影响大气污染物扩散的热力因素
环境化学
1.论述影响大气中污染物迁移的主要因素答:1、风和大气湍流的影响:风可使污染物向下风向扩散,湍流可使污染物向各方向扩散。
在摩擦层中,存在动力乱流和热力乱流,会使得在该层的大气污染物扩散迁移。
2、天气形势和地理地势的影响:包括①海陆风:海陆风对空气污染的影响有如下几种作用:一种是循环作用,如果污染源处在局地环流之中,污染物就可能循环积累达到较高的浓度,直接排入上层反向气流的污染物,有一部分也会随环流重新带回地面,提高了下层上风向的浓度。
另一种是往返作用,在海陆风转换期间,原来随陆风输向海洋的污染物又会被发展起来的海风带回陆地;②城郊风:城市因为燃煤等因素,导致温度高于乡镇,形成“热岛效应”。
夜间,城市热岛效应使近地层辐射逆温减弱或消失而呈中性,甚至不稳定状态;白天则使温度垂直梯度加大,处于更加不稳定状态,这样使污染物易于扩散。
另外,城市和周围乡村的水平温差,导致热量环流产生。
在这种环流作用下,城市本身排放的烟尘等污染物聚积在城市上空,形成烟幕,导致市区大气污染加剧;③山谷风:山谷风交替时,风向不稳,时进时出,反复循环,使空气中污染物浓度不断增加,造成山谷中污染加重。
山区辐射逆温因地形作用而增强。
夜间冷空气沿坡下滑,在谷底聚积,逆温发展的速度比平原快,使得污染物不能及时向别处排出,导致循环污染。
2.假设你的朋友在深圳某燃煤火力发电厂附近投资了一个果园种植项目,但是产量一直不好,初步检测发现土壤呈明显酸性,收获的产品重金属含量过高,请你用所学的环境化学相关知识为你的朋友解释出现这些现象的可能原因。
答:燃煤发电厂燃烧煤炭,排放大量硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx),易形成酸雨,导致土壤酸化;发电厂的烟气中含有大量重金属,汞、镉等,会通过大气沉降的方式影响土壤环境;深圳处于南方,土壤本身就属于酸性,缓冲性较差,受酸雨影响更严重;在此过程中,土壤中的铝矿物质会释放大量铝离子,影响植物对养分的吸收;同时PH 下降会使土壤溶出更多重金属离子,对植物生长产生不利影响。
影响大气扩散的气象因素
④逆温层结
气温随高度递增,γ <0
当气温垂直递减率小于零的时候,大气层的气温分布与标 准大气情况下气温分布相反时称温度逆层,简称逆温。 出现逆温的大气层叫逆温层,逆温层至地面的距离下限称 逆温高度,上下限的温度差称逆温强度。
出现逆温的时候,空气没有对流运动,所以空气很稳定,
非常不利于污染物的扩散稀释,常伴随有空气污染的发生。
在逆温层内只能在水平方向呈扇型逐渐散开,扩散极慢。由于烟羽在垂 直方向扩散很小,象一条带子飘向远方,因此又称长带型。 这种烟形的大气污染物可传输到很远的地方,如遇山丘或高建筑物 则发生下沉作用,以致对该地区造成严重污染。
第四节 影响大气污染的气象因素
大气污染可看作是由污染源所排放出的污染物、对污染物起 着扩散稀释作用的大气、以及承受污染的物体三者相互关联所产 生的一种效应。 一个地区的大气污染程度与该地区污染源所排出的污染物总 量有关,总量不因气象条件的影响而发生变化,但是污染物浓度 及时空分布要受到气象条件的控制,大气对污染物具有扩散和稀 释的能力,影响大气扩散稀释能力的主要因素有气象的动力因子 和气象的热力因子。 认识和掌握气象变化规律,就有可能在在大气污染防治方面 利用气象条件避免和减少由污染所造成的社会危害和经济损失。
此外,吸收地面 辐射能较强的水蒸气 和固体颗粒物,在大
气中的分布随高度的
增加而减少,也是近 地面层的温度比上层 高的原因。
气温垂直递减率
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
对流层下层 对流层中层 对流层上层
0.3-0.4 ℃/100m 0.5-0.6℃/100m 0.65-0.75℃/100m
γ>0 γ>γd
谈影响大气污染物的扩散、输送因素
李 伟
( 黑龙 江省 大庆 市杜 尔伯特蒙古族 自治县环境保护局 , 黑龙 江 大庆 1 6 3 0 0 0 ) 摘 要: 本 文分析 了影响大 气污染物扩散 、 输送的各种 因素 , 讨论 了主要 因素对大气污染物扩散的影响趋势。 关键词 : 大气污染; 扩散 ; 输送 ; 影 响 因素
产生大气污染物的三个要素是 : 污染源 、 大气状态 、 受体 。大气 变化不明显。风速较 大时, 气层 上下交换 激烈 , 空气混合较好 , 也形 污染的三个 过程 是 : 污染物排放 、 大气相互作用和对接受体 的影 响。 成气温随高度变化不 明显 。 大气污染可看作 是污染源排放 出的污染物 、 对污染物起着稀释扩散 2 . 2 逆 温 作 用的大气 ,以及承受污染 的物 体三者相互关联所 产生 的一 种效 ( 1 ) 辐射逆温 。 由地面长波辐射冷却 而形成 的。 一般是在晴朗无 应 。所 以, 一个地 区的大气 污染程度 , 除 了决定 于污染物本身 的性 风的夜 晚 , 地面强烈地辐射 , 地面和近地面的大气层迅速降温 , 上层 质、 排放量 、 距污染源距离 、 污染途径等 之外 , 还主要靠大气 的流动 , 大气降温较慢 , 因而出现辐射逆温 。辐射逆温 多发生在对 流层 的接 以及与周 围空气混合稀释 的程度 ,影响污染物的时空分布 的浓度 。 地层 。一般逆温时 的临界风速大约是 2 . 5 m / s 。 