污染气象学
1.空气污染一般是指：由于人为或自然的因素，使大气组成的成分，结构和状
态发生变化，与原本情况比增加了有害物质(称之为空气污染物)，使环境空气质量恶化，扰乱并破坏了人类的正常生活环境和生态系统，从而构成空气污染（科学定义）。
2.空气污染源分为两类：人工源和自然源。
3.大气污染物（ppm，mg/m3）：以各种方式排放进入大气层并有可能对人和
生物、建筑材料以及整个大气环境构成危害或带来不利影响的物质。按照其产生方式可分为：一次、二次污染物。
一次大气污染物: 直接以原始形态排放入大气中并达到足够的排放量从而造成健康威胁的污染物。
二次大气污染物指大气中的一次污染物通过化学反应生成的化学物质。
4.P-T法确定稳定度类别分ABCDEF类，依次规定为极不稳定，中等不稳
定，弱不稳定，中性，弱稳定，中等稳定状况。
P-T-C法确定稳定度的具体过程：1.先计算太阳高度角；2.由云量和太阳高度角按表查出太阳辐射等级； 3.由太阳辐射等级与风速按表查出稳定度类别。
5.源强：表示污染源排放污染物质量的速率。
源强的单位：对点源，g/s或kg/s；对线源，g/(s.m)；对面源，g/(s.)或kg/(h.k)；对瞬时源，kg或g。
6.南极臭氧空洞：每年的春季（9、10月）在南极上空会出现一个面积与极涡
范围相当的臭氧弄对低质区。
7.大气的自净能力: 由于大气自身的运动，使得大气污染物输送、稀释、扩
散，从而起到对大气的净化作用。机制:大气输送，大气扩散，沉降和化学转化。
8.逆温：递减率<0的大气层与正常情况完全相反的现象称为逆温，这样的气
层称为逆温层。
逆温分类及特征：根据逆温产生的原因不同，可分为辐射性逆温、沉降性逆温、湍流性逆温、锋面逆温和地形逆温五种。
逆温研究关注点（实际）：逆温的频率、厚度、强度、种类、生消规律。
对污染物扩散的影响：由于逆温层的存在，大大抑制了对流，使大气处于稳定状态，像一个盖子一样阻碍着大气的垂直运动。若逆温层存在于近地层，处于近地层内的污染物和水汽凝结物因不易向上传送而积聚，导致逆温层内空气质量下降，能见度降低。因此严重的大气污染往往发生在逆温及无风的天气。熏烟通常发生在太阳出现后一个小时，持续时间大约1小时
9.有效源高H ：它包含烟囱高度和烟流的抬升高度，称之为烟流的有效源
高。
10.烟流抬升：计算公式：霍兰德、国标。
四个阶段：喷出阶段、浮升阶段、瓦解阶段、变平阶段。
11. 大气边界层：大气边界层有别于其上自由的基本特点就是其运动的湍流性。
定义：a.大气受下垫面面影响的层次或大气与下垫面相互作用的层次，更精确地说，应是在小于一天时间尺度上相互作用的层次，也称行星边界
层PBL或边界层BL。
b.也可理解为:第一个风向与等压线一致的高度。
边界层的垂直分层：贴地层、近地层、上部摩擦层。
近地层的特点：a.湍流十分活跃，湍流应力>>科氏力。
b.气象要素日变化非常明显（尤其是温度梯度），风向随高度变化不明显。
近地层日变化特点：在贴近地面的薄气层内（SL），白天由于地面强烈受热，形成贴近地面大气中超绝热温度递减率，而反映在位温上，即，风速则随高度递增。
12. 大气稳定度的定义：大气稳定度是大气对于其中作垂直运动的气团是加
速、遏制、还是不改变其运动状态的一种热力学性质。分类：稳定、中性和不稳定三种。
大气稳定度对烟流扩散形状可以表示为五种：翻卷型（太阳光较强的晴朗中午）、锥形（多云或阴天的白天，强风的夜晚或冬季的夜间）、扇形（弱晴朗的夜晚和早晨）、屋脊型（日落后，因地面有辐射逆温大气稳定，高空受冷空气影响大气不稳定）、漫烟型（上层逆温或夜间逆温日出后渐消散并抬升到一定高度，下层不稳定）。
