风与大气污染

主要气象条件•边界层中风、湍流与大气污染•气温的分布与大气污染•气压与大气污染•空气湿度与大气污染•局地环流与大气污染弄清主要风与大气污染的关系;熟悉风向、风速的测量。一、边界层中风、湍流与大气污染㈠相关概念大气圈（特殊的“五层楼”结构）•对流层•平流层•中间层•暖层（电离层）•逃逸层（外层）你能说说大气温度垂直分布的规律吗？提示：图中纵轴和横轴分别代表什么？温度（OC）高度0125585-100（千米）-80-600-202050大气的温度垂直分布图大气温度随高度增加而降低大气温度随高度增加而升高大气温度随高度增加而降低大气温度随高度增加而升高为什么我们去登山时要注意保暖为什么哈勃望远镜要穿一件银白色的“外衣”？在0-12千米的区域内，大气温度只是随高度增加而降低，在登山时，人登得越高，大气温度越低。高层温度高，太阳辐射强，这层外壳主要可以反射热辐射，避免高温下，外壳熔化。0~12千米之间这层大气气温随高度的升高而下降（对流层）12~55千米之间这层气大气温随高度的升高而上升（平流层）55~85千米之间这层大气气温随高度的升高而下降（中间层）85~500千米这层大气气温随高度的升高而升高（暖层）500千米以上这层大气气温随高度的升高而升高（外层）-100-80-60-2002050温度/℃0500855512对流层平流层中间层暖层大气层的各层有什么特点？气流做对流运动，集中四分之三的空气质量，雨、雪、暴雨和大部分云等天气现象下部的臭氧层吸收紫外线使温度升高，且天气现象少，适合高空飞行高空对流层，流星体大部分在这燃尽,是气象研究的上界又称电离层,气体基本上处于电离状态，完成远距离无线电通讯电话信息和电视图象通过卫星来传送对流层平流层中间层暖层外层根据温度、湿度和气流运动以及天气状况等差异，对流层又可分成3层。对流下层（大气边界层或者摩擦层）对流中层（云、降水多出现在这一层）对流上层（对流层顶，气温多在0℃下）一、边界层中风、湍流与大气污染㈠相关概念大气边界层：靠近地球表面、受地面摩擦阻力影响的大气层区域。此高度称为大气边界层厚度，它随气象条件、地形、地面粗糙度而变化，大致为300～1000米。气流：是大气流动的总称。它包括了风和湍流两种流动形式。风：是大气作有规则的平滑水平运动，把这种相对地面的水平运动称为“风”。湍流：大气中无规则的、三维的小尺度运动。即风除在水平方向运动外，还会由上、下、左、右方向的乱运动。湍流的分类：机械湍流、热力湍流、剪切湍流、机械湍流：当风穿越或绕过地面上的固态物体，如高山、山丘、建筑物、树木或其他物体时均会在其背面产生湍流。风速越大，湍流强度越大。热力湍流：当空气受热形成热气泡或空气柱向上爬升，因四周空气被扰动在其下方或旁边出现湍流，热气流越强，爬升越快，形成的湍流也越强剪切湍流：当两层气流以不同的速度替动并相互摩擦即发生剪切，通常在低空逆温层或冷暖空气交界处温差较大会发生剪切湍流㈡大气运动的产生——在各种力的作用下产生的水平气压梯度力重力地转偏向力惯性离心力摩擦力最为主要，是引起大气运动的直接动力㈢风1.风的成因水平气压梯度力是空气运动的直接原因，是空气运动的原始动力。水平面温度分布不匀，又是产生水平气压梯度的主要原因。等压线越密集风速越大冷热差异越大，气压差异也越大，两地间气压差加大，气压梯度力就会增加，风也越刮越有劲。2.风的两个要素风向：指风吹来的方向，通常用8或16个方位表示。风速：指单位时间内空气在水平方向上流动的距离，常用的单位为米／秒。