污染气象学

1.空气污染一般是指：由于人为或自然的因素，使大气组成的成分，结构和状

态发生变化，与原本情况比增加了有害物质(称之为空气污染物)，使环境空气质量恶化，扰乱并破坏了人类的正常生活环境和生态系统，从而构成空气污染（科学定义）。

2.空气污染源分为两类：人工源和自然源。

3.大气污染物（ppm，mg/m3）：以各种方式排放进入大气层并有可能对人和

生物、建筑材料以及整个大气环境构成危害或带来不利影响的物质。按照其产生方式可分为：一次、二次污染物。

一次大气污染物: 直接以原始形态排放入大气中并达到足够的排放量从而造成健康威胁的污染物。

二次大气污染物指大气中的一次污染物通过化学反应生成的化学物质。

4.P-T法确定稳定度类别分ABCDEF类，依次规定为极不稳定，中等不稳

定，弱不稳定，中性，弱稳定，中等稳定状况。

P-T-C法确定稳定度的具体过程：1.先计算太阳高度角；2.由云量和太阳高度角按表查出太阳辐射等级； 3.由太阳辐射等级与风速按表查出稳定度类别。

5.源强：表示污染源排放污染物质量的速率。

源强的单位：对点源，g/s或kg/s；对线源，g/(s.m)；对面源，g/(s.)或kg/(h.k)；对瞬时源，kg或g。

6.南极臭氧空洞：每年的春季（9、10月）在南极上空会出现一个面积与极涡

范围相当的臭氧弄对低质区。

7.大气的自净能力: 由于大气自身的运动，使得大气污染物输送、稀释、扩

散，从而起到对大气的净化作用。机制:大气输送，大气扩散，沉降和化学转化。

8.逆温：递减率<0的大气层与正常情况完全相反的现象称为逆温，这样的气

层称为逆温层。

逆温分类及特征：根据逆温产生的原因不同，可分为辐射性逆温、沉降性逆温、湍流性逆温、锋面逆温和地形逆温五种。

逆温研究关注点（实际）：逆温的频率、厚度、强度、种类、生消规律。

对污染物扩散的影响：由于逆温层的存在，大大抑制了对流，使大气处于稳定状态，像一个盖子一样阻碍着大气的垂直运动。若逆温层存在于近地层，处于近地层内的污染物和水汽凝结物因不易向上传送而积聚，导致逆温层内空气质量下降，能见度降低。因此严重的大气污染往往发生在逆温及无风的天气。熏烟通常发生在太阳出现后一个小时，持续时间大约1小时

9.有效源高H ：它包含烟囱高度和烟流的抬升高度，称之为烟流的有效源

高。

10.烟流抬升：计算公式：霍兰德、国标。

四个阶段：喷出阶段、浮升阶段、瓦解阶段、变平阶段。

11. 大气边界层：大气边界层有别于其上自由的基本特点就是其运动的湍流性。

定义：a.大气受下垫面面影响的层次或大气与下垫面相互作用的层次，更精确地说，应是在小于一天时间尺度上相互作用的层次，也称行星边界

层PBL或边界层BL。

b.也可理解为:第一个风向与等压线一致的高度。

边界层的垂直分层：贴地层、近地层、上部摩擦层。

近地层的特点：a.湍流十分活跃，湍流应力>>科氏力。

b.气象要素日变化非常明显（尤其是温度梯度），风向随高度变化不明显。

近地层日变化特点：在贴近地面的薄气层内（SL），白天由于地面强烈受热，形成贴近地面大气中超绝热温度递减率，而反映在位温上，即，风速则随高度递增。

12. 大气稳定度的定义：大气稳定度是大气对于其中作垂直运动的气团是加

速、遏制、还是不改变其运动状态的一种热力学性质。分类：稳定、中性和不稳定三种。

大气稳定度对烟流扩散形状可以表示为五种：翻卷型（太阳光较强的晴朗中午）、锥形（多云或阴天的白天，强风的夜晚或冬季的夜间）、扇形（弱晴朗的夜晚和早晨）、屋脊型（日落后，因地面有辐射逆温大气稳定，高空受冷空气影响大气不稳定）、漫烟型（上层逆温或夜间逆温日出后渐消散并抬升到一定高度，下层不稳定）。