13. 湍流：湍流是迭加在平均风速上的扰动，通俗可理解为阵风。湍流是由很
多大小不同、相互迭加、不规则的湍涡组成。大气中几乎时时处处存在着各种不同尺度的湍流运动。
湍涡：湍流组成最基本的单元。分类：（1）大湍涡（2）中湍涡（3）小湍涡（4）微小湍涡
湍流成因: 动力因子、热力因子、稳定层结
大气湍流的形成和发展取决于两种因素：（边界层要解决的问题就是湍流问题）
（1）由机械或动力因素形成的湍流为机械湍流（如气流的垂直切变）。
（2）由热力因素形成的湍流为热力湍流（如地表增温引起的气层不稳定）。
大气湍流分热力湍流和机械湍流。
湍流运动的判据: 雷诺数
研究湍流的数学手段：
14. 风频：吹某一方向的风占观测次数的百分比。风频最大的风为主导风。风
频表征下风向受污染的几率。
15. 污染系数=某方向风向频率/某方向平均风速表征的意义：风频低，风速
高，污染系数小，意指空气污染程度轻。
16. TSP:是指悬浮在空中，空气动力学直径小于100um的颗粒物
: 是指悬浮在空气中空气动力学直径小于10um的颗粒物。
氮氧化物：指空气中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。
光化学烟雾: 含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光的照射
下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。
直径大于10um的微粒，在大气中很容易自然沉降，称为降尘。
直径小于10um的微粒，因为在大气中长时间漂浮而不易沉降下来，故称为飘尘。飘尘中粒径小于0.1um的称为浮尘，粒径在0.25～10um之间的称为云尘。
在工业生产中，由于物料的破碎、筛分、堆放、转运或其他机械处理而产生直径介于1～100um之间的固体微粒称为粉尘。（粒径分布、密度、可磨性、爆炸极限、形状等）
由于燃烧、熔融、蒸发、升华、冷凝等过程所形成的固态或液态悬浮粒子，其粒径大于1um，称为烟尘。
17. 酸雨：被大气中存在的酸性气体污染，pH值小于5.65的降水叫酸雨。危
害：水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长，最终导致死亡；引起树木的大量不正常死亡；严重腐蚀建筑物。
两控区：指SO2和酸雨控制区。
我国三大酸雨区包括(我国酸雨主要是：硫酸型）中国酸雨的分布变化主要位于长江以南
1。西南酸雨区：以重庆为中心，是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。
2。华中酸雨区：以长沙为中心，目前它已成为全国酸雨污染范围最大，中
心强度最高的酸雨污染区。
3。华东沿海酸雨区：以福州为中心，它的污染强度低于华中、西南酸雨区。
18.有哪些局地风场及污染效应?
热岛环流：由于城市温度比乡村高，气压比农村低，所以可以形成一种从农村吹向城市的特殊的局地风称为热岛环流或城市风。
空气污染效应：夜间城乡温差最大，城市风最容易出现，这种风在市区汇合就会产生上升气流，周围郊区二次空气吹向城市中心进行补充。因此，若城市周围有产生污染物的工厂，就会使污染物在夜间向市中心输送，造成严重污染，特别是城市上空逆温存在时，会使污染加重。
海陆风：背景及定义：在水陆交界区，由于水面和路面的热导率和比热容不同，水域温度变化比路面小，白天路面增温快，陆上气温比海上高，暖而轻的空气上升，于是下层空气由海洋向大陆，形成海风，上层空气从陆面向海洋流动形成回流。夜间产生与白天相反的气流，形成陆风。一般来说，海风比陆风强度大。海陆风是一种局地热力环流，白天陆地上的污染物随气流抬升后，在上层流向海洋，下沉后有可能部分地被海风带回陆地，造成重复污染。