日出后太阳辐射 的加 由于气 象条件 的不 同 ,污染物作用 于承受 者的污染程度 也就不一 强 , 近地 面和近地面大气层增 温 , 逆温 消失 , 因此 , 辐射逆 温具有 明 样 。在 自然条件下 , 风、 雨、 云、 雾、 大气稳定度 以及特殊 的逆温层 等 显 的 F t 变化 。层结厚度可从几 十米 到几百米 , 多 出现在冬季冷高压 气象条 件 , 都 对大气污染有 一定 的影响 , 其 中风和温度层 结是影 响 控 制 下 。 污染物扩散的主要气象因素。 ( 2 ) 下沉逆温 。 由空气下沉压缩增温而形成 。 即当上层空气下沉 由于大气中各种 迁移转化过程造成大气 污染物在 时间上 、 空间 时 , 落入高压气 团中, 因受压而变热 , 使 气温高于下层的空气 。多 出 上的再分布称大气扩散。 现在离地面 l O 0 0 m以上 的高空 , 厚度 可达数百米。下沉逆温多发生 大气污染物 的扩散是污染物从 发生到产生环境 效应之 间必经 在亚热带反气旋 区。有时下沉逆温和辐射逆温会 同时发生 , 高空为 的环节 , 大气污染物扩 散有利减轻局部地 区大气污染 , 但 同时也使 下沉逆 温 , 低空为辐射逆温。 影 响范围扩 大 , 并转化为二次污染 的可能性增大 。影响大气扩散能 ( 3 ) 湍流逆温 。 由低层空气 的湍 流混合而形成 。 逆温离地面的高 力 的主要 因家有 两个方面 ; 一为气象动力 因子 , 如风 、 湍流; 一 为热 度依赖于湍流混合层 的厚度 , 通常在 1 5 0 0 m 以下 , 其厚度一般 为数 力学 因子 , 即温度层 结等。 十米 。 1 风 和 湍 流 ( 4 ) 锋面逆温。由锋面上 暖空气和锋面下冷空气 的温差而造成 。 般把空气 的水平运动称为风。 风在不 同时刻有着相应的风向 当对流层 中的冷暖空气相遇时 , 暖空气密度小就会爬 到冷空气上 面 和风速 。污染 物排人大气在风的作用下 , 沿着风 向运动 。因此 , 风对 去形成一个倾斜 的过渡区 , 称锋面 。 在锋 面上 , 如果冷 暖空气温度相 污染 物在大气 中的第 一个作用仅是输送 作用。要 了解 污染物 的去 差得大 , 也可以出现逆温 , 这种逆温称为锋面逆温。 逆温高度 随观测 向, 首先要 识别 风向 , 污染区总是 在污染源 的下风 向。 风的第二个作 点距地面锋线的距离及锋 面坡度而定 。 在逆温层中湿度分布通常是 用, 是 对污染物具有 冲淡稀释作用。 随着 风速 的增大 , 单位 时间内从 上 湿 下 干 。 污染源排放 出来的污染物被很快拉 长 ,这时混 入的大气 量越多 , 污 3 云、 雾、 天气形成 染物浓度越小 , 因此 , 在其他 条件不变 的情 况下 , 污染物浓度与风速 云层影响太 阳的辐射 , 它的存 在总效果是减小气温随高度的变 成反 比, 即风速增加一倍 , 下风 向污染物浓度将减少一半 。 化, 影 响大气 的稳定度 。 雾像一顶盖子 , 促使空气污染 的加剧 。各种 湍流运动的结果使气体各部分得到充分混合 。因此 , 进入大气 形式 的降水 , 特别 是降雨 , 能 有效地 吸收 、 淋洗 空气 中的各种污 染 的污染物 , 由于湍流混合作用 , 逐渐分散稀释 , 我们称这种 因湍流混 物 , 所 以大雨之后 , 空气格外新鲜 , 就是 这个 道理 。影 响污染物的扩 合而使气体分散稀 释的过程为大气扩散。 近地层 大气湍流 的形成和 散 、 稀 释有关 的气象 因素都 不是单一起作用 的 , 这些 因子都受 到整 它的强度受 两种因素决定 : 一种是机械 的或 者动力的作用 引起 的湍 个 大气运动 的制约 。大气运动的结果 可以影响到地表辐射的效果 , 流, 叫机械湍流 。 机械湍流主要决定 于风速分布和地面粗糙度 , 当空 导致温度 的垂直变化和风 的强弱。影响大气扩散稀 释能力 。造成大 气流过地表 面时 , 将 随地面的起伏而抬升 或下沉 , 于是产生垂直 方 气 污染 的因素与气 团类型密切联系着。极地气团控制的天气 , 因极 向的湍流, 风速越大 , 机械湍流越强。 另一种 因素 , 是 热力 因素 , 这是 地气 团来 自较冷地区 , 在移动过程 中, 下部受热而增 温 , 容易造成在 由 于 大气 的垂 直 方 向温 度 变 化 引 起 的 湍 流 , 亦 称 为 热 力 湍 流 。 热力 较厚 的一层大气 中的不稳定趋势。同时 由于 白天太阳辐射的影响 , 湍流 主要是 由大气垂直稳定度所 引起 。大气污染物 的扩散 , 主要是 使不稳定有所增强 , 而在 晴朗 的夜晚 , 当有效辐射增 强时 , 靠近地面 靠大气湍流 的作用 。 的大气层 中可以形成逆温。总之 , 大尺度 因子应与局地状况结合起
注册环保工程师选择题剖析
第一节总论一、单项选择题1.下列物质中不属于大气污染物的是__A、SO2 B、NOxC、CO2D、颗粒物2.我国大气污染物排放量很大,是世界上大气污染比较严重的国家,目前我国最主要的污染物为__A、SO2与颗粒物C、SO2与VOCB、颗粒物与 NOxD、VOC与 NOx3.正常情况下,大气中因含CO2等酸性气体,降水显微酸性。
但如果还有其他的酸性物质存在,就会使降水的pH值降低.因此,所谓酸雨通常是指pH值低于__的降水.A、5.6B、6.5C、4.5D、3.64.据监测,1850年以来,人类活动使大气中CO2浓度有280×10-6增加到1990年的354×10--6。
