大气污染课后答案 3章
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第三章 大气污染气象学
一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa ，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa ，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米 解：
由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：
dP g dZ ρ=-⋅ （1）
将空气视为理想气体，即有
m PV RT M =
可写为 m PM
V RT
ρ==
（2） 将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：
dP gM dZ P RT
=- :
假定在一定范围内温度T 的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得
ln gM
P Z C RT =-
+ 即 2211
ln ()P gM Z Z P RT =-
-（3） 假设山脚下的气温为10。
C ，带入（3）式得：
5009.80.029
ln
10008.314283Z ⨯=-∆⨯ 得 5.7Z km ∆= 即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km 。
在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：105.1-γ，3010-γ，
5030-γ，305.1-γ，505.1-γ，并判断各层大气稳定度。
解：
d m K z T γγ>=---=∆∆-
=-100/35.25
.110298
8.297105.1，不稳定 —
d m K z T γγ>=---
=∆∆-
=-100/5.110308
.2975.2973010，不稳定
d m K z T
γγ>=---=∆∆-
=-100/0.130505.2973.2975030，不稳定
d m K z T
γγ>=---=∆∆-
=-100/75.15.1302985.297305.1，不稳定
d m K z
T
γγ>=---=∆∆-
=-100/44.15
.1502983.297505.1，不稳定。
在气压为400 hPa 处，气块温度为230K 。若气块绝热下降到气压为600 hPa 处，气块温度变为多少 解：
288.00
101)(P P
T T =， K P P T T 49.258)400
600(230)(
288
.0288.00101===
解：
由《大气污染控制工程》P80 （3－23），m Z Z u u )(
11=，取对数得)lg(lg 11
Z
Z
m u u = 设y u u
=1
lg ，x Z Z =)lg(1，由实测数据得
由excel 进行直线拟合，取截距为0，直线方程为：y=
故m ＝。
某市郊区地面10m 高处的风速为2m/s ，估算50m 、100m 、200m 、300m 、400m 高度处在稳定度为B 、D 、F 时的风速，并以高度为纵坐标，风速为横坐标作出风速廓线图。 解： ：
0.070.07110050(
)2() 2.24/10Z u u m s Z ==⨯=，0.070.07
2200100()2() 2.35/10Z u u m s Z ==⨯= 0.070.073300200(
)2() 2.47/10Z u u m s Z ==⨯=，0.070.07
4400300()2() 2.54/10Z u u m s Z ==⨯= 0.070.07
5500400(
)2() 2.59/10
Z u u m s Z ==⨯=。 稳定度D ，m=
s m Z Z u u /55.2)1050(2)(
15.015.00101=⨯==，s m Z Z u u /82.2)10100(2)(15
.015.00202=⨯== s m Z Z u u /13.3)10200(2)(
15.015.00303=⨯==，s m Z Z u u /33.3)10300(2)(15
.015.00404=⨯== s m Z Z u u /48.3)10
400(2)(
15
.015.00505=⨯==。 稳定度F ，m=
s m Z Z u u /99.2)1050(2)(
25.025.00101=⨯==，s m Z Z u u /56.3)10100(2)(25
.025.00202=⨯== s m Z Z u u /23.4)10200(2)(
25.025.00303=⨯==，s m Z Z u u /68.4)10
300(2)(25
.025.00404=⨯== ·
s m Z Z u u /03.5)10
400(2)(
25
.025.00505=⨯== 风速廓线图略。
一个在30m 高度释放的探空气球，释放时记录的温度为。
C ，气压为1023 hPa 。释放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1）估算每一组数据发出的高度；2）以高度为纵坐标，以气温为横坐标，作出气温廓线图；3）判断各层大气的稳定情况。
解：
1）根据《Air Pollution Control Engineering 》可得高度与压强的关系为dz RT
gM
P dP -= 将g=9.81m/s 2、M=0.029kg 、R=代入上式得T P
dP
dz 21
.29-=。 当t=。
C ，气压为1023 hPa ；当t=。
C ，气压为1012 hPa ，
故P=（1023+1012）/2=1018Pa ，T=（+）/2=。
C=，dP=1012-1023=－11Pa 。 因此m m dz 894.2831018
11
21
.29=--=，z=119m 。 (
同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下：