空气污染效应：海边工厂的排污，必须考虑到海陆风的影响，因为有可能出现在夜间随陆风吹到海面上的污染物，在白天又随海风吹回来，或进入海陆风局地环流中，使污染物不能充分的扩散稀释而造成严重的污染。夏天吹海风，形成熏烟，排放口在热力边界层之上。
山谷风：背景及定义：山区地形复杂，阳坡和阴坡面受热很不均匀，加上日照时间的变化，水平气温分布不均匀，就造成了局地热力环流，形成坡风和谷风。晴朗的夜晚，由于地面辐射冷却的快，从山沟两侧贴近山坡的，冷而重的空气顺坡下滑，形成下坡风。下坡风向山谷汇集，形成一股速度较大，层次较厚的气流，流向谷地或平原。上坡风的形成一般只发生在有日照的白天。 空气污染效应：日出日落前后是山谷风的转换期，这时风向不稳定，风速很小。此时，山沟中污染源排出的污染物由于风向来回摆动，产生循环积累，造成高浓度污染。此外，山谷中由于地形阻塞，气流不畅，容易出现长时间的小风，甚至静风，夜间沿坡下滑的冷空气因无法扩散而聚集在谷底，形成厚而强的逆温层。在易于出现小风并伴随逆温的凹地处，从污染源排放的污染物，往往会造成严重的大气污染。
下图是山丘对烟气扩散影响的示意图，低位置污染源A 排放的烟气向上山坡扩散，造成山坡和山顶的污染。位置高的排放源B 排放的烟气，会随着山后的下降气流进入背风涡流区，造成背风污染。排放源C 的位置正处于涡流区，会造成极为重要的背风污染。
19. 大气污染的类型：
*按污染物的类型：1、煤烟型污染：2、石油型污染；3、混合型污染;4、特
殊类型的大气污染（垃圾场）
*空间范围：1、局部地区污染：2、区域性污染；3、广域性污染；4、全球性污染
20. 风随高度的变化
（1）风向随高度的变化：a.对稳定大气形成Ekman 螺旋； b.不稳定大气风向多变。
（2）风速随高度的变化——风廓（profile ）中性层结满足对数律
21.随机游动扩散模拟的优势：适用于非均匀、非平稳湍流扩散问题的处理。
22.大气扩散参数（）：
含义：可表征污染物散布范围，若愈大，表示烟流中的浓度愈低。
表征大气稀释污染物的能力
影响因素：（1）扩散距离x ：x 加长，增大
（2）大气层结稳定度：大气层结愈不稳定，湍流交换强烈，扩散参数的量值愈大;反之，大气层结愈稳定，湍流交换受抑制，扩散参数的量值变小。
（3）下垫面粗糙度：变大，扩散参数量值增大。
23. 描述大气输送与扩散有两种基本途径，即欧拉方法和拉格朗日方法。1）欧拉方法是相对于固定坐标系描述污染物的输送与扩散； 2）拉格朗日方法是跟随流体移动的粒子来描述污染物的浓度及其变化。
24.统计理论中泰勒理论的思想：泰勒（Taylor ，1921）用拉格朗日的方法首先把扩散参数和湍流脉动场的统计特征量联系起来，导出了适用于连续运动扩散*0ln()u z u k z
过程的泰勒公式。
泰勒公式在均匀、定常假设下导出的。
25. 大气污染物散布的影响因子：1.风场，大气湍流，大气边界层(风切变)，大气稳定度；2.辐射和云；3.湿度；4.天气形势；5.化学转化（光化学反应）；6.沉降；7.温度层结；8.地形。
26.大气湍流的数学描述: (1).瞬时值、平均值、脉动值(2).方差、标准差、湍流强度
27.干沉积计算模式：倾斜烟流模式
28．污染物其他非扩散过程：干沉积,湿沉积.化学转化
29.环境容量:对于一个地区根据其自净能力在特定污染源布局和结构条件下为达到环境目标值所允许的大气污染物最大排放量.