一百多年中,全球地面平均温度上升了0.3~0.6℃.下列关于温室效应说法错误的是__A、二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、甲烷、氟里昂都属于温室气体B、大气中少量温室气体的存在和恰到好处的温室效应,对人类是有益的C、温室效应可以导致全球平均温度升高,平均海平面下降D、二氧化碳估计对温室效应增加的贡献仅为56%左右5.根据我国《环境空气质量标准》(GB3095-1996)的二级标准SO2、NO2的日平均允许浓度分别为0.15mg/m3和0.12mg/m3.则此限值的体积分数分别为__。
A、0.53×10-6和0.58×10-6 C、0.53×10-7和0.58×10-6B、2.4×10-7和2.6×10-7 D、2.4×10-6和2.6×10-6.6.产生温室效应的原因主要是大气中含有大量的__A、SO2 B、NO2C、CO2D、CO7.酸雨及臭氧减少造成危害的共同点是__.A、都不危害人体健康B、都会使土壤酸化C、都会对植被造成危害D、对建筑物都有腐蚀作用第二节大气污染扩散一、单项选择题1.按照大气的热状况可以将大气结构分为对流层、平流层、中间层、__、散逸层。
影响大气污染物扩散的热力因素
影响大气污染物扩散的热力因素大气污染是当今世界面临的一个重大环境问题,对人类的健康和生态系统造成严重影响。
在大气污染的传播和扩散过程中,热力因素起着至关重要的作用。
本文将探讨影响大气污染物扩散的热力因素,并分析其影响机制。
1. 温度和热传导温度是决定大气污染物扩散的关键因素之一。
温度的分布不均会影响到空气的稳定性和流动性,进而影响大气污染物的输送。
热传导是热量传递的一种方式,它会直接影响到大气层的温度分布。
当大气层内的温度差异较大时,热传导会加剧空气的不稳定性,从而导致大气污染物的混合和扩散受到阻碍。
2. 海陆风系统海陆风系统是由海洋和陆地温度差异引起的巨大气候系统。
海陆风系统对大气污染物的扩散起着重要作用。
例如,白天陆地受热辐射影响,温度较高,空气会从海洋吹向陆地,形成陆海风。
这种风系统可以将海洋中的洁净空气带到陆地上,促进大气污染物的稀释和扩散。
3. 地形和山谷效应地形是影响大气污染物扩散的另一个重要因素。
山脉和山谷的存在会改变空气流动的路径和速度,从而在一定程度上影响大气中污染物的传播。
山谷效应是指在山谷中,由于地形限制,空气流动受到抑制而形成的温度逆转现象。
这将导致大气污染物在山谷底部积聚,加剧了空气污染的程度。
4. 气象条件和边界层气象条件和边界层对大气污染物扩散起着至关重要的作用。
边界层是大气底层与地表之间的区域,通常高度为几百米至数千米。
边界层中的湍流对大气污染物的传播起着关键作用。
当湍流较为强烈时,大气污染物可以更加迅速地被稀释和扩散;而当湍流较弱时,污染物的传播范围则会受到限制。
此外,气象条件如风速、风向和降水量等也会对大气污染物的传播产生影响。
总结:热力因素是影响大气污染物扩散的重要因素之一。
温度和热传导、海陆风系统、地形和山谷效应,以及气象条件和边界层等都会对大气污染物的传播产生影响。
了解和研究这些热力因素,并采取相应的措施来减少大气污染物的扩散,对于改善大气质量和保护环境具有重要意义。
大气污染物扩散的影响因素探究
大气污染物扩散的影响因素探究地形地势对大气污染物的扩散和浓度分布有重要影响,下面是小编搜集整理的一篇探究大气污染物扩散影响因素的论文范文,供大家阅读了解。
1大气污染物扩散影响因素辨析污染物从污染源排放到大气中,只是一系列复杂过程的开始,污染物在大气中的迁移、扩散是这些复杂过程的重要方面。
这些过程都是发生在大气中,大气的性状在很大程度上影响污染物的时空分布。
实践证明,风向、风速、大气稳定度、温度的空间差异、地面粗糙度、雨和雾等,是影响大气污染的主要因素。
污染物在大气中的扩散与过境风、湍流和温度梯度密切相关,过境风可使污染物向下风向迁移和扩散,湍流可使污染物向各方向扩散,温度梯度可使污染物发生质量扩散,风和湍流在污染物迁移过程中起主导作用。
根据湍流形成的原因可分为两种湍流,一种是动力湍流,它起因于有规律水平运动的气流遇到起伏不平的地形扰动所产生,它们主要取决于风速梯度和地面粗糙等;另一种是热力湍流,它起因于地表面温度与地表面附近的温度不均一,近地面部分空气受热膨胀而上升,随之上面的冷空气下降,从而形成垂直运动。
湍流具极强的扩散能力,它比分子扩散快105-106倍,湍流越剧烈,污染物的扩散速度就越快,污染物浓度就越接近区域平均水平。
降水能有效地吸收、淋洗空气中的各种污染物;雾像一顶盖子,虽然能稀释部分酸性污染物,却会使空气污染状况短时间内加剧。
地形地势对大气污染物的扩散和浓度分布有重要影响。
山区地形、海陆界面、大中城市等复杂地形均对大气污染物扩散产生影响。
城市建筑密集,高度参差不齐,因此城市下垫面有较大的粗糙度,对风向、风速影响很大,一般说城市风速小于郊区,但由于有较大的粗糙度,城市上空的动力湍流明显大于郊区。
2各因素对大气污染物扩散的影响2.1城市“热岛效应”.城市“热岛效应”的影响效果与城市规模有关。
一般大城市中心区域与周围乡村温差可达7℃以上,而中等城市可达5℃左右。
影响大气污染物扩散的热力因素
影响大气污染物扩散的热力因素大气污染是全球面临的严重问题之一,它对人类健康和环境造成了严重威胁。
大气污染物的扩散过程受到多种因素的影响,其中包括热力因素。
本文将探讨影响大气污染物扩散的热力因素,并讨论其对大气环境的影响。
一、温度逆转层温度逆转层是指在大气垂直方向上温度随高度的变化情况。
通常情况下,大气温度会随着高度的增加而逐渐下降,这种变化趋势被称为递减率。
