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1、大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移81633298163329刘娟刘娟 大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移n迁移的定义迁移的定义n温度层结与大气污染物的迁移温度层结与大气污染物的迁移n风和湍流对大气污染物迁移的影响风和湍流对大气污染物迁移的影响n干、湿沉降对大气污染物迁移的影响干、湿沉降对大气污染物迁移的影响n其它气象因素对大气污染物迁移的影响其它气象因素对大气污染物迁移的影响n地理地势对大气污染物迁移的影响地理地势对大气污染物迁移的影响迁移迁移 大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。原因原因空气的运动空
2、气的运动水平运动水平运动风风垂直运动垂直运动对流对流动力源：温度差异动力源：温度差异（二）（二）大气稳定度大气稳定度（一）（一）气温递减与温度层结气温递减与温度层结（三）（三）逆温逆温温度层结与大气污染物的迁移温度层结与大气污染物的迁移温度层结温度层结:大气大气垂直方向上的温度分布，称为大气温度垂直方向上的温度分布，称为大气温度层结。层结。（一）（一）气温递减与温度层结气温递减与温度层结气块的绝热过程和干绝热递减率气块的绝热过程和干绝热递减率气团运动的绝热过程：气团运动的绝热过程：空气移动空气移动,高压区高压区低压，低压，膨胀降温，压缩升温膨胀降温，压缩升温。当气团在水平方向运动当气团在水平方
3、向运动,非绝热过程。非绝热过程。当气团作当气团作垂直升降运动垂直升降运动时，近似为绝热过程。时，近似为绝热过程。当空气团（污染气团）受到对流冲击力的作用时，产生了向上或向下的运动。空气团在大气中的升降过程可看做绝热过程。气温垂直递减率和干绝热递减率气温垂直递减率和干绝热递减率然而，一般气团中都含有水蒸气，冷凝放潜热，得到温度的垂直递减率（r）,冷却速率为0.65/100m。当污染源排放的污染刚进入大气环境的时候，可视为一个绝热过程。膨胀降温膨胀降温压缩升温压缩升温暖气团暖气团冷气团冷气团高温暖气团倾向于从地表移动到低压的高处，气团绝热膨胀并降温。若没有水汽凝结，冷却速率为0.98/100m，称
4、为温度的干绝热递减率（rd）。p大气温度层结有四种类型：大气温度层结有四种类型：n0，气温随高度递减，称正常分布层结或递减层结；一般出现在晴朗的白天，风速不大时；n=0，气温基本不随高度变化，称等温层结;一般出现在多云天或阴天，风速较大时；n0,气温随高度增加，称逆温层结；一般出现在少云无风的夜晚；近地层实际大气情况非常复杂，各种气象条件均可影响到气温的垂直分布，因此实际大气与标准大气的气温垂直分布有很大不同。p大气稳定度的含义大气稳定度的含义 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垂直方向上大气稳定的程度。在垂直方向大气的稳定程度，表达大气在垂直方向上对流运动
5、强弱；大气稳定度与近地层大气垂直方向的温度分布有关。（二）（二）大气稳定度大气稳定度p大气稳定度的判据大气稳定度的判据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，气团继续运动的趋势存在三种可能情况：rrrrrrd d不稳定不稳定当rrd时，气团离开原来位置上升到某一高度时，由于rh,所以HH。下沉气流绝热增温而形成的逆温。有利天气条件是：极地冷高压或副热带高压控制下的晴好天气，高压中心附近有持久而强盛的下沉运动。p 逆温对大气污染物扩散的影响逆温对大气污染物扩散的影响n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
6、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。温度层结温度层结决定决定大气稳定度大气稳定度影响影响乱流强度乱流强度污染物迁移污染物迁移影响影响 d d，大气不稳定，大气不稳定，大气不稳定，大气不稳定，利于迁移利于迁移利于迁移利于迁移 d d，大气稳定，大气稳定，大气稳定，大气稳定，不利于迁移不利于迁移不利于迁移不利于迁移 =d d，大气中性稳定，大气中性稳定，大气中性稳定，大气中性稳定，介于二者之间介于二者之间介于二者之间介于二者之间 0 0，逆温，逆温，大气非常稳定，大气非常稳定，大气非常稳定，大气非常稳定，十分不利于迁移
7、十分不利于迁移十分不利于迁移十分不利于迁移严重污染严重污染造成造成小结小结（一）（一）风的影响风的影响风风-空气的水平运动。空气的水平运动。输送作用输送作用-污染物向污染物向下风向下风向输送，输送，风向风向影响着污染物的迁影响着污染物的迁移方向。移方向。稀释作用稀释作用-风速风速大小决定着污染物的迁移和稀释的速度，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影响着污染物的输送距离风和湍流的影响风和湍流的影响风向频率-某方向的风占全年各风向总和的百分率。风向玫瑰图风向玫瑰图（二）气流扩散（二）气流扩散湍流的影响湍流的影响动力动力湍流（乱流）湍流（乱流）：也称湍流，起因于有规律水平运
8、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。热力热力湍流（乱流）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。湍流湍流-大气的无规则运动大气的无规则运动 。湍流是大气污染物扩散的主要原因。湍流是大气污染物扩散的主要原因。湍流对污染物扩散的影响湍流对污染物扩散的影响风风湍湍流流风可使污染物向风可使污染物向下风向下风向扩散，湍流可使污扩散，湍流可使污染物向染物向各方向各方向扩散。扩散。风速越大，湍流越强，污染物的扩散速度就风速越大，湍流越强，污染物的扩散速度就越快，污染物浓度就越低。
9、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。干湿沉降对污染物迁移的影响干湿沉降对污染物迁移的影响 其它气象因素对污染物迁移的影响其它气象因素对污染物迁移的影响天气形势是指大范围气压分布的状况。天气形势是指大范围气压分布的状况。天天气气形形势势高压控制高压控制高压控制高压控制小风速、稳定小风速、稳定小风速、稳定小风速、稳定层结（逆温）层结（逆温）层结（逆温）层结（逆温）不利于迁移不利于迁移不利于迁移不利于迁移低压控制低压控制低压控制低压控制风速较大、风速较大、风速较大、风速较大、大气不稳定、大气不稳定、大气
10、不稳定、大气不稳定、伴有降水伴有降水伴有降水伴有降水有利于迁移有利于迁移有利于迁移有利于迁移u天气形势的影响天气形势的影响u雾的影响雾的影响雾像一顶盖子，不利于迁移，加剧空气污染状况。u降水的影响降水的影响 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。地理地势对污染物迁移的影响地理地势对污染物迁移的影响（一）地形地物的影响（一）地形地物的影响（二）局地环流的影响（二）局地环流的影响 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气象条件来实现的。u海陆风的影响海陆风的影响u山谷风的影
11、响山谷风的影响u城郊风的影响城郊风的影响 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。（一）地形地物的影响（一）地形地物的影响 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，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，影响扩散影响扩散 。（二）局地环流的影响（二）局地环流的影响u海陆风的影响海陆风的影响陆陆 地地海
12、海 洋洋陆风陆风海陆风海陆风海风陆陆 地地海海 洋洋海风海风海陆风海陆风陆风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。断增加，造成山谷中污染加重。u山谷风的影响山谷风的影响山谷风：谷风山谷风：谷风山谷风：山风山谷风：山风 由城市温度差引起的局地风。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。围郊区吹向城市的局地风。又称城市热岛环流。u城郊风的影响城郊风的影响郊区郊区冷空气冷空气热热岛岛效效应应城市城市冷空气冷空气郊区郊区城郊风城郊风城郊风城郊风