要求扩散源在扩散过程中保持稳定,即污染物的释放速率、释放位置和浓度分布不发生明显变化。
在实际应用中,这要求我们对扩散源进行合理简化,以便更好地反映实际情况。
3.环境条件的影响:高斯扩散模型认为环境条件(如风速、风向、气温、湿度等)对扩散过程具有重要影响。
在实际应用中,我们需要根据实测数据或数值模拟结果,确定环境条件对扩散过程的影响,从而使模型更加接近实际情况。
4.观测时间的足够长:高斯扩散模型基于统计方法,需要足够多的观测数据来确定污染物的扩散规律。
因此,在实际应用中,我们需要确保观测时间足够长,以获得较为准确的模型参数。
总之,高斯扩散模型是一种具有广泛应用的数学模型,但其成立条件较为严格。
高斯扩散模型 python
高斯扩散模型 python高斯扩散模型是一种在空间或时间上描述随机现象扩散的模型。
该模型主要考虑了物质分子的运动规律,同时也考虑了物质分子之间的碰撞和相互作用。
在Python中,我们可以利用相关的库和函数来实现高斯扩散模型,下面将从以下几个方面进行介绍:1. 理解高斯分布首先,我们需要了解高斯分布,也称正态分布,表示连续变量的分布情况,常用于对连续变量进行建模和预测。
在Python中,可以使用SciPy库中的stats模块来计算高斯分布。
import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom scipy.stats import norm# 定义均值(mean)和标准差(standard deviation)mu, sigma = 0, 0.1# 构造一些数据s = np.random.normal(mu, sigma, 1000)# 绘制直方图count, bins, ignored = plt.hist(s, 30, density=True)plt.plot(bins, 1/(sigma * np.sqrt(2 * np.pi)) *np.exp( - (bins - mu)**2 / (2 * sigma**2) ),linewidth=2, color='r')plt.show()2. 构建高斯扩散模型接下来,我们可以利用高斯分布的概念来构建高斯扩散模型。
在Python中,可以使用NumPy和SciPy库中的函数来进行计算。
import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom scipy.special import erfcdef diffusion(x, t, D):return np.exp(-(x**2)/(4*D*t))/(2*np.sqrt(np.pi*D*t))# 初始化一些变量N = 100000 # 粒子数D = 1.0 # 扩散系数t = 100.0 # 时间bins = 200 # 直方图中的箱子数# 生成位移数据x = np.sqrt(2*D*t)*np.random.randn(N)# 利用扩散函数计算概率密度hist, bins = np.histogram(x, bins=bins, density=True) binCenters = 0.5*(bins[1:] + bins[:-1])theory = diffusion(binCenters, t, D)# 绘制直方图plt.plot(binCenters, hist, label='simulation')plt.plot(binCenters, theory, label='theory')plt.xlabel('x')plt.ylabel('P(x,t)')plt.legend()plt.show()3. 可视化高斯扩散模型的结果为了更直观地了解高斯扩散模型的结果,我们可以使用Matplotlib库中的plot函数来绘制直方图和散点图。
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大气污染扩散第一节大气结构与气象有效地防止大气污染的途径,除了采用除尘及废气净化装置等各种工程技术手段外,还需充分利用大气的湍流混合作用对污染物的扩散稀释能力,即大气的自净能力。
污染物从污染源排放到大气中的扩散过程及其危害程度,主要决定于气象因素,此外还与污染物的特征和排放特性,以及排放区的地形地貌状况有关。
下面简要介绍大气结构以及气象条件的一些基本概念。
一、大气的结构气象学中的大气是指地球引力作用下包围地球的空气层,其最外层的界限难以确定。
通常把自地面至1200 km左右范围内的空气层称做大气圈或大气层,而空气总质量的98.2%集中在距离地球表面30 km以下。
超过1200 km的范围,由于空气极其稀薄,一般视为宇宙空间。
自然状态的大气由多种气体的混合物、水蒸气和悬浮微粒组成。