30.空气污染业务预报分类:空气污染潜势预报和空气质量预报(分为统计预报和数值预报)
31. 连续点源高斯扩散公式的基本假设：1）双正态分布2）污染物满足连续性条件3）污染物质满足被动性和保守性4）定常5）有风6）同一温度层结7）全反射8）平坦地形的尺度扩散
32. 熏烟是指大气边界上层稳定内积聚起来的污染物急剧向下混合，地面浓度突然增高的现象
熏烟是指晴朗夜间，由于下垫面的辐射冷却形成贴地逆温层，日出后，地面受太阳照射增温，逆温层自上而下逐渐消失，转变成中性或不稳定层结，原滞留在逆温层内的污染物向下蔓延，地面形成高浓度，这也就是常说的熏烟污染。
33.山区大气扩散特点:1)山区扩散能力强于平原2).山区风向多变3).局部风场作用大
4)逆温比较多5).考虑污染源与接受点之间的相对高度
34. 山区大气扩散:1)特殊地区:峡谷模式和箱模式2)普遍模式:艾根模式
污染气象学整理
污染气象学 1. 普兰德（Prandtl ）混合长理论 将分子运动学的平均自由路程概念引申到湍流运动中，假设流体中的湍涡（结构紧密的流体微团）类似于一个个分子，在其与周围流体完全混合之前所经过的距离为混合长，基于此点，普兰德提出了半经验的混合长理论。 （1）.湍涡的某物理属性（量）具有被动性，即此属性（量）值的大小不影响空气的运动情况。 （2）.属性（量）被湍涡输送时，具有保守性，即在运行微距离l （混合长）的过程中，其值保持不变。 1.优点：将复杂的脉动输送用扩散系数及属性值垂直梯度表示。（在水平方向应用较少） 2.假设条件：属性值S(Z)具有被动性和保守性。 3.交换系数与分子运动学粘滞系数很相似，但实际上有很大不同。 4.混合长不像分子平均自由路程一样具有真实的物理意义，因为湍涡在运动过程中，不停地与周围流体产生物理属性值的交换，实际上不存在一个明确的“混合长”。 5.因为表达简单方便，可以解决一些实际问题，所以现仍得到广泛的应用。 三、理查孙数 对均匀不可压缩流体，其从层流状态转变为湍流状态的判断依据是其雷诺数，但对于非均匀可压缩状态的大气来说，以雷诺数来判定则不是很合适了。对于大气来说，判定其湍流强弱的参数用理查孙数，其定义为：如右 理查孙数意义： 大气中一切运动都是能量的参与、转化而形成的。大气的能量主要来自太阳的辐射能，通过下垫面的吸收，再经过辐射（长波）、对流、湍流、水汽凝结蒸发等方式将热量传递给大气，转变为大气的内能、位能，这种传递是不均匀的，因此，造成大气的内能、位能的不均匀，最终造成大气的运动，即将内能、位能转变为动能。而由于摩擦作用，动能又转变成湍能，由大湍涡的湍能转变成小湍涡的湍能，最后通过分子的粘性将湍能消耗成热能。 由动能转变成湍能、再转变成热能的过程称为能量的耗散。 因此，大气中湍流运动的强弱取决于动能转变成湍能及湍能消耗的速率，理查孙数就是根据二者的比值而得来的。 以空气只在x 方向运动为例 湍能消耗率为： 湍能补充率为： 二者的比值为： 四、近地层风速随高度的分布 大气的边界层一般可以分为两层：近地层及摩擦层上层。从地面以上到高度约100米左右的一层大气称近地层，该层具有一下 一些特点： 1. 因受下垫面影响巨大，气象要素日变化明显； 2. 各气象要素垂直梯度较大，尤其是温度，其垂直梯度往往是自由大气中的十多倍甚至几十倍； 3. 相比湍流应力，其气压梯度力、科氏力、分子应力等小得多，通常可将它们省略掉； 4.该层中湍流切应力可近似地看成不随高度改变，称为常数应力层。 对于中性层结的空气层来说，其层结稳定，没有热力对流，湍流完全取决于动力因素。 以地面作为参照，可设定地面的湍流脉动为0，离地面（边界）距离增加，其脉动增强。假定湍涡的普兰德混合长与其离边界层（地面）的距离成正比，即： l ＝χz χ称卡门常数，通过风洞实验等测得其数值介于0.3～0.4。根据混合长理论，有： 22) () ()(z u z T T g z u z g Ri d ?+??? =????=γθθz g K H z ??? ? θθ 2 )( z u K Mz ??Ri K K z u z g K K R Mz H z Mz H z ?=??????= 2)(θθ2 2)( z u l ??=ρτ
【精编】大气污染气象学