风频：是在一定时间内各种风向出现的次数占所有观察次数的百分比该风向的平均风速风向频率污染系数各风向的总次数某风向出现次数风向频率P%100123456789101112131415东北北东东北东无风东北东南南东北无风西南西北北西161718192021222324252627282930西东北东北南东北西北西北东南无风南北东北东某地四月风向统计表21419242892027351830231615NWSE某地四月主导风向指风频最大的风向角的范围。风向角范围一般在45°左右，对于以16方位角表示的风向，主导风向一般是指连续2~3个风向角的范围。某区域的主导风向应有明显的优势，其主导风向角风频之和应≥30%，否则称该区域没有主导风向或主导风向不明显。（1）上图中显示石家庄市的主导风向是。（2）石家庄最小风频的风向是。（3）石家庄未来新建化学工区应在市区的方向。理由是。读图，回答以下问题。3.风的变化随时间的变化：包括日变化和季节的变化随高度的变化：风向基本不变，但越往高处风速越大随机性变化：风向和风速是不断变化的。下图表示了阵风和平均风速的关系4.风向、风速与大气污染的基本关系比如我们日常所看到的，烟囱中冒出的烟气总是向下风方向飘去，并不断地向四周扩散，这就是大气对污染物的输送和稀释扩散过程。只有风无湍流，从烟囱中排出的废气像一条“烟管”一样几乎保持着同样粗细，吹向下方，很少扩散。4.风向、风速与大气污染的基本关系风向决定污染物迁移的方向；风向不断的变化是平面上瞬间烟云轮廓呈蜿蜒曲折的原因。第二章主要气象条件与大气污染风速决定着污染物冲淡稀释的速度；较大的风速意味着有较大的湍流活动；风速越大，每单位体积的浓度也就越小；影响输送距离。风频对某地区讲，某方向风出现的机会大，其下风侧被污染的机会较多。污染程度与风向频率成正比㈣湍流1.湍流与大气扩散湍流有极强的扩散能力，它比分子扩散快105～106倍。湍流扩散是湍流运动的主要特征之一。湍流运动的结果是造成流体各部分之间的强烈混合大气中的湍流扩散包括小尺度、中尺度和大尺度。㈡湍流与大气污染小尺度(污染物浓度按比例下降)大尺度(污染物浓度降低较少)中尺度(污染物浓度迅速降低)风和湍流是决定污染物在大气中扩散状况的最直接的因子，也是最本质的因子，是决定污染物扩散快慢的决定性因素。风速愈大，湍流愈强，污染物扩散稀释的速率就愈快。因此凡是有利于增大风速、增强湍流的气象条件，都有利于污染物的稀释扩散，否则，将会使污染加重。㈤风向、风速的测量1.仪器类型三杯风向风速表电接风向风速仪轻便携带式翼状风速计热球式风速计㈤风向、风速的测量2.轻便三杯风向风速表结构：由风向仪、风速表、手柄三部分组成。用于测量风向和1min的平均风速风向仪风速表手柄测量方法⑴将仪器组装好并安置(或手持着)在四周开阔无高大障碍物的地方，保持仪器直立。⑵风向测量：将小套管拉下并右转一角度，待方向盘稳定下来，读出风向指针与方向盘所对应的读数即为风向，如指针摆动可读其中值。⑶风速测量：用手指压下启动杆(风速指针回零)，放开启动杆后，红色小指针(时间指针)和风速指针就开始走动。经60s后，指针停止转动，风速指针所指示的读数即为风速，此时风速为指示风速。再从风速曲线图(由厂方或计量校准部门测校后发给)中查出实际风速值即为所测的实际风速。连续测量三次，计算三次的平均风速。⑷如欲进行下一次测定时，只要再压下启动杆（归零）即可。⑸当测定完毕后，将小套管向左转一角度，使其恢复原来的位置，以固定方向盘，小心将风向仪和风速仪退下，放入仪器盒内。测量注意事项切勿用手触摸旋杯。仪器工作时，切勿按压启动杆。