大气污染的气象过程下载_PPT模板_33

第三章大气污染的气象过程《大气环境学》目录1大气边界层的特征2大气湍流扩散的理论基础3大气污染物浓度分布的扩散模式4复杂地形上的大气污染5城市和区域大气污染扩散1大气边界层特征名词解释：湍流切应力：湍流切应力是与湍流动量输送相伴随的表现应力，是由湍流强度涨落引起的。以u’，v’，w’分别表示直角坐标三个方向的湍流速度，各湍流速度分量乘积的平均值再乘上空气密度ρ就是对应方向的湍流动量通量。气压梯度力：由于气压分布不均匀而作用于单位质量空气上的力,其方向由高压指向低压。科氏力（地转偏向力）：由于地球自转运动而作用于地球上运动质点的偏向力。1.1低层大气的温度与大气稳定度近地层大气中温度随高度分布规律受下垫面影响极大一般说来，太阳辐射愈强、云量愈少、风速愈小、土壤导热性愈差则气温的垂直变化愈大。压力变化导致的温度变化大气的绝热过程：干绝热直减率：干气团绝热上升或下降单位高度(通常100m)的温度变化量称为干绝热直减率，用γd表示，单位K/100m。如果g＝9.81m/s2,Cp＝1.005J/(kg·K)，则γd＝0.98K/100m,通常取γd＝1K/100m。干空气或未饱和湿空气每上升100m，温度下降1K。湿绝热直减率大气稳定度定义：大气在垂直方向上稳定的程度；（反映其是否容易对流）定性描述：外力使气块上升或下降气块去掉外力气块减速，有返回趋势，稳定气块加速上升或下降，不稳定气块既不加速也不减速，中性不稳定条件下有利于扩散气温的垂直分布——温度层结γd位温干空气团绝热升高或降低到标准气压(1000hPa)处的温度称为位温，用θ表示，单位K。绝热运动时，位温只取决于初始状态的温度和压力，因此有：空气团作绝热运动，位温不变。大气的垂直稳定度可用位温梯度来表示逆温逆温不利于扩散辐射：1.辐射逆温：地面白天加热，大气自下而上变暖；地面夜间变冷，大气自下而上冷却太阳地球：短波地球大气层：长波大气吸收长波强逆温辐射逆温的生消过程逆温2.下沉逆温（多在高空大气中，高压控制区内）很厚的气层下沉压缩变扁顶部增温比底部多逆温3.平流逆温暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成4.湍流逆温γ<γd下层湍流混合达γd上层出现过渡层逆温逆温5.锋面逆温冷、暖气团相遇冷暖间逆温暖气上爬，形成锋面1.2风的垂直分布平均风速随高度变化中性层结：对数律，粗糙度和摩擦速度1.对数率近地层风速廓线模式高度为Z处的风速（m/s）摩擦速度卡门常数高度（m）地面粗糙度地面粗糙度越大，风速梯度越小近地层风速廓线模式2.指数率：非中性层结：指数律，稳定度参数近地层风速廓线模式高度为Z处的平均风速（m/s）高度为Z1米处的平均风速（m/s）常数实验确定大气边界层风的分布Ekman螺旋线（北半球下视，地偏力指向运动右方，故顺时针；南半球则相反）高度增高，风速增大，方向逐渐接近地转风。近地层风速廓线模式1.3大气湍流1.3.1湍流与雷诺数大气湍流的形成和发展取决于两种因素：机械湍流——垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度热力湍流——温度垂直分布不均（不稳定）在气温垂直分布呈强递减时，热力因子起主要作用，在中性层结情况下，动力因子起主要作用。湍流扩散比分子扩散快105~106倍。雷诺数：U——平均流动速度L——流动特征长度v——运动学粘滞系数雷诺数：ReRe**(12000~13800)——湍流Re*

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