其中,纯净干空气中的氧气、氮气和氩气三种主要成分的总和占空气体积的99.97%,它们之间的比例从地面直到90km高空基本不变,为大气的恒定的组分;二氧化碳由于燃料燃烧和动物的呼吸,陆地的含量比海上多,臭氧主要集中在55~60km高空,水蒸气含量在4%以下,在极地或沙漠区的体积分数接近于零,这些为大气的可变的组分;而来源于人类社会生产和火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性的灾害排放的煤烟、粉尘、氯化氢、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物为大气的不定的组分。
大气的结构是指垂直(即竖直)方向上大气的密度、温度及其组成的分布状况。
根据大气温度在垂直方向上的分布规律,可将大气划分为四层:对流层、平流层、中间层和暖层,如图5-1所示。
1. 对流层对流层是大气圈最靠近地面的一层,集中了大气质量的75%和几乎全部的水蒸气、微尘杂质。
受太阳辐射与大气环流的影响,对流层中空气的湍流运动和垂直方向混合比较强烈,主要的天气现象云雨风雪等都发生在这一层,有可能形成污染物易于扩散的气象条件,也可能生成对环境产生有危害的逆温气象条件。
因此,该层对大气污染物的扩散、输送和转化影响最大。
大气对流层的厚度不恒定,随地球纬度增高而降低,且与季节的变化有关,赤道附近约为15km,中纬度地区约为10~12 km,两极地区约为8km;同一地区,夏季比冬季厚。
一般情况下,对流层中的气温沿垂直高度自下而上递减,约每升高100m平均降低0.65℃。
从地面向上至1~1.5 km高度范围内的对流层称为大气边界层,该层空气流动受地表影响最大。
由于气流受地面阻滞和摩擦作用的的影响,风速随高度的增加而增大,因此又称为摩擦层。
地表面冷热的变化使气温在昼夜之间有明显的差异,可相差十几乃至几十度。
由于从地面到lOOm左右的近地层在垂直方向上热量和动量的交换甚微,所以上下气温之差可达1~2℃。
大气边界层对人类生产和生活的影响最大,污染物的迁移扩散和稀释转化也主要在这一层进行。
边界层以上的气流受地面摩擦作用的影响越来越小,可以忽略不计,因此称为自由大气。
2. 平流层平流层是指从对流层顶到离地高度约55 km范围的大气层,该层和对流层包含了大气质量的99.9 %。
平流层内空气稀薄,比较干燥,几乎没有水汽和尘埃。
平流层的温度分布是:从对流层顶到离地约22km的高度范围为同温层,气温几乎不随高度变化,约为-55℃。
从22km继续向上进入臭氧带,在这里太阳的紫外辐射被吸收,转化为热能,导致气温随高度增加而上升,到达层顶时气温升高到-3℃左右。
平流层内气温下低上高的分布规律,使得该层空气的竖直对流混合微弱,大气基本处于平流运动。
因此,该层大气的透明度较好,气流稳定,很少出现云雨及风暴等天气现象。
平流层中的臭氧层是80~100km处的氧分子在太阳紫外辐射作用下光解为氧原子,再与其它氧分子化合成臭氧而形成的,其化合作用主要在30~60km处。
从对流层顶向上,臭氧浓度逐渐增大,在22~25km处达最大值,往后逐渐减小,到平流层顶臭氧含量极其微小。
因为40km以上,在光化作用下,由氧化合为臭氧和由臭氧光解成氧的过程几乎保持平衡状态。
在某种环流作用下,臭氧被送到很少光解的高度以下积聚,集中在15~35km高度之间。
通常将22~25km处称为臭氧层。
3. 中间层中间层是指从平流层顶到高度80km左右范围内的大气层,其空气质量仅占大气质量的10-3。
该层内温度随高度的增加而下降,层顶的温度可降到-93℃左右。
因此,空气的对流运动强烈,垂直方向混合明显。
4. 暖层暖层为中层顶延伸到800km高空的大气层,该层的空气质量只有大气质量的10-5。
暖层在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下,其气温随高度上升而迅速增高,暖层顶部温度可高达500~2000K,且昼夜温度变化很大。
暖层的空气处于高度电离状态,因此存在着大量的离子和电子,故又称为电离层。
二、气象要素气象条件是影响大气中污染物扩散的主要因素。
历史上发生过的重大空气污染危害事件,都是在不利于污染物扩散的气象条件下发生的。
为了掌握污染物的扩散规律,以便采取有效措施防治大气污染的形成,必须了解气象条件对大气扩散的影响,以及局部气象因素与地形地貌状况之间的关系。
在气象学中,气象要素是指用于描述的物理状态与现象的物理量,包括气压、气温、气湿、云、风、能见度以及太阳辐射等。
这些要素都能从观测直接获得,并随着时间经常变化,彼此之间相互制约。
不同的气象要素组合呈现不同的气象特征,因此对污染物在大气中的输送扩散产生不同的影响。
其中风和大气不规则的湍流运动是直接影响大气污染物扩散的气象特征,而气温的垂直分布又制约着风场与湍流结构。
下面介绍主要的气象要素:1. 气压气压是指大气的压强,即单位面积上所承受的大气柱的重力。
气压的单位为Pa ,气象学中常用毫巴(mbar)或百帕(hPa )表示。
