第二节 大气污染物的迁移

输送作用---污染物向下风向输送，风向影响着污染物的迁 移方向。
稀释作用---风速大小决定着污染物的迁移和稀释的速度， 影响着污染物的输送距离。 风向频率---某方向的风占全年各风向总和的百分率。
二、风和湍流的影响
（二）湍流的影响
湍流-----大气的无规则运动 。 动力湍流（乱流）：也称湍流，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。
Environmental chemistry in Atmosphere
…...
我们离不开大气 ，如 同鱼儿离不开水。
2 kg 1 kg 13.6 kg（10 m3）
第二章 大气环境化学
大气环境化学主要研究大气环境 中污染物质的化学组成、性质、存在 状态等物理化学特性及其来源、分布、 迁移、转化、累积、消除等过程中的 化学行为、反应机制和变化规律，探 讨大气污染对自然环境的影响等。
（三）逆 温
（三）逆 温
辐射逆温：在晴朗无风或小风的夜晚，由于强烈的有效辐射， 使地面和近地层大气强烈冷却降温，上层降温较慢而形成上暖 下冷的逆温现象。
辐射逆温
（三）逆 温
下沉逆温：由于空气下 沉压缩引起的增温作用， 使下沉运动终止的高度 上出现逆温，一般多发 生在高压区。
逆温对大气污染物扩散的影响 逆温层对空气的垂直对流运动的发展是巨大的障碍，如 同盖子，对污染物的扩散起阻挡作用，故称它为阻挡层。 阻挡层的存在严重阻碍了地面带有污染物的气团的上升运 动，使大气污染物停滞在接近地面的大气层中，加剧大气 污染的程度。
目 录 第一节 大气的组成及主要污染物(不讲)
第二节 大气中污染物的迁移
第三节 大气中污染物的转化 第四节 大气颗粒物
第二节 大气中污染物的迁移
决定大气污染程度的因素
源参数 气象条件
通过影响大 气中污染物的 迁移而影响局 地大气环境污 染状况。
下垫面状况
第二节 大气中污染物的迁移
迁移 原因
污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。
污染物在大气中的迁移与大气稳定度有密切的关系，大气稳定度是 指在垂直方向上大气稳定的程度。
大气稳定度的含义 假如一空气块由于某种原因受到外力的作用，产生了上升或下 降运动，但外力去除后，可能发生三种情况： 气块减速并返回原位，则大气稳定; 继续加速或下降，则不稳定;
停止或作等速运动，则中性。
一、温度层结与大气污染物的迁移
（一）气温递减与温度层结
大气温度层结有四种类型： ①气温随高度递减，Γ＞0，称正常分布层结或递减层结;
② Γ = Γ d，称为中性层结;
③ Γ = 0，气温不随高度变化，称等温层结; ④ Γ＜0,气温随高度增加，称逆温层结。
一、温度层结与大气污染物的迁移 （二）大气稳定度
四、地理地势对污染物迁移的影响
（一）地形地物的影响
地貌（地面自然物和建筑物）影响风速和风向 故影响污染物的扩散。 山谷盆地，地形屏障影响，静风、小风比重大， 不利于大气污染物的扩散。 城市中的高层建筑物，在局部地区产生涡流，不 利于大气污染的扩散。
（二）局地环流的影响
海陆风的影响
由于陆地和海洋的热力差异而引起。发生在海陆交界地界，以小时为周期 的一种大气局地环流。造成污染物在海陆之间反复运移，影响扩散 。
（二）湍流的影响
不同情况下的最大混合层高度
Γ Γd Γd Γ Γd Γ
最大混合层高度 的日变化与季节变化
二、风和湍流的影响
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。
风 湍流
风速越大，湍流越强，污染物的扩散 速度就越快，污染物浓度就越低。
风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释最直接最本质的因素。
第二节 大气污染物的迁移
四、地理地势对污染物迁移的影响
（一）地形地物的影响 （二）局地环流的影响
海陆风的影响 山谷风的影响 城郊风的影响
地形地势对大气污 染物的迁移和浓度分 布有重要影响。地形 地势千差万别，但对 大气物迁移扩散的影 响其本质上都是通过 改变局部地区（流场 和温度层结等）气象 条件来实现的。