然而,在温度逆转层中,温度随着高度的增加反而上升,这种现象会对大气污染物扩散产生显著影响。
温度逆转层的存在会导致大气污染物在垂直方向上的扩散受到限制,形成类似“盖子”的效果,将污染物限制在逆转层以下的区域。
这样一来,污染物在低层大气中积累,对地面居民和生态环境造成较大影响。
因此,温度逆转层的高度和变化趋势对大气污染物扩散具有重要影响。
二、风速与风向风是大气中运动的空气流动,其速度和方向对大气污染物扩散起着重要作用。
与热力因素相关的风速和风向对于污染物的输送和扩散具有直接影响。
较高的风速可以促使大气中的污染物迅速扩散,减少其在特定区域内的积累程度。
此外,风向也会决定污染物的运动方向,趋向于将污染物从源头区域输送到其他地区。
因此,在分析大气污染物扩散的过程时,对风速和风向的综合考虑是必不可少的。
三、地形地形是另一个重要的热力因素,对大气污染物的扩散起着重要作用。
地形的高度和坡度会对大气气流的运动和扩散产生显著影响,进而影响污染物传输。
在山地地区,由于山脉的阻挡作用,大气流动受到了限制,污染物容易在山谷中积聚。
同时,山地地形还会影响风流的通道和流速,进一步影响大气污染物的扩散。
因此,在评估大气污染物对山地地区的影响时,地形因素不容忽视。
四、季节变化季节变化也是影响大气污染物扩散的重要热力因素。
由于夏季和冬季大气的温度和湿度差异较大,季节变化对大气环境的稳定性和扩散能力产生重要影响。
一般情况下,夏季的大气温度较高,湿度较大,气流稳定,利于大气污染物的扩散和稀释。
气体的扩散与扩散系数
气体的扩散与扩散系数气体扩散是指气体在自然界中由高浓度向低浓度逐渐向外扩散的过程。
扩散现象在自然界中广泛存在,它在我们的日常生活中起着重要的作用。
气体扩散的速率与扩散系数有着密切的关系。
本文将探讨气体扩散的原理以及如何计算扩散系数。
一、气体扩散原理气体扩散是由于气体分子热运动引起的。
气体分子之间存在着无规则的热运动,而热运动会使分子自发地向低浓度区域移动,以使系统达到热平衡。
这种无规则的运动导致了气体分子在垂直于浓度梯度方向上的自由扩散。
二、气体扩散速率的影响因素气体扩散速率与以下几个因素密切相关:1. 浓度差:浓度差是决定扩散速率的重要因素之一。
浓度差越大,扩散速率越快。
2. 温度:温度的提高使气体分子的平均动能增加,从而增加了气体分子的扩散速率。
3. 分子量:分子量较小的气体分子,其平均速度较大,扩散速率也较快。
4. 分子间相互作用力:分子间的相互作用力会影响气体的扩散速率。
相互作用力越大,扩散速率越慢。
三、扩散系数的定义与计算扩散系数是描述气体扩散速率的物理量,定义为单位时间内通过单位面积的气体量。
扩散系数可以用下面的公式来计算:D = (1/3)*√(2*π*R*T/M)其中,D表示扩散系数,R表示气体常数,T表示绝对温度,M表示气体分子的摩尔质量。
四、扩散系数的应用扩散系数在实际应用中有着广泛的应用。
例如在工业上,我们可以利用气体扩散原理来分离和提取所需的气体成分。
此外,在环境科学领域,扩散系数可以用来预测大气中的污染物传播情况。
五、气体扩散中的重要现象——菲克定律在气体扩散的研究中,菲克定律是一个非常重要的定律。
它描述了气体在扩散过程中的浓度变化与时间和距离的关系。
根据菲克定律,气体扩散的速率正比于浓度梯度的负值。
公式可以表示为:J = -D * (∂C/∂x)其中,J为单位面积的气体流量(即单位时间内通过单位面积的气体量),D为扩散系数,C为气体浓度,x为扩散距离。
六、气体扩散实验为了验证气体扩散现象,可以进行一系列实验。
大气污染气候与气象学课后习题(2)
第三章一、单项选择题1、在气压为400kPa处,气块温度为230K。
若气块绝热下降到气压为600kPa。
若气块绝热下降到气压为600 kPa处,则气块温度变为_____。
A.204.7KB.240.7KC.258.5KD.285.5K2、按照大气的热状况可以将大气结构分为对流层、平流层、中间层、_____、散逸层。
A.均质层B.热成层C.摩擦层D.过渡层3、从平流层顶到85km高空是中间层,该层内O3甚微,大气温度随着高度的增加而_____。
A.无明显变化B.升高C.下降D.无规律4、当空气中_____积累到一定量,并遇到强烈阳光、逆温和静风等条件,便参与光化学反应而形成毒性更大的光化学烟雾,而且容易造成低空臭氧污染。
A.NOB.NO2 C.N2O5D.N2O5、化石燃料燃烧过程中的NOx90%以上是_____。
A.NOB.NO2 C.N2O5D.N2O6、在大气压为99.975kPa,热力学温度为293.15K时,采样器通过气量1.4m3,采得TSP为0.2mg。
则标准状态下的空气中TSP的质量浓度为_____。
A.0.155mg/m3B.1.55 mg/m3C.0.155μg/m3D.1.55μg/m37、粉尘密度为1400kg/m3,平均粒径1.4μm,在大气中的浓度为0.2 mg/m3,对光的折射率为2.2,大气的最大能见度为_____。
A.15425.2mB.11581.8mC.10254.5mD.9854.8m8、对流层中,气温随着高度的增加而降低,每升高100m平均气温下降_____。
A.0.65℃B.1.89℃C.5.81℃D.0.098℃9、人类活动排放的污染物绝大多数聚集以及大气污染主要发生在_____。
A.对流层B.平流层C.中间层D.热层10、大气中悬浮颗粒物的平均粒径为1.0μm,密度为2500kg/m3,如果散射率为2,能见度为8000m时颗粒物的浓度为_____。
