工程类大气层和大气污染PPT教学课件

臭氧主要分布在１０—５０千米之间的气层气 内，特别集中在２０—３０千米范围内
大气按温度高度的变化，可分为对流层、平流 层、中层、热层及外逸层。
1．对流层；
对流层是指由下垫面算起，到平均高度为12km的一层大 气。 对流层的上界高度是随纬度和季节而变化的，在热带 平均为17—18km，温带平均为10一12km，高纬度和两 极地区为8—9km夏季对流层上界高度大于冬季的。对 流层具有下述四个主要特点。
d
Ag1K/10m0 Cp
5.2.2 大气静力稳定度及其判据
a
aa=0v来自vv(1)
(2)
(3)
处于不同平衡状态的小球。
大气的静力稳定度含义可以理解为，如果一空气块受到外部作用， 获得了向上或向下的初始运动速度后，可能发生三种情况：(1) 气块加速上升或下降，称这种大气是不稳定的；(2) 气块逐渐减 速并有返回原来高度的趋势，称这种大气是稳定的；(3)气块做等 速直线运动，称这种大气是中性的。
aagg((T''T')) T
ag(d)z
T
TT0z
T'T0dz
当γ-γd>0，气块加速运动，大气不稳定；当γ-γd<0，气块 减速运动，大气稳定；当γ-γd=0，大气为中性。
因此，大气静力稳定度可以用温度直减率与干绝热直减率之差
来判断，即γ-γd大于、小于和等于零为大气静力稳定度的判
据。
对于γ和γd的物理意义应具有较确切认识，γd是以质量衡定
1．低层大气的组成
2.描述大气的物理量
包地向围表上气柱毫地的愈温(巴球密稀m、(的度薄mm气整 在 。Hb湿a个标gr)、)大准、、气气状标帕压圈态准(P（的下大a大总每气（气体升压N压为重(/am力大1tm2.的气2）)9单，、)3；位克大巴有，气(）b毫愈在ar米)、汞 组成：1a干tm洁空=气76、m水m汽H、g污=染1物01325Pa = 1013．25mbar
3．中间层
从下垫面算起的55—85km高度的一层称为中 间层。气温随高度的增高而降低，大约高度 每增高1km气温降：低1℃；空气有强烈的对 流运动，垂直混合明显；故有高空对流层之 称。
4．热成层 5．散逸层
从下垫面算起85—800km左右高度的一层称为热成层 或热层。气温随高度增高而迅速增高，在300km高度 上，气温可达1000℃以上。该层空气在强烈的太阳紫 外线和宇宙射线作用下，处在高度的电离状态，故有 电离层之称。电离层具有反射无线电波的能力。因此 它在无线电通讯上有重要意义。
递减率的数学定义式为, γ＝- dT/dz；它系指单位(通常取
100m) 高差气温变化速率的负值。如果气温随高度增高 而降低，γ为正值，如果气温随高度增高而增高，γ为负值。
大气中的气温层结有四种典型情况，气温随高度的增加而 递减，γ>0，称为正常分布层结，或递减层结；气温随高 度的增加而增加，γ<0，称为气温逆转，简称逆温；气温 随铅直高度的变化等于或近似等于干绝热直减率，γ=γd 称为中性层结；气温随铅直高度增加是不变的，γ=0，称 为等温层结。
2.干绝热直减率
一个质量恒定的空气块，从地面绝热上升时， 将因周围气压的减小而膨胀，一部分内能用 于反抗外压力膨胀，而做了功，因而它的温 度将逐渐下降；
反之，当一个质量恒定的空气块从高空绝热 下降时，由于外界气压逐渐增大，外压力对 气块做压缩功，并转化为它的内能，因而它 的温度将逐渐上升。
这种性质可用干绝热直减率表示。
环境质量评价与系统分析
大气环境质量评价及影响预测
5.1 大气层和大气污染 5.2 大气边界层的温度场 5.3 湍流扩散的基本理论 5.4 烟气抬升与地面最大浓度计算 5.5 点源特殊扩散模式 5.6 非点源扩散模式 5.7 大气湍流扩散参数的计算和测量 5.8 大气环境影响评价及预测
5.1 大气层和大气污染
热成层顶以上的大气层，统称为散逸层。该层气温极 高，空气稀薄，大气粒子运动速度很高，常可以摆脱 地球引力而散逸到太空中去，故称散逸层。
5.2 大气边界层的温度场
5.2.1 气温的垂直分布
1. 气温层结
气温沿铅直高度的变化，称气温层结或层结。气温随高度 变化快慢这一特征可用气温垂直递减率来表示。气温垂直
从对流层顶到离下垫面55km高度的一层称为平流层。 从对流层顶到30 -35km这一层，气温几乎不随高度而 变化，故有同温层之称。从这以上到平流层顶，气温 随高度升高而上升，形成逆温层，故有暖层之称。由 于平流层基本是逆温层，故没有强烈的对流运动；空 气垂直混合微弱，气流平稳。水汽、尘埃都很少，很 少有云出现，大气透明度良好。对流层和平流层交界 处的过渡层称为对流层顶。它约数百米到2km厚；最 大可达4—5km厚。对流层顶的气温在铅直方向的分布 呈等温或逆温型。因此，它的气温直减率与对流层的 相比发生了突变，往往利用这一点作为确定对流层顶 高度的一种依据。
dpgdz
u3.02F3(km /h)
风速廓线
风力计算 u2 u1(zz12 )p
大气的 结构和 组成
外逸层 热成层
中间层
平流层
对流层
臭氧
大气层的结构和组成
大气属于混气合气体，氮、氧、氩合占总体积 的９９.９６％，余为氖、氦、氨、氙、氢等微 气量气体。 自１１０千米向上原子氧逐渐增加，直到主要 是原子氧的层，再向上为原子氦层（高１００ ０—２４００千米）和气原子氢层（２４００ 千米以上）。
(3) 对流层的空气密度最大，虽然该层很薄，但却集 中了全部大气质量的3/4并且几乎集中了大气中的全部 水汽；云、雾、雨、雪等大气现象都发生在这层。
(4) 气象要素水平分布不均匀，特别是冷、暖气团的 过渡带，即所谓锋区。在这里往往有复杂的天气现象发 生，如寒潮、梅雨、暴雨、大风、冰雹等。
2．平流层
(1) 气温随高度的增加而降低，由下垫面至高空每 高差109m气温约平均降低0.65℃。
1．对流层；
(2) 对流层内有强烈的对流运动。这主要是由于下垫 面受热不均匀及下垫面物性不同所产生的。一般是低纬 度的对流运动较强，高纬度地区的对流运动较弱。由于 对流运动的存在，使高低层之间发生空气质量交换及热 量交换，大气趋于均匀。