1、8. 大氣中污染物的擴散大氣邊界層的溫度場影響大氣的污染的因素8.1 氣溫垂直遞減率在對流層內，氣溫垂直變化的總趨勢是：隨著高度的增加氣溫逐漸降低。原因是：地面是大氣主要和直接的熱源，近地面層的溫度比上層要高；同時，水汽和固體雜質的分布從低空向高空減少，他們吸收地面輻射的能力很強，也使得近地面層氣溫比一層要高。氣溫垂直遞減率：干空氣塊或未飽和的濕空氣塊在作絕熱條件下每升高（或下降）單位高度（通常取100m），所造成溫度降低（升高）的數值稱氣溫垂直遞減率。（d表示） d=-dTi/dz8.2 大氣溫度層結的類型溫度層結：氣溫沿垂直高度的分布，如圖的曲線稱氣溫沿高度分布曲線或溫度層結曲線，也稱溫度

2、層結。溫度層結的四種類型： A氣溫隨高度增加而遞減， 0,稱為正常分布層結或 遞減層結； B氣溫直減率等于或近等于絕熱直減率， = d,稱為中性層結；C氣溫不隨高度變化=0，自然數為等溫層結；D氣溫阻礙高度增加而增加0，即氣溫隨高度增加而遞減。但是在特定條件下， =0或0，即氣溫隨高度增加而不變或增加。氣溫隨高度增加而增加的氣層稱為逆溫層8.4 逆溫的分類與形成-輻射逆溫形成：在晴空無云（少云）的夜間，風速較小（3m/s)時，地面因強烈的有效輻射而很快冷卻，近地面氣層冷卻最為強烈，較高的氣層冷卻較慢，因而形成了自地面開始逐漸向上發展的逆溫層，稱輻射逆溫。輻射逆溫的特點一晝夜從生成到消失的過程：

3、a:下午時遞減逆溫層結；b:日落前1h逆溫開始生成的情況；C:隨著地面輻射的增強，地面迅速冷卻，逆溫逐漸向上發展,黎明時達到最強d:日出后太陽輻射逐漸增強，地面逐漸增溫，空氣也隨之自下而上的增溫，逆溫便自下而上的逐漸消失；e:大約上午10點左右逆溫可完全消失。輻射逆溫常發生在冬季。逆溫的分類與形成下沉逆溫又稱壓縮逆溫。當高壓區內某一層空氣發生強度較大的氣團下沉運動時，常可使原來具有穩定層結的空氣層壓縮成沉溫層結。如圖。假若某高度有一氣層ABCD，其厚度為h,當它下沉時，由于周圍大氣對它的壓力逐漸增大，以及由于水平輻散，該氣層將被壓縮成ABCD，厚度減小為h(h).若氣層下沉是絕熱的，且氣層內各

4、部分空氣仍保持原來的相對位置，則由于頂部CD下沉到CD的距離比底部AB下沉到AB的距離大，使氣層頂部的給予熱增溫大于底部。若氣層下沉距離很大，就可能使頂部增溫后的氣溫高于底部增溫后的氣溫，從而形成逆溫層。多發生在高壓控制區。逆溫的分類與形成平流逆溫由暖空氣平流到冷地表面上而形成的逆溫層。冷地表面暖空氣由于低層空氣受地表面影響大，降溫多，上層空氣降溫少所形成的。暖空氣與地面之間溫差越大，逆溫越強。當冬季中緯度沿海上暖空氣流到大陸上及暖空氣平流到低地、盆地內積聚的冷空氣上面時，皆可形成平流逆溫。逆溫的分類鋒面逆溫在對流層中的冷空氣團與暖空氣相遇時，暖空氣氣團因其密度小就會爬到冷空氣上面，形成一個傾

5、斜的過渡區，稱為鋒面。在鋒面上，如果冷暖空氣的溫差較大，也可以出現逆溫，這種逆溫就叫鋒面逆溫。8.5 不同溫度層結下的煙型從煙囪中排放的煙流擴散的形狀與大氣的溫度層結有密切的關系。五個類型：波浪型、錐型、平展型、上升型和漫煙型。9. 影響大氣污染的因素氣象因素：風、大氣的穩定性（溫度）、降水、霧地理因素：地形與地物、山谷、每洋、城市其它因素：污染物的性質和成分、污染源的幾何形狀及排放方式風的影響風向影響著污染物的擴散方向。風速的大小決定著污染物擴散和稀釋狀況。通常，污染物在大氣中的濃度與平均風速成正比。若風速增大一倍，則下風向污染物的濃度將減少一半。風向頻率，就是指某方向的風占全年各風向總和的