A.0.258 mg/m3B. 0.291 mg/m3C.0.854 mg/m3D. 0.406 mg/11、已知干空气中N2和O2的质量分数分别为76.7%和23.3%,空气的总压力为101325Pa,则它们质量分率为_____。
影响大气扩散的气象要素
影响大气扩散的气象要素1. 风速与风向风就是大气的水平运动。
风是一个矢量,具有大小和方向。
风向是指风的来向。
风向可分为8个方位或16个方位表示,也可用角度表示。
例如从北方吹来的风称为北风(N)或称风向为0°,东南^•向吹来的风称为东南风(SE)或称风向135°。
风向是经常变化的,但不同地区在一年中都有经常出现的风向,即主导风向。
风向频率表示某方向风出现的次数占全年各方向风出现总次数的百分比。
风向决定了污染物扩散的方向。
表示。
在大气边界层中,风速是指单位时间内空气在水平方向运动的距离,用m/s或km/s摩擦力随高度的增加而减小,当气压梯度力不随高度变化时,风速随距地面高度的增加而增大,风向与等压线的交角随高度增加而减小。
通常大气中的污染物浓度与风成反比,风速增加一倍,下风向浓度将减少一半。
平均风速随高度的变化曲线称为风速廓线,风速廓线的数学表达式称为风速廓线模式。
2 气温与气压大气的物理状态及其变化规律与一些物理量有关,矣中最主要的是温度与气压。
气象学中的地面气温一般是指距地面1. 5m高处在百叶箱中观测到的空气温度。
常用的气温单位为摄氏温度°C、绝对温度K和华氏温度T。
三者之间的换算公式为:K=°C + 273. 15 °C = |-X(T-32)众所周知,近地层大气的温度是不断变化的。
近地层大气温度的垂直分布决定了大气的稳定程度,大气稳定度又影响着大气的湍流程度,以至于影响大气污染物的扩散与稀释。
因此,气温的垂直分布与大气污染程度密切相关。
气压定义为单位两积上所承受的大气柱的重量,即大气的压强。
气压的常用单位有大气压(atm)、帕(Pa)、毫巴(mb)、毫米汞柱(mmHg),它们之间的换算关系是:latm=101326Pa=1013. 6mb=760mmHg 空气密度大的地方气压随高度降低得快,密度小的地方气压随高度降低得慢。
3 大气湿度大气湿度是表示大气中水汽含量和潮湿程度的重要的物理量。
大气污染的来源、污染物种类、影响大气中污染物浓度的因素
大气污染的来源、污染物种类、影响大气中污染物浓度的因素***********杨知源大气污染的来源大气污染的来源主要有三种:(1)生活污染源由于城乡居民烧饭、取暖、沐浴等生活上的需要,燃烧各种燃料时,向大气排放污染物(烟尘、二氧化硫)形成的污染源。
另外,在以服务行业为主的发达城市,服务行业(餐厅,宾馆,浴场等等)也是生活污染源。
(2)工业污染源工矿企业在各种生产活动中排放污染物形成的污染源。
煤和石油燃烧过程中排放的大量有害物质首当其冲是工业污染源元凶大户。
①②燃煤占我国能源总结构的70%,煤烟成为大气污染的主要来源;烧石油可排出二氧化硫和一氧化碳等。
其次,生产过程排出的烟尘和废气,以火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂、水泥厂等对大气污染最为严重,而农业生产过程中喷洒农药而产生的粉尘和雾滴。
另外,在我国煤烟型污染地区,33%~35%的可吸入颗粒物来自于燃煤,居交通、建材、冶金等主要污染源之冠。
以我国典型的煤烟型大气污染地区太原市为例,大气中70%~80%的苯、镉、铬、砷等有害物富集在可吸入颗粒物上,对人体健康构成很大威胁。
(3)交通污染源由交通运输工具(汽车、火车、轮船和飞机)排放的污染物形成的污染源。
在当今,汽车与飞机的使用是越来越普遍。
其中汽车排出有害尾气距人类最近,可以被直接吸入,是城市的大气污染的主要来源。
③④并且,汽车的尾气还是城市形成热岛效应的元凶之一。
个人认为,大自然排放的某些气体被称为天然污染源(火山爆发、森林火灾、闪电过程、植物生长过程和各种天然有机化合物的光化学分解)是不恰当的。
例如,火上喷发时,会排放出大量颗粒物,各种氧化物以及有机化合物。
但是其本身是一种自然现象,植物可以自动的清除他们,如果他们无法那么做,实质上是人类大量破坏了植物造成的。
生活污染源和工业污染源属于固定污染源。
交通污染源属于移动污染源。
可以这样说,生活与工业污染源影响的范围有限,较为缓慢得向外扩张,而交通污染源波及的范围和波及速度较快。
热力环流原理及三个应用
热力环流原理及三个应用热力环流原理是指由于地球的日辐射不均匀分布,导致大气运动形成的现象。
具体而言,太阳辐射的不均匀加热使得地球表面的温度分布不均匀,造成空气的密度不均匀分布,从而形成气压差。
气压差会引起空气的流动,形成了大气环流。
热力环流主要包括赤道地区的热带环流、中纬度地区的西风带环流和极地地区的极地环流。
赤道地区的热带环流是由于太阳辐射最直接照射赤道附近的地区,导致空气上升,形成高空地带性高气压,这些高空气压会造成空气的流动,形成热带风。
中纬度地区的西风带环流是由于赤道附近的上升气流在高空中流向北方,并下降到中纬度地区,形成地面上的低气压,这些低气压会造成空气的流动,形成西风。
极地地区的极地环流则是由于冷空气向下,形成高压,造成地面上的低气压,引起空气的流动,形成极地风。
热力环流具有重要的气候学和气象学意义,且有许多实际应用。
下面将介绍三个典型的应用:1. 气象预报和天气预测:热力环流是天气形成和变化的重要原因之一,了解热力环流的运动规律可以帮助预测天气情况。
