第三章 大气污染气象学共57页PPT资料

d 0 .62 P w 2 0 .62 P w 2 0 .62P 2 v
P d
P P w
P P v
在工程中常将湿空气的含湿量定义为1标准立方米(1mN3) 干空气所包含的水汽质量（kg），其单位是kg水汽/ mN3 干空气，并用d0表示，则得
d0 dNd
式中： ρNd为标准状态（273.15K，101325Pa）下干空
气的密度（Kg/ mN3）。考虑到Rd/Rw=0.804/ρNd，则得
d 0 0 .8
P 0 w 4 0 .8 P d
0P w 4 0 .8 P P w
0P 4 v P P v
（4）水汽体积分数：对于理想气体来说，混合气体中某 一气体的体积分数等于摩尔分数，所以水汽的体积分数可 表示成：
大气扩散
大气扩散
源
受体
酸雨越境转移（日本、南朝鲜……）
ห้องสมุดไป่ตู้
大气科学
大气物理、化学……
大气气象学…… 气象条件对污物的稀释、扩散作用
污染气象学…… 污染物对气象的影响
第一节 大气圈结构及气象要素
structure of atmosphere and meteorological elements
一、大气圈垂直结构 Vertical structure of atmosphere 大气圈指地面到大约1400km高度处的大气层。大气圈
的垂直结构是指气象要素的垂直分布情况，如气温、气压、 大气密度和大气成分的垂直分布等。
根据气温在垂直于下垫面（即地球表面情况）方向上的 分布,可将大气圈分为五层：对流层、平流层、中间层、暖 层和散逸层。
大气圈垂直结构
Ozone layer
大气圈垂直结构
对流层（～10km左右）
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
由理想状态方程及式（3-1）、（3-2）、（3-3），可将含
湿量表示成： dR dP wR d P w R d P v R w P d R w P P w R w P P v
式中：P——湿空气的总压力
Pd——干空气分压
干空气的气体常数Rd=287.0J/(kg.K)，则
Rd/Rw=287.0/461.4=0.622，代入式（3-4）得
同温层－对流层顶35-40km，气温-550C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
中间层（平流层顶～85km）
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
暖层（中间层顶～800km）
气温随高度升高而增高 气体分子高度电离－电离层
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
近地层－地面上50～100m，热量和动量的常通量层
自由大气－大气边界层以上，地面摩擦可以忽略
大气圈垂直结构
平流层（对流层顶～50-55km）
Pw ——水汽分压,Pa
Rw ——水汽的气体常数 Rw =461.4J/(kg﹒K)
T ——空气温度,K。
(2) 相对湿度：
空气的绝对湿度ρw与同温度下饱和空气的绝对湿度ρv 之百分比，称为空气的相对湿度。由式(3-1)可知，它等于
空气的水汽分压与同温度下饱和空气的水汽分压pv之百分
比，即
w v
散逸层（暖层以上）
气温很高，空气稀薄 空气粒子可以摆脱地球引力而散逸
• 大气压力总是随高度的升高而降低 • 均质大气层－80～85km以下，成分基本不变
二、主要气象要素 main meteorological elements
表示大气状态的物理量和物理现象，称为气象要素。气 象要素主要有：气温、气压、气湿、风向、风速、云况、能 见度等。 1、气温--- -地面气温: 指距地面1.5m高处的百叶箱中的空 气温度。用摄氏温度℃，或用热力学温度K。 2、气压---- 气压单位用帕（Pa），1Pa = 1N/m2。气象上 采用百帕（hPa）作单位，1hPa＝100 Pa。国际上规定： 温度0℃、纬度450海平面上的气压为一个标准大气压，即 1个标准大气压P0=101325 Pa＝1013.25 hPa
3、气湿
空气的湿度简称气湿，表示空气中水汽含量的多少。 气湿常用的表示方法有绝对湿度、水汽压、饱和水汽压、 相对湿度、含湿量、水汽体积分数及露点等。 (1) 绝对湿度：在lm3湿空气中含有的水汽质量（kg），称 为湿空气的绝对湿度。由理想气体状态方程可得到：
w

Pw R wT
式中：ρw ——空气的绝对湿度 kg/m3(湿空气)
100 Pw Pv
100
式中： φ ——空气的相对湿度 ρw——空气的绝对湿度 ρv ——饱和空气的绝对湿度 pv——饱和空气的水汽分压
(3) 含湿量：湿空气中lkg干空气所包含的水汽质量(kg)称为
空气的含湿量，气象中也称为比湿，其定义式为
d w d
式中：d ——空气的含湿量 ρd——干空气的密度
第三章 大气污染气象学
Air pollution meteorology 从污染源排到大气中的污染物的传输和扩散过程，与污 染源本身特性、气象条件、地面特征和周围地区建筑物分布 等因素有密切关系。特别是与气象条件的关系更为密切，随 着风向、风速、大气湍流运动、气温垂直分布及大气稳定度 等气象因素的变化，污染物在大气中的扩散稀释情况千差万 别，所造成的污染程度有很大不同。因此，为了有效地控制 大气污染，除应采取各种综合防治措施外，还应充分利用大 气对污染物的扩散和稀释能力。
气象上把水平方向的空气运动称为风，垂直方向的空
气运动称为升降气流。风是一个矢量，具有大小和方向。
风向是指风的来向。风向可用8个方位或16个方位表示。也
Y wP P wP P v0 .8d 0 0 d 0 4 0 .80 P vd4 Nd
（5）露点；在一定气压下空气达到饱和状态时的温度， 称为空气的露点。如上例中，若空气相对湿度δ=100%，即 Pw=Pv=3746.5Pa，则此时的空气露点即为28℃。
例题：
4、风向和风速