一、温度层结与大气污染物的迁移
（一）气温递减与温度层结
温度层结:垂直方向上的温度分布，称为大气温度层结。 气温垂直递减率（γ或Γ） ：大气垂直方向上每升高100米温度 的降低值。（ ℃／l00m） 干绝热垂直递减（γd或Γd ）：干空气（气团）在绝热升降过程 中每变化单位高度（通常取100米）空气（气团）自身温度的 变化值。 表示干空气的热力学性质，是一个气象常数，Γd=0.98℃／ l00m。而Γ是实际环境气温随高度的分布，因时因地而异。
（二）大气稳定度
大气稳定度的判据
大气稳定度可根据气温垂直递减率Γ和干绝热垂直递减率Γ d来判断
Γ < Γd时，大气处于稳定平衡状态; Γ > Γd时，大气处于不稳定状态； Γ = Γd时，大气处于中性平衡状态。
在大气污染问题研究中特别引人注目 。
Γ < Γd时,大气非常稳定，最不利于污染物扩散，因此这种层结
热力湍流（乱流）：也称对流，起因于地表面温度与地 表面附近的温度不均一，近地面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。
湍流是大气污染物扩散的主要原因。
（二）湍流的影响 最大混合层高度
气块浮力加速度方程：
气块上升过程中气体温度下降并最终达到与外界气体温 度一致，当受热气块会上升至T′=T 时，气块与周围大气达 到中性平衡，气块停止上升，这个高度定义为对流混合层上 限，或称最大混合层高度。
（二）大气稳定度
大气稳定度的判据
Γ =0.8 ℃ Γ =1
℃
Γ =1.2 ℃
12
12
Γ < Γd
Γ = Γd
Γ > Γd
一、温度层结与大气污染物的迁移 （三）逆 温
逆温：r＜0 , 即气温随高度增加而增加的现象称为逆温。 逆温层：出现逆温的大气层称为逆温层。
逆温高度与逆温强度：逆温层的下限称为逆温高度，上下限的 温度差，称逆温强度。
空气的运动
水平运动——风
垂直运动——对流
动力源：温度差异
第二节 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气中污染物的迁移
一、温度层结与大气污染物的迁移 二、风和湍流对大气污染物迁移的影响 三、其它气象因素对大气污染物迁移的影响 四、地理地势对大气污染物迁移的影响
一、温度层结与大气污染物的迁移 （一）气温递减与温度层结 （二）大气稳定度 （三）逆温
热岛环流对扩散的影响：使城区大气中的污染物难以扩散。
本节复习思考题
1、决定污染物在大气中扩散稀释最直接最本质的气象因素 是什么? 2、解释名词：气温垂直递减率 干绝热递减率 逆温/逆温层 3、大气稳定度的判断 4、什么是辐射逆温?逆温现象对大气污染物扩散的影响 5、试分析影响大气污染迁移的主要因素。 6、简述海陆风、山谷风、城郊风对大气污染物扩散的影响。
一、温度层结与大气污染物的迁移
Γ > Γd，大气不稳定，
利于迁移
温度层结
决定
大气稳定度
Γ =Γd，大气中性稳定，
介于二者之间
Γ ﹤ Γd，大气稳定，
湍流强度
影响
Γ ﹤ 0，逆温，
不利于迁移
造成 严重污染
污染物迁移
大气非常稳定， 十分不利于迁移
二、风和湍流的影响 （一）风的影响
污染系数= 风-----空气的水平运动。 风向频率 该风向的平均风速
（二）局地环流的影响 山谷风的影响
山谷风对污染物输送有明显的影响。吹山风时排放的污染物向外流出，若不久 转为谷风，被污染的空气又被带回谷内。特别是山谷风交替时，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。
（二）局地环流的影响
城郊风的影响
由城市温度差引起的局地风。 由于城市温度经常比郊区高，气压比郊区低，所形成的一种从周围郊区吹 向城市的局地风。又称城市热岛环流。
三、其它气象因素对污染物迁移的影响 天气形势的影响
天气形势是指大范围气压分布的状况。
高压控制 小风速、稳定 层结（逆温） 不利于迁移
天 气 形 势 雾的影响
低压控制
风速较大、 大气不稳定、 伴有降水
有利于迁移
雾像一顶盖子，不利于迁移，加剧空气污染状况。
降水的影响
各种形式的降水，特别是降雨，能有效地吸收、淋洗空 气中的各种污染物，减轻大气污染程度。