例如,在赤道地区的热带环流中,空气上升形成的高空高压会引发剧烈的对流,导致暴雨和雷暴的发生。
而在中纬度地区的西风带环流中,气压的变化会引起风向和风力的变化,从而影响天气的冷热、干湿等特征。
通过对热力环流的观测和分析,可以预测出未来一段时间内的天气情况,为人们的生活和工作提供便利。
2. 气候变化研究:热力环流对全球气候的形成和变化具有重要影响。
例如,赤道地区的热带环流直接关系到热带地区的气候和降水分布。
而中纬度地区的西风带环流则是北半球与南半球气候区分明显的标志。
通过对热力环流的观测和研究,可以了解各种气象和气候现象之间的相互关系,揭示气候变化的机制和规律。
这对于了解气候变化,预测未来的气候趋势,制定应对气候变化的政策和措施非常重要。
3. 环境保护和能源利用:热力环流可以直接或间接地影响到大气中的污染物传输和扩散,从而对环境质量产生影响。
污染气象1.2影响污染物扩散的主要因子
大气污染物的扩散
大气湍流(大气扩散) 分子扩散
第一节 影响污染物在大气中扩散的气象因素
第一节 影响污染物在大气中扩散的气象因素
受到小尺度的湍涡搅动,烟管 的外截面不断地与周围空气相
混合,并进行缓慢地扩散
烟团被大尺度的大气湍涡夹带, 烟团本身截面尺度变化不大
烟团容易被湍涡拉开或 撕裂而变形,使得烟团
能很快的得到扩散
第一节 影响污染物在大气中扩散的气象因素
湍流特点: ➢湍流有极强的扩散能力; ➢在主导风方向上风的平流输送作用是主要的; ➢风速越大,湍流越强,污染物的扩散速度就越 快,污染物的浓度就越低; ➢风和湍流决定污染物在大气中的扩散稀释。
第一节 影响污染物在大气中扩散的气象因素
(三)局地风 概念:在不同的地形地物条件下,由于近地层大气 的增热和冷却速度不同而引起的局部空气的环流。
第一节 影响污染物在大气中扩散的气象因素
应用实例分析2
读某城某日清晨低层大气剖面图
该城市工业高度集中, 汽车数以百万计,当 天发生了重大的烟雾 事件,造成这一事件 的人为原因是_;气象
原因是_;地形原因是_
图中气温分布 异常部分是① ②③中居民区
近郊工 业区
农田区
在商业区、居 民区、近郊工 业区、农田区 域中,烟雾浓
海陆风 山谷风 城市热岛效应
第一节 影响污染物在大气中扩散的气象因素
1.海陆风
海风
逆温,短 时间污染
陆风
循环污染
重复污染
第一节 影响污染物在大气中扩散的气象因素
2.山谷风
谷风
转换期的 污染
山风
热力环流 引起的漫
烟
谷风示意图
侧向封 闭山谷
山风示意图
《大气圈与大气运动》热力环流原理
《大气圈与大气运动》热力环流原理我们生活的地球被一层厚厚的大气所包围,这就是大气圈。
大气圈中的大气并不是静止不动的,而是时刻处于运动之中。
而热力环流,就是大气运动的一种重要形式。
要理解热力环流,咱们先得从温度说起。
在同一水平面上,不同的区域可能会接收到不同的热量。
比如说,在晴朗的白天,陆地升温快,温度高;而海洋升温慢,温度相对较低。
这就导致了陆地和海洋之间存在温度差异。
当一个地区的温度升高时,空气会受热膨胀上升。
想象一下,热空气就像是一个个充满了热气的气球,变得轻盈而向上飘浮。
相反,温度低的地区,空气会冷却收缩下沉。
下沉的空气就如同沉甸甸的石块,直坠而下。
这样一来,在受热地区,近地面的空气减少,形成了低气压;而高空因为有大量上升的热空气聚集,形成了高气压。
在冷却地区,近地面空气增多,形成高气压;高空空气减少,形成低气压。
接下来,空气就会从高压区流向低压区。
于是,就形成了一个简单的热力环流圈。
在水平方向上,空气从冷却地区的近地面流向受热地区的近地面;在垂直方向上,受热地区的空气上升,冷却地区的空气下沉。
让我们通过一个常见的例子来更深入地理解热力环流。
比如城市和郊区之间的热力环流。
城市里有大量的建筑物、人口密集、工业活动频繁,产生了大量的热量,使得城市的温度比郊区高。
城市就如同一个“热岛”。
城市温度高,空气受热上升,近地面形成低气压;郊区温度相对较低,空气冷却下沉,近地面形成高气压。
于是,近地面的风就从郊区吹向城市。
而在高空,城市的上升气流在高空向郊区扩散,郊区的下沉气流在高空也向城市补充。
热力环流的影响可不仅仅局限于此。
在山谷地区,白天山坡受热快,空气上升,山谷相对较冷,空气下沉,形成谷风;夜晚山坡冷却快,空气下沉,山谷相对温暖,空气上升,形成山风。
热力环流还对天气有着重要的影响。
在一些地区,由于海陆热力性质的差异,会形成季风。
比如在我国,夏季风从海洋吹向陆地,带来丰富的降水;冬季风从陆地吹向海洋,气候相对干燥。
大气污染物的扩散与气象条件2(1)
气象条件对大气污染物扩散的影响
气象条件对大气污染物扩散的影响
气象条件对大气污染物扩散的影响
气象条件对大气污染物扩散的影响
气象条件对大气污染物扩散的影响
气象条件对大气污染物扩散的影响
5、混合层厚度
•概念 •由于热力和动力作用,大气边界层内会出现上、下层湍流强度 不同的现象。 •若下层空气湍流强,上层空气湍流弱,中间存在一个湍流强度 不连续面,此时湍流不连续面上下两侧污染物浓度差别很大,该 不连续面犹如一个盖子一样,抑制下层空气向上输送,污染物在 下层空气强烈混合,称不连续面以下能发生强烈湍流混合的层次
气象条件对大气污染物扩散的影响
7、天气形势
影响近地面污染物浓度变化的各个气象要素不是独立的,也 不是各自单独对落地浓 度起作用。
为了判断各个气象要素对污染物浓度的综合影响,应分折天 气系统和大气环 流形势与污染的关系。
