环境化学第二章第一节省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第一节、污染物在大气中迁移第一节、污染物在大气中迁移一一一一、基本气象要素、基本气象要素、基本气象要素、基本气象要素二二二二、逆温、逆温、逆温、逆温三、气块绝热过程和干绝热递减率三、气块绝热过程和干绝热递减率三、气块绝热过程和干绝热递减率三、气块绝热过程和干绝热递减率四、大气稳定度四、大气稳定度四、大气稳定度四、大气稳定度五五五五、局地环流对污染物扩散影响、局地环流对污染物扩散影响、局地环流对污染物扩散影响、局地环流对污染物扩散影响迁移迁移迁移迁移:污染物因为空气运动而使其传输和分散过程。:污染物因为空气运动而使其传输和分散过程。:污染物因为空气运动而使其传输和分散过程。:污染物因为空气运动而
2、使其传输和分散过程。原因原因原因原因:空气运动形成风,风形成主要是因为温度差异引发。所以大气中温度:空气运动形成风,风形成主要是因为温度差异引发。所以大气中温度:空气运动形成风,风形成主要是因为温度差异引发。所以大气中温度:空气运动形成风,风形成主要是因为温度差异引发。所以大气中温度差异是空气运动动力源。差异是空气运动动力源。差异是空气运动动力源。差异是空气运动动力源。第1页一一、基本气象要素、基本气象要素 气温、气压、湿度、风、云量1 1、气温、气温 普通气象中采取气温是指离地面1.5m高度处百叶箱中观察到空气温度。大气预测模型中使用气温普通也是指该温度。气温在水平方向差异造成气流水平方向运
3、动动力,形成风,能够稀释和迁移污染物 气温在垂直方向差异造成气流上下强烈对流,有利于形成降水,能够冲刷污染物。第2页2 2、气压、气压:初始状态:初始状态:地面处高度地面处高度0 0:压强压强p1=gzp1=gz高度增加高度增加z,z,则高度则高度zz处:处:压强压强p2=g(z-z)p2=g(z-z)所以,得到:所以,得到:P2-P1=p=-gzP2-P1=p=-gz转化为微分形式则:(1)(密度g/m3,空气=1.29g/L,g重力加速度9.8m/s2)。另外,气象学上用比气体常数来表示状态方程,其推导过程为:pv=nRT =(令 )=(2)第3页其其中中R=8.314JR=8.314Jm
4、olmol-1-1K K-1-1,M,M气气体体摩摩尔尔质质量量(空空气气摩摩尔尔体体积积为为22.4l22.4lmolmol-1-1,空空气气密密度度=1.29g=1.29gl l-1-1,所所以以M=22.4*1.29=28.869gmolM=22.4*1.29=28.869gmol-1-1),所所以以R=R/M=287 JR=R/M=287 Jkgkg-1-1K K-1-1。由(由(1 1)和()和(2 2)得到:)得到:=(3)可见只要知道温度随高度分布函数形式,就能够推得气压随高度改变函数形式。第4页 风玫瑰图(风玫瑰图(m/sm/s)3 3、风、风 水水平平方方向向空空气气运运动动
5、,垂垂直直方方向向则则称为对流或升降气流。称为对流或升降气流。普普通通用用风风向向、风风速速来来表表示示风风特征特征 风风向向普普通通用用1616个个方方位位表表示示,(E S W N)(E S W N)风风速速是是单单位位时时间间内内空空气气在在水水平方向移动距离(平方向移动距离(m/sm/s)普普通通风风速速是是地地面面以以上上10m10m处处风风速仪观察得到平均值速仪观察得到平均值第5页4 4、云、云 大气中水汽凝结产物大气中水汽凝结产物 普通用云量、云高来确定大气稳定度普通用云量、云高来确定大气稳定度 云云高高:云云层层底底部部距距离离地地面面高高度度,高高云云(5000m5000m)
6、中中云(云(2500-5000m2500-5000m)低云()低云(2500m2500m)云云量量:云云遮遮蔽蔽天天空空成成数数。将将可可见见天天空空分分为为1010份份,被被云云遮遮挡挡了了几几份份,云云量量就就是是几几。晴晴空空无无云云,云云量量为为0 0,乌乌云云遮天,云量为遮天,云量为10.10.第6页五、逆温五、逆温 因为上述,可见大气垂直温度递减率越大,则大气就越不稳定。普通大气层越稳定,则越不利于污染物扩散 而逆温则使大气温度改变逆转,伴随高度升高,温度也升高(rh,所以HH3 3、湍流逆温(高空逆温)、湍流逆温(高空逆温)低层空气湍流混合而上层空气未混合情况下发生高空逆温。在下
7、部湍流层,气团上升过程中,温度按干绝热递减率(rd)改变,上升到一定高度后,其温度低于周围环境温度(这么它才不继续上升,而有返回趋势,形成湍流),这么下部湍流层温度会低于上部未湍流层低部温度,从而形成高空湍流逆温。第9页lnPCBEDFA下面重点介绍一下辐射逆温下面重点介绍一下辐射逆温下列图白天层结曲线为下列图白天层结曲线为ABCABC夜晚近地面空气冷却较快,层结曲线变为夜晚近地面空气冷却较快,层结曲线变为FECFEC,其中,其中FEFE为逆温层。为逆温层。以后伴随地面温度降低,逆温层加厚,在清以后伴随地面温度降低,逆温层加厚,在清晨到达最厚,如晨到达最厚,如DBDB段。段。日出后地面温度上升
8、,逆温层近地面处首先日出后地面温度上升,逆温层近地面处首先破坏,破坏,自下而上逐步变薄,最终消自下而上逐步变薄,最终消 失。失。第10页图图a a为正常气温垂直分布情形为正常气温垂直分布情形:在晴朗无云或少云夜间在晴朗无云或少云夜间,地地面辐射冷却快,贴近地面气层也随之降温,离地面越近,面辐射冷却快,贴近地面气层也随之降温,离地面越近,降温越快,所以,形成了自地面开始逆温(图降温越快,所以,形成了自地面开始逆温(图b b)。日出)。日出前后,逆温层最厚(图前后,逆温层最厚(图c c);日出后,太阳辐射逐步增温);日出后,太阳辐射逐步增温强,地面很快增温,逆温便逐步自下而上地消失(图强,地面很快
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