定义温度为273K 时,位于纬度45o平均海平面上的气压值为1013.25hPa ,称为标准大气压。
对于任一地区,气压的变化总是随着高度的增加而降低。
空气在静止状态下,可以用下式表示:dp gdZ ρ=- (5-1)式中 p —气压,Pa ;Z —大气的竖直高度,m ; ρ—大气密度,kg/m 3。
2. 气温气温是指离地面1.5 m 高处的百叶箱内测量到的大气温度。
气温的单位一般为℃,理论计算中则用绝对温度K 表示。
3. 气湿气湿即为大气的湿度,用以表示空气中的水蒸气含量,气象学中常用绝对湿度、水蒸气分压、露点、相对湿度和比湿等量来表示。
绝对湿度就是单位体积湿空气中所含水蒸气质量,单位为g/m 3,其数值为湿空气中水蒸气的密度,表明了湿空气中实际的水蒸气含量。
水蒸气分压是指湿空气温度下水蒸气的压力,它随空气的湿度增加而增大。
当空气温度不变时,空气中的水蒸气含量达到最大值时的分压力称为饱和水蒸气压,此时的空气称为饱和空气,温度即称为露点。
饱和水蒸气压随温度降低而下降,若降低饱和空气的温度,则空气中的一部分水蒸气将凝结下来,即结露。
相对湿度是湿空气中实际的水蒸气含量与同温下最大可能含有的水蒸气含量的比值,也即实际的水蒸气分压与饱和水蒸气压之比,表明了湿空气吸收水蒸气的能力及其潮湿程度。
相对湿度愈小,空气愈干燥,反之则表示空气潮湿。
比湿是指单位质量干空气含有的水蒸气质量,单位是g/kg 。
4. 云云是指漂浮在大气中的微小水滴或冰晶构成的汇集物质。
云吸收或反射太阳的辐射,反映了气象要素的变化和大气运动的状况,其形成、数量、分布及演变也预示着天气的变化趋势,可用云量和云高来描述。
云遮蔽天空的份额称为云量。
我国规定将视野内的天空分为10等分,云遮蔽的成数即为云量。
例如:云密布的阴天时的云量为10;云遮蔽天空3成时云量为3;当碧空无云的晴天时,云量则为0。
而国外是把天空分为8等分来,仍按云遮蔽的成数来计算云量。
云底距地面的高度称为云高。
按云高的不同范围分为:云底高度在2500m 以下称为低云;云底高度在2500~5000m 之间称为中云;而云底高度大于5000m 之上称为高云。
5. 能见度能见度是指正常视力的人在当时的天气条件下,从水平方向中能够看到或辨认出目标物的最大距离,单位是m 或km 。
能见度的大小反映了大气混浊或透明的程度,一般分为十个级别,0级的白日视程为最小,50m 以下,9级的白日视程为最大,大于50km 。
6. 风风是指空气在水平方向的运动。
风的运动规律可用风向和风速描述。
风向是指风的来向,通常可用16个或8个方位表示,如西北风指风从西北方来。
此外也可用角度表示,以北风为0o,8个方位中相邻两方位的夹角为45o,正北与风向的反方向的顺时针方向夹角称为风向角,如东南风的风向角为135o。
风速是指空气在单位时间内水平运动的距离。
气象预报的风向和风速指的是距地面10m 高处在一定时间内观测到的平均风速。
在自由大气中,风受地面摩擦力的影响很小,一般可以忽略不计,风的运动处于水平的匀速运动。
但在大气边界层中,空气运动受到地面摩擦力的影响,使风速随高度升高而增大。
在离地面几米以上的大气层中,平均风速与高度之间关系一般可以利用迪肯(Deacon)的幂定律描述:11(/)n u u z z (5-2)式中 u 及u 1—在高度Z 及已知高度Z 1处的平均风速,m/s ;n —与大气稳定度有关的指数。
在中性层结条件下,且地形开阔平坦只有少量地表覆盖物时,n =1/7。
空气的大规模运动形成风。
地球两极和赤道之间大气的温差,陆地与海洋之间的温差以及陆地上局部地貌不同之间的温差,从而对空气产生的热力作用,形成各种类型风,如海陆风、季风、山谷风、峡谷风等。
当气压基本不变时,日出后由于地面吸收太阳的辐射,由底部气层开始的热涡流上升运动逐渐增强,使大气上下混合强度增大,因此下层风速渐大,一般在午后达到最大值;而夜间在地面的冷却作用下,湍流活动减弱直至停止,使下层风速减小,乃至静止。
反之,高层大气的白天风速最小,夜间风速最大。
海陆风出现在沿海地区,是由于海陆接壤区域的地理差异产生的热力效应,形成以一天为周期而变化的大气局部环流。
在吸收相同热量的条件下,由于陆地的热容量小于海水,因此地表温度的升降变化比海水快。
白天,阳光照射下的陆地温升比海洋快,近地层陆地上空的气温高于海面上空,空气密度小而上升,因此产生水平气压梯度,低层气压低于海上,于是下层空气从海面上流向陆地,称为海风;而陆地高层空间的气压高于海上,气流由陆地流向海洋,从而在这一区域形成空气的闭合环流。
夜间,陆地温降又比海洋快,近地气层的气温低于海面上的气温,形成了高于海面上的气压,于是下层空气从陆地流向海上,称为陆风,并与高空的逆向气流形成闭合环流。
海陆风的流动示意图如图5-2所示。
海陆风的影响区域有限。
海风高约1000m ,一般深入到陆地20~40km 处,最大风力为5~6级;陆风高约100~300m ,延伸到海上8~lOkm 处,风力不过3级。