6、百分率。風速隨高度下降而減少。 溫度的影響見逆溫降水的影響各種形式的降水，特別是降雨，能有效地吸收、淋洗空氣中的各種污染物。所以大雨之后，空氣格外新鮮，就是這個道理。 降水的成分取決于空氣中的成分。（酸雨）降雨開始時，其中的有害成分較多，隨后將減少。霧的影響霧象一頂蓋子，它會使空氣污染狀加劇 。地理因素地形和地物的影響：地面是一個凹凸不平的粗糙曲面，當氣流沿地面流過時，必然要同各種地形地物發生磨擦作用，使風向風速同盟時發生變化，其影響程度與各障礙物的體積、形狀、高低有密切的關系。 山脈的阻滯作用，對風速也有很大影響，尤其是封閉的山谷盆地，因四周群山的屏障影響，往往是靜風、小風頻率占很大比重，不

7、利于大氣污染物的擴散。 城市中的高層建筑物、體形大的建筑物和構筑物，都能造成氣流在小范圍內產生渦流，阻礙氣流運動，減少平均風速，降低了近地層風速遞度，并使風向擺動很大，近地層風場變得很不規則。一般規律是建筑物背風區風速下降，在局部地區產生渦流，不利于氣體擴散。 地理因素-山谷風（1）它發生在山區，是以24小時為周期的局地環流。山谷風在山區最為常見。主要是由于山坡和谷地受熱不均而產生的。在白天，太陽先照射到山坡上，使山坡上大氣比谷地上同高度的大氣溫度高，形成了由谷地吹向山坡的風，稱為谷風。此時，在高空形成了由山坡吹向山谷的反谷風。它們同山坡上升氣流和谷地下降氣流一起形成了山谷風局地環流。在夜間，

8、山坡和山頂比谷地冷卻很快，使山坡和山頂的冷空氣順山坡下到谷底。形成了山風。在高空則形成了自山谷向山頂的反山風。它們同山坡下降氣流和谷地上升氣流一起構成了山谷風局地環流。山風和谷風的方向是相反的，但比較穩定。在山風與谷風的轉換期，風方向是不穩定的，山風及谷風均有機會出現，時而山風，時而谷風。這時若有大量污染物排入山谷中，由于風向的擺動，污染的不易擴散，在山谷中停留時間很長，有可能造成嚴懲的大氣污染。山風與谷風的區別時間：谷風在白天，山風在夜間，成因：太陽先照射到山坡上，使山坡上大氣比谷地上同高度的大氣溫度高，形成了由谷地吹向山坡的風；山坡和山頂比谷地冷卻很快，使山坡和山頂的冷空氣順山坡下到谷底，

9、形成了山風。風向：谷風由谷地吹向山坡的風；山風使山坡和山頂的冷空氣順山坡下到谷底。地理因素-海陸風它發生在海陸交界地帶，是以24小時為周期的和種大氣局地環流。海陸風是由于陸地和海洋的熱力性質的差異而引起的.在白天，由于太陽輻射，陸地升溫比海洋快，在海陸大氣之間產生了溫度差、氣壓差，使低空大氣由海洋流向陸地，形成海風，成了海陸風局地環流。在夜晚，由于有效輻射發生了變化，陸地比海洋降溫快，在海陸之間產生了與白天相反的溫度、氣壓差，使低空大氣從陸地流向海洋，形成陸風，高空大氣從海洋流向陸地，形成反陸風。它們同陸地下降氣流和海面上升氣流一起構成了海陸風局地環流。水陸風：在大湖泊、江河的水陸交界地帶也會

10、產生水陸風局地環流，稱為水陸風。水陸風的活動范圍和強度比海陸風要小。建在海邊地區的工廠所排放的污染物必須考慮海陸風的影響，因為有可能出現在夜間隨陸風吹到海面上的污染的，白天又隨海風吹回來，或者進入海陸風局地環流中，使污染物不能充分的擴散釋釋而造成嚴重的污染。 城市熱島環流 城市熱島環流是由城鄉溫度差引起的局地風。產生城鄉溫度差異的主要原因是：城市人口密集、工業集中，使得能耗水平高；城市的覆蓋物（如建筑、水泥路面等）熱容量大，白天吸收輻射熱，夜間放熱緩慢，使低層空氣變暖；城市上空籠罩著一層煙霧和CO2，使地面有效輻射減弱。因此，使城市市區凈熱量收入比周圍鄉村多，故平均氣溫比周圍鄉村高（特別是夜間），于是形成了所謂城市熱島。據統計，城鄉平均溫差一般為0.41.5，有時可達68。其差值與城市的大