环境科学导论大气环境和污染问题培训课件

大气稳定度的定义：指在垂直方向上大气稳定 的程度。
污染物在大气中扩散与大气稳定度有密切 关系。
一个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后，当外力去除后，可 能发生三种情况：(1) 气块减速并有返回原来 高度的趋势，称这种大气是稳定；(2)气块加 速上升或下降，称这种大气是不稳定；(3) 气 块被外力推到那里就停到那里或作等速运动， 称这种大气是中性。

4.4 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之 处，请联系网站或本人删除。 不同温度 层结和大 气稳定度 下的烟型

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烟形
性状
处，大请气状联况 系网站发或生情本况 人删除与。风、湍流关系
地面污染状况
力比波浪型弱。
γ>0，γ=γd，大气处 于中性稳定状态
出现于多云 或阴天的白 天，强风的 夜晚或冬季
夜间。
高空风较大，扩散主要靠 热力和动力作用。
扩散速度、落地浓 度较前者低，污染
物输送较远。
烟云在垂直方向扩散速度小， γ<0，γ<γd，，出现 平展形 厚度在纵向变化不大，在水 逆温层，大气处于
平方向上有缓慢扩散。
当r = rd
a = 0 大气是中性
一般来说，r越大，大气越不稳定，反之，
大气越稳定。

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4.3 逆温层 处，请联系网站或本人删除。
气温随高度增加而增加的气层，即r < 0 或r =0，称为逆温层。等温层可视为逆温层的 一个特例。
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逆温的类处，型请：联系根网站据或逆本人温删除生。成的过程，可
将逆温分为
（1）辐射逆温
（2）下沉逆温
（3）平流逆温
（4）锋面逆温
（5）湍流逆温
其中，辐射逆温和平流逆温与大气污考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之 处，请联系网站或本人删除。
排出口上方有微风，伴有 湍流；排出口下凡，几乎
无风，无湍流。
烟囱高度处于不稳 定层时，污染物不 向下扩散，对地面
污染较小。
漫烟形
烟云上侧边缘清晰，呈平直 状，下部有较强的湍流扩散，
烟云上方有逆温层。
排出口上方：γ<0， γ<γd，大气稳定； 排出口下方：γ>0， γ>γd，大气不稳定
波浪形
烟云在上下左右方向摆动很 大，扩散速度快，烟云呈剧 烈翻卷状，烟团向下风向输
送。
γ>0，γ>γd，大气不 稳定，对流强烈
出现于阳光 较强的白天
伴随有较强的热扩散，微 风
由于扩散速度快， 近污染源地区污染 物落地浓度较高，
一般不会形成烟雾 事件
锥形
烟云离开排放口一定距离后， 云轴基本上保持水平，外形 似椭圆锥，烟云规则扩散能
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大气稳定度可处，以请用联系气网温站垂或本直人递删除减。率与干绝热递减率 之差来判别。
一个空气气块在大气中运动的加速度计算公式为：
ag d z

T
当r – rd >0 a > 0 大气不稳定(正常温度层结)
当r – rd <0 a < 0 大气稳定(正常、等温或逆温层结)
（3）气温不随高度变化，即r = 0，称为等温
层结；
（4）气温随高度增加而增加，即r < 0，称为 逆温。
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4.2 大气稳定处度，请联系网站或本人删除。
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温度层结的定义处，：请大联气系网中站气或本温人在删除垂。直方向上的分布
称为温度层结。

大气中温度层结有四种类型：
（1）气温随高度增加而递减，即r > 0，称为 正常分布层结或递减层结；
（2）气温垂直递减率等于或近似等于干绝热 递减率，即r = rd，称为中性层结；
稳定状态
多出现于弱 晴朗的夜晚 和早晨。
微风，几乎无湍流发生。
污染物可传送较远 地方，遇阻时不易 扩散稀释，在逆温 层下污染物浓度大。
爬升形
烟云下侧边缘清晰，呈平直 状，而其上部出现湍流扩散。
排出口上方：γ>0， γ>γd，大气处于不
稳定状态；
排出口下方：γ<0， γ<γd，大气处于稳
定状态
多出现于日 落后，因地 面有辐射逆 温，大气稳 定，高空大 气不稳定。
辐射逆温：在晴空无云（少云）的夜晚，当风速较小
（< 2-3m/s）时，地面因强烈的有效辐射的减少而很快 冷却，近地面气层冷却最为强烈，较高的气层冷却较
慢，因而形成了自地面开始逐渐向上发展的逆温层，
称为辐射逆温。以冬季最强。
Z
Z
Z
Z
Z
T
T
T
T
T
a
b
c
d
e
a表示下午时分；b表示日落时分；c 黎明时分；d表示日出后的早晨；e表示上午10点左右
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地形逆温：常发生在山地、盆地和谷地中。
由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉 到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上 升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主 要是在一定的地形条件下形成的，所以称为地 形逆温。
大气近地面层空气的温度的变化主要受地 面长波辐射的影响。大气温度层结一般是r > 0 ，但在特定的条件下，也会发生r < 0或r = 0 的现象，即发生了逆温或等温现象。
根据大气稳定度分析，发生逆温时，大气 是稳定的。逆温层的存在，大大阻碍了气温的 垂直运动，也将逆温层称为阻挡层。
污染气体多积聚在逆温层下面，往往导致 严重大气污染。
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平流逆温：暖空气平流到冷空气表面而形成
的逆温。
原因：低层空气受表面影响大，降温多， 上层空气降温少所致的。
当冬季中纬度沿海地区的海上暖空气流到 大陆上，以及暖空气平流到低地、盆地内积聚 的冷空气上面时，皆可形成平流逆温。