大气污染气象学课件.ppt

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1、第三章大气污染气象学教学内容:大气圈结构及气象要素大气的热力过程大气的运动和风重点:大气圈结构、主要气象要素、大气稳定度和逆温的概念、大气运动和风。教学目标：重点掌握大气垂直方向的五个分层,温度分布特点及原因。理解大气高度的划分，理解风速扩线模式。大气扩散源受体大气扩散酸雨越境转移（日本、南朝鲜……）大气科学大气物理、化学……大气气象学……污染气象学……气象条件对污物的稀释、扩散作用污染物对气象的影响第一节大气圈结构及气象要素大气层又叫大气圈，地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要环境空气的成分。大气层的空气密度随高度而减小，越高空气越稀薄。大气层

2、的厚度大约在1200-1400千米以上，但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平流层、中间层、暖层和散溢层，再上面就是星际空间了。大气圈垂直结构对流层（～10km左右）集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都发生在这一层温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.650C强烈对流作用温度和湿度的水平分布不均大气边界层——对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦作用明显自由大气——大气边界层以上的气流，地面摩擦可以忽略在这一层中，大气上下有规则的对流和无规则的湍流运动都比较盛行，加上水汽充足，直接影响着大气污染物的传输

3、、扩散和转化。近地层——地面上50～100m，热量和动量的常通量层大气圈垂直结构平流层（对流层顶～50~55km）同温层——对流层顶35~40km，气温-550C左右逆温层——同温层以上，气温随高度增加而增加臭氧层——20~25km臭氧层浓度达到最大值臭氧层能强烈吸收波长200~300nm的太阳紫外线。平流层集中了大部分臭氧没有对流运动，污染物停留时间很长，尤其是氟氯烃等大气污染物，与臭氧层发生光化学反应。中间层（平流层顶～85km）气温随高度升高而迅速降低对流运动强烈，垂直混合明显大气圈垂直结构暖层（中间层顶～800km）在强烈的紫外光和宇宙射线作用下，气温

4、随高度升高而增高气体分子高度电离——电离层散逸层（暖层以上）气温很高，空气稀薄空气粒子的运动速度很高，可以摆脱地球引力而散逸大气压力总是随高度的升高而降低均质大气层——80～85km以下，以湍流扩散为主，成分基本不变主要气象要素表示大气状态的物理量和物理现象称为气象要素。气象要素：气温、气压、气湿、风向、风速和能见度等。1．气温天气预报中：距地面1.5m高、百叶箱内气温。1714华伦海脱准大气压下冰的熔点，定为32度，水的沸点定为212度，中间等分为180份，每一份就是1华氏度。1742年，瑞典科学假摄尔修斯和他的助手斯托玛用同样的温度计，选取标准大气压下冰的

5、熔点定为0度，水的沸点定为100度中间等分100份。1854年，英国物理学家开尔文选定“水的三相点”，即水、冰、水蒸气三相共存的温度，把绝对零度到水的三相点温度等分为273.16份，每一份就是1开氏度，这就是开氏温标，用K表示。开氏温标的分度间隔和摄氏温标的间隔是一致的。主要气象要素2．气压（大气的压强）气压的大小与海拔高度、大气温度 、大气密度等有关，一般随高度升高按指数律递减。气压有日变化和年变化。一年之中，冬季比夏季气压高。一天中，气压有一个最高值、一个最低值，分别出现在9～10时和15～16时，还有一个次高值和一个次低值，分别出现在21～22时和3～4

6、时。气压日变化幅度较小，一般为0.1～0.4千帕，并随纬度增高而减小。气压变化与风、天气的好坏等关系密切，因而是重要气象因子。通常所用的气压单位有帕(Pa)、毫米水银柱高(mm·Hg)、毫巴(mb)。它们之间的换算关系为：100帕＝1毫巴≈3／4毫米水银柱高。气象观测中常用的测量气压的仪器有水银气压表、空盒气压表、气压计。101.325千帕的气压，称为标准大气压，它相当于在重力加速度为9.80665米／秒2，温度为0℃时760毫米垂直水银柱高的压力。气体静力学方程：主要气象要素3．气湿（空气的湿度，空气的干燥程度）绝对湿度——1m3湿空气中含有的水汽质量相对湿

7、度——空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的百分比，空气的干湿程度和相对湿度有关，而和绝对湿度却无直接关系。例如，空气中所含有的水汽的压强同样等于1606.24Pa（12.79毫米汞柱）时，在炎热的夏天中午，气温约35℃，人们并不感到潮湿，因此时离水汽饱和气压还很远，物体中的水分还能够继续蒸发。而在较冷的秋天，大约15℃左右，人们却会感到潮湿，因这时的水汽压已经达到过饱和，水分不但不能蒸发，而且还要凝结成水。含湿量——湿空气中1kg干空气包含的水汽质量水汽体积分数——水汽在湿空气中所占的体积分数露点——同气压下空气达到饱和状态时的温度主要气象要素3．气湿

8、4．风向和风速气象上把风吹来的方向确定