天气形势是指大范围气压分布状况。 局地气象条件总是受天气形势的影响和制约 的,因此局地扩
大气污染。其多发生在晴天的夜间或清晨,风速 较小的情况下。
气象条件对大气污染物扩散的影响
(4)熏烟型。 在烟囱顶部以上的大气层处于稳定状态,烟囱高度以下的大气层处于
不稳定状态,此时上面的逆温层好像一个“锅盖”,使污染源排放的烟 气不能向上扩散,而只能大量下沉,在下风向地面造成严重污染,许 多烟雾事件均是在此条件下形成的。这种烟形通常发生在冬季日出后 1~2 h,持续时间约0.5〜1 h。
大气混合层产生的主要原因是温度层结的不连续性,即有上 部逆温的存在。根据成 因的不同,混合层可分为以下几类:
1、逆温破坏产生的混合层 2、对流混合层 3、下沉逆温混合层 4、城市热岛混合层 5、海陆边界混合层(海陆热力内边界层〕
大气环境污染的因素及措施分析
大气环境污染的因素及措施分析摘要:近年来,随着中国社会经济的快速发展,各种行业不断兴起。
在促进中国经济发展的同时,也带来了严重的环境问题。
该国也开始重视大气环境污染问题。
然而,就实际情况而言,我国大多数人的环境意识水平相对较弱,大气环境污染治理质量没有达到预期效果。
在此基础上,从可持续发展的角度,分析了当前大气环境污染的各种因素,并提出了相应的环境保护措施。
关键词:大气环境污染;污染因素;保护措施目前,空气污染问题已成为全球关注的问题。
寻找科学有效的防治措施来控制和改善空气污染问题已成为各国普遍关注的焦点。
中国的空气污染问题也非常严重,特别是近年来,中国城市的空气污染物排放量逐年增加,对人们的生命健康产生了巨大影响。
大量调查数据显示,中国已成为大气环境污染问题最严重的国家之一。
因此,采取科学的治理和预防措施,减少大气环境污染的危害,成为我国环境保护工作的重中之重。
1 大气环境污染原因分析1.1 自然灾害造成的污染源近年来,各种自然灾害只增不减。
森林火灾、火山爆发、海啸等自然灾害的频繁发生,以及大气运动和土壤和岩石风化,形成了大量的自然污染源。
虽然这些因素在大气环境污染中所占比例很小,但也必须引起重视。
例如,火山爆发会产生大量硫化物物质,这些物质进入空气后会形成化学活性云,与人类排放的氯气发生反应,增加臭氧消耗率。
1.2 人为污染源(1)农业。
在农业种植中,为了减少农作物的病虫害和杂草,通常会使用大量的杀虫剂。
滥用农药和化肥已成为一个非常普遍的问题。
这个问题不仅会破坏和污染农业生产环境,还会破坏农村和城市的生态环境。
(2)生活。
燃烧化石燃料时,会排放大量的烟雾和有害气体。
此外,人们日常生活中使用的各种化学产品都会在一定程度上造成大气环境污染,例如氟氯烃,它们在燃烧后极为稳定,并在大气中长期存在,加剧了温室效应和臭氧层破坏。
(3)工业方面。
工业生产经营需要使用大量的电能、热能和电力,其中大部分是通过燃料燃烧获得的,而燃烧污染也是大气环境污染的重要原因。
风速及风向的时空分布与大气污染物扩散的关系分析
风速及风向的时空分布与大气污染物扩散的关系分析引言大气污染已经成为全球范围内的一大环境问题,严重影响着人类的健康和生态系统的平衡。
而大气污染物的扩散与风速及风向密切相关,因此了解它们之间的关系对于有效应对大气污染具有重要的意义。
本文将就风速及风向的时空分布与大气污染物扩散的关系进行分析和探讨。
一、风速及风向的时空分布风是大气中气压差所引起的气体运动,风速是指单位时间内空气流经单位面积的体积。
风向则是风的运动方向。
风速和风向的时空分布对大气污染物的扩散具有重要的影响。
风速的时空变化是由地球热力运动所决定的。
通常,赤道附近的风速较大,而极地地区的风速相对较小。
此外,由于地形、海陆分布以及气候等因素的不同,不同地区的风速也存在明显的差异。
例如,山地地区由于地形阻挡,导致风速较低。
风速的季节变化也较为显著,夏季风速一般较大,而冬季风速相对较小。
风向的时空分布与风速有着密切的关系。
一般来说,风速较大时,风向会相对稳定;而风速较小时,风向则较为变化。
地表形态、地物覆盖以及地形起伏等因素均会对风向产生一定的影响。
同时,气候系统的季节变化也会导致风向的变化,例如夏季风、冬季风的切换。
二、大气污染物扩散的特点大气污染物的扩散是指污染物在大气中的传播和分布过程。
它的特点主要包括以下几个方面:1. 污染物具有流动性,可以在空气中通过扩散和对流进行传播。
2. 污染物的扩散受到大气环流和风的影响,不同的风速和风向会导致污染物的传播路径和范围不同。
3. 污染物的扩散还受到地形、建筑物和植被等人为和自然因素的限制。
4. 大气污染物的排放源可以是点源,也可以是面源或线源,不同类型的排放源对扩散的影响也有所不同。
三、风速及风向与大气污染物扩散的关系风速及风向对大气污染物扩散具有重要的影响,主要表现在以下几个方面:1. 高风速有利于污染物的扩散。
当风速较大时,空气流动较快,污染物的迁移距离相对较远,扩散范围更广。
因此,如果大气污染物的排放源位于风速较大的区域,其扩散程度比风速较小的区域要大。
大气污染的形成原因_大气污染的产生原因
大气污染的形成原因_大气污染的产生原因大气污染是指大气中一些物质的含量达到有害的程度以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件,对人或物造成危害的现象。
大气污染的形成条件大气中有害物质的浓度越高,污染就越重,危害也就越大。
污染物在大气中的浓度,除了取决于排放的总量外,还同排放源高度、气象和地形等因素有关。