13. 湍流：湍流是迭加在平均风速上的扰动，通俗可理解为阵风。湍流是由很

多大小不同、相互迭加、不规则的湍涡组成。大气中几乎时时处处存在着各种不同尺度的湍流运动。

湍涡：湍流组成最基本的单元。分类：（1）大湍涡（2）中湍涡（3）小湍涡（4）微小湍涡

湍流成因: 动力因子、热力因子、稳定层结

大气湍流的形成和发展取决于两种因素：（边界层要解决的问题就是湍流问题）

（1）由机械或动力因素形成的湍流为机械湍流（如气流的垂直切变）。

（2）由热力因素形成的湍流为热力湍流（如地表增温引起的气层不稳定）。

大气湍流分热力湍流和机械湍流。

湍流运动的判据: 雷诺数

研究湍流的数学手段：

14. 风频：吹某一方向的风占观测次数的百分比。风频最大的风为主导风。风

频表征下风向受污染的几率。

15. 污染系数=某方向风向频率/某方向平均风速表征的意义：风频低，风速

高，污染系数小，意指空气污染程度轻。

16. TSP:是指悬浮在空中，空气动力学直径小于100um的颗粒物

: 是指悬浮在空气中空气动力学直径小于10um的颗粒物。

氮氧化物：指空气中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。

光化学烟雾: 含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光的照射

下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。

直径大于10um的微粒，在大气中很容易自然沉降，称为降尘。

直径小于10um的微粒，因为在大气中长时间漂浮而不易沉降下来，故称为飘尘。飘尘中粒径小于0.1um的称为浮尘，粒径在0.25～10um之间的称为云尘。

在工业生产中，由于物料的破碎、筛分、堆放、转运或其他机械处理而产生直径介于1～100um之间的固体微粒称为粉尘。（粒径分布、密度、可磨性、爆炸极限、形状等）

由于燃烧、熔融、蒸发、升华、冷凝等过程所形成的固态或液态悬浮粒子，其粒径大于1um，称为烟尘。

17. 酸雨：被大气中存在的酸性气体污染，pH值小于5.65的降水叫酸雨。危

害：水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长，最终导致死亡；引起树木的大量不正常死亡；严重腐蚀建筑物。

两控区：指SO2和酸雨控制区。

我国三大酸雨区包括(我国酸雨主要是：硫酸型）中国酸雨的分布变化主要位于长江以南

1。西南酸雨区：以重庆为中心，是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。

2。华中酸雨区：以长沙为中心，目前它已成为全国酸雨污染范围最大，中

心强度最高的酸雨污染区。

3。华东沿海酸雨区：以福州为中心，它的污染强度低于华中、西南酸雨区。

18.有哪些局地风场及污染效应?

热岛环流：由于城市温度比乡村高，气压比农村低，所以可以形成一种从农村吹向城市的特殊的局地风称为热岛环流或城市风。

空气污染效应：夜间城乡温差最大，城市风最容易出现，这种风在市区汇合就会产生上升气流，周围郊区二次空气吹向城市中心进行补充。因此，若城市周围有产生污染物的工厂，就会使污染物在夜间向市中心输送，造成严重污染，特别是城市上空逆温存在时，会使污染加重。

海陆风：背景及定义：在水陆交界区，由于水面和路面的热导率和比热容不同，水域温度变化比路面小，白天路面增温快，陆上气温比海上高，暖而轻的空气上升，于是下层空气由海洋向大陆，形成海风，上层空气从陆面向海洋流动形成回流。夜间产生与白天相反的气流，形成陆风。一般来说，海风比陆风强度大。海陆风是一种局地热力环流，白天陆地上的污染物随气流抬升后，在上层流向海洋，下沉后有可能部分地被海风带回陆地，造成重复污染。

空气污染效应：海边工厂的排污，必须考虑到海陆风的影响，因为有可能出现在夜间随陆风吹到海面上的污染物，在白天又随海风吹回来，或进入海陆风局地环流中，使污染物不能充分的扩散稀释而造成严重的污染。夏天吹海风，形成熏烟，排放口在热力边界层之上。