污染物一进入大气,就会稀释扩散。
风越大,大气湍流越强,大气越不稳定,污染物的稀释扩散就越快;相反,污染物的稀释扩散就慢。
在后一种情况下,特别是在出现逆温层时,污染物往往可积聚到很高浓度,造成严重的大气污染事件。
降水虽可对大气起净化作用,但因污染物随雨雪降落,大气污染会转变为水体污染和土壤污染。
地形或地面状况复杂的地区,会形成局部地区的热力环流,如山区的山谷风,滨海地区的海陆风,以及城市的热岛效应等,都会对该地区的大气污染状况发生影响。
烟气运行时,碰到高的丘陵和山地,在迎风面会发生下沉作用,引起附近地区的污染。
烟气如越过丘陵,在背风面出现涡流,污染物聚集,也会形成严重污染。
在山间谷地和盆地地区,烟气不易扩散,常在谷地和坡地上回旋。
特别在背风坡,气流作螺旋运动,污染物最易聚集,浓度就更高。
夜间,由于谷底平静,冷空气下沉,暖空气上升,易出现逆温,整个谷地在逆温层覆盖下,烟云弥漫,经久不散,易形成严重污染。
位于沿海和沿湖的城市,白天烟气随着海风和湖风运行,在陆地上易形成“污染带”。
早期的大气污染,一般发生在城市、工业区等局部地区,在一个较短的时间内大气中污染物浓度显著增高,使人或动、植物受到伤害。
60年代以来,一些国家采取了控制措施,减少污染物排放或采用高烟囱使污染物扩散,大气的污染情况有所减轻。
高烟囱排放虽可降低污染物的近地面浓度,但是把污染物扩散到更大的区域,从而造成远离污染源的广大区域的大气污染。
大气层核试验的放射性降落物和火山喷发的火山灰可广泛分布在大气层中,造成全球性的大气污染。
大气污染会导致人的寿命下降。
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影响大气污染物扩散的热力因素
热力因子主要是指大气的温度层结和大气稳定度。
温度层结是指崔埤球表面上方大气的温度随髙度变化的情况,即在垂直方向上的气温分布。
气温购垂直分布抉定着大气的稳定度,而大气稳定程度又影响着湍流的强度,因而温度 -层结与大气污染程度有着紧密的关系。
2,2.2.1大气边界层的温度场
为了推述气温垂直分布的特点,经常运用气温垂直递减率这个概念。
气温(T)随高度(Z)的升高而條低的快慢用每上升单位高度(100m)的降低值即气温垂直递减率y = —dT/dZ 表不。
通常气温垂直递减率y平均为0.65°c/100m,气温随高度的升高而降低时y>o,气温随温度度的并高而增加时y<0,气温随高度的升高不变时r=0。
空气与外界无热量交换,但由于外界压力的变化使其被压缩或向外膨胀时所引起的温度变化称为气温的绝热变化。
在绝热过程中.,空气内能的变化是由外力对空气做功,或空气以膨胀的形式反抗外力做功的结果,当空气上升时,由于周围气压的降低,使空气膨胀而降温。
相反,空气下降时,由于气压的增加,使空气被压缩而增温。
干空气绝热上升单位距离时的温度降低值,称为干空气的绝热垂直递减率,简称干绝热直减率,通常以—表示。
T;为干空气团的温度,据计算,其值约为1°C/
100m,也就是说,干空气在绝热上升中,每上升100m,温度约降低1°C。
相反,在绝热下降时,
与y (气温垂直递减率)是截然不同的。
是干空气每下降100m,温度约升高1°0。
必须注意:y
d
在绝热升降过程中本身的变温率,它近似为常数。
而y表示周围大气的温度随高度的分布状况,它可以有不同的数值,既可大于7d,也可以等于或小于
饱和湿空气绝热上升单位距离时的温度降低值,称为湿空气温度的绝热垂直递减率,简称湿绝表示。
未饱和湿空气的绝热垂直递减率与干绝热垂直递减率相热直减率,通常以y
m
同。
但是,当它绝热上升到使湿空气达到饱和后,水汽就要发生凝结并释放出潜热。
反之,饱和的湿空气绝热下降,水汽凝结物就要蒸发而消耗热量,因此,湿绝热直减率总比干绝热直减率要小,而且也是一个变化的数值,通常在0.4
〜0.7°C/100m之间。
2. 2. 2. 2大气稳定度
大气稳定度是指在垂直方向上大气稳定的程度,即大气是否易于发生对流。
它与气温垂直递减
密切相关。
率y和干绝热递减率y
d
任何物体都具有三种不同的状态稳萣平衡、不稳定乎If和中性平衡。
取大气中某一高度上的一团空气,假如它受到了某种外力的作用产生了向上或向下的运动,那么就会出现上述三种状态。
如果它移动以后逐渐减速,并有返回原来髙度的趋势,这时的大气是稳定的;如果它一离开原位就加速地向前运动,这时大气是不稳定的;如果将它推到某一高度以后,它既不加速也不减速,这时的大气是处于中性平衡状态。
当一团空气在大气中上升时,它受到周围大气的压力逐
渐减小,它的体积随之发生膨胀。
根据热力学原理,气体膨胀会降低它的温度。
对于干燥空气来说,如果没有外界热量输入的话,它每上升loom温度就会下降约rc,而不论其所处的高度是多少。
由于空气的热传导作M很弱,当空气团上升时实际发生的膨胀过程近似于绝热膨胀。
因此,大气是否稳定,通常用周围空气的垂直递减率y与上升空气块的绝热直减率(7
d
)对比来
判断,对于干空气和饱和湿空气而言,当y<y
d 时,大气是稳定的;当y>y
d
时,大气是不稳
定的;当y=y
d
时,大气处于中性平衡状态。
饱和湿空气与干空气类似,当y<y
m 时,大气是稳定的;当y>y
m
时,大气是不稳定的;
当y=y
m
时,大气处于中性平衡状态。
大气稳定度分为A、B、C、D、E和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。