第三章大气污染气象学 讲授2学时 教学要求 要求了解与大气污染相关的气象学基本知识， 理解和掌握大气圈的结构、主要气象要素、大气稳定度和逆温的概念。 教学重点 掌握大气层结构及大气的热力过程。 教学难点 大气的热力过程、大气稳定度和逆温。 教学内容： §3-1大气圈结构及气象要素 §3-2大气的热力过程 §3-3大气的运动和风 污染物排入大气后是否引起严重大气污染除取决于污染物的排入量外与污染物在大气中的扩散稀释速度关系极大。各区域常常进行环境监测，测定各污染物的情况，我们会发现在同天大气监测值差别很大。而统一污染源不可能差别很大，有时监测值会几百倍，造成这种现象的原因是与污染物的传输扩散与气象条件有着密切的关系。近年来，在研究各种气象条件对大气污染物的传输扩散作用和大气污染物质对天气和气候的影响条件中逐渐形成了一门新的分支学科——大气污染气象学。本章只讨论气象条件对大气污染物的传输扩散作用，初步掌握厂址选择和烟囱设计中的一些问题，为进一步学习污染气象学知识打下基础。 §3-1 概述
一．低层大气的成分：干洁空气、水汽、气溶胶粒子。 二．大气的垂直结构 三．影响大气污染的主要气象要素 气象要素（因子）：表示大气状态和物理现象的物理量在气象上称之。气象要素的数值是直接观测获得的，主要有：气温、气湿、气压、风向、风速、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等，下面分别介绍几个： 1. 气温：空气湿度是反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量，常用的表示方法有：绝对湿度、水蒸气压力、体积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。 2.风 a)定义：什么是风？空气水平方向的流动叫风。 b)形成：风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的，而气压的水平分布不均是由湿度 分布不均造成。 风的特性用风向与风速表示，它是一向量。 由于温度分布不均而形成的风 从图a看出地面AB上，t1 = t2 ,水平方向上的温度和气压到处相等，AB上空各高度在水平方向上的T、P也到处相等，则等压（各处气都相等的面）与地面平行，此时大气静止状（无风）。 B来看，A、B两地受热不均，A地气温高于B地（t1>t2），A地的空气因受热膨胀上升而使等压面抬高，因而在A地上空各高度上的气压比B地上空间高度要高，造成等压面自A 地的气压必高于B地的气压，在水平气压梯度力的作用下，空气自A地某高度流向B地。C来看，由于b空气流动的结果，B地上空因空气流入造成堆积而使质量增加，地面气压升高。A地上空空气质量减少，地面气压下降，于是地面上产生了自B地指向A地的水平气
空气污染气象学1-3章 提纲
空气污染气象学提纲 第一章绪论 基本概念、基本问题、研究方法 1.空气污染及其三要素 2.大气环境容量 3.空气污染物及其浓度浓度表示：质量浓度、体积浓度 4.空气污染的危害与影响对人、动植物、物品、气候、酸雨 5.影响空气污染物散布的主要因子：风湍流；湍流扩散相对扩散 连续扩散；气温层结稳定度；辐射云天气形势；下垫面 6.不同温度层结下的烟流形状 7.空气污染气象学研究方法实验外场室内；数值模拟，数值计算 8.空气污染气象学研究内容理想情形大气扩散-广义，非理想情形 大气扩散、预测，大气环境规划管理，相关实验方法应用和研发第二章空气污染物散布的基本理论处理 1.湍流扩散三种理论：湍流统计、K理论、相似理论 2.描述大气扩散的两种基本途径 欧拉系统、拉格朗日系统分别怎样描述扩散？怎样观测？ 欧拉系统与拉格朗日系统时间尺度的关系 3.浓度分布标准差 4.烟流宽度、半宽度 5.K理论(梯度输送理论)基本假设 6.K模式（平流扩散方程模式）简化解，及其物理意义
7.关于K的分布形式 8.K模式（平流扩散方程模式）的优、缺点 9.湍流泰勒公式是怎样来的？推论，谱函数形式，物理意义 10.湍流扩散统计理的优、缺点 11.湍流相似理论的基本假设、问题的提法 12.中性层结条件下的平均位移 13.湍流相似理论的优、缺点 14.三种理论（湍流统计、K理论、相似理论）的比较 15.随机游动扩散模式的基本思路、主要优点 16.高阶闭合模拟的主要思路、优点、缺点。 第三章理想条件下空气污染物散布的模式处理 1.连续点源高斯扩散公式 有界；地面源、高架源、地面浓度、地面最大浓度 2.线源公式有限无限 3.面源公式虚拟点源 4.体源公式 5.大气扩散参数的计算、处理 BNL、Hay-Pasquill、P-G曲线、扩散函数法 6.稳定度划分 P-G-T，中国国家标准 风向脉动标准差，与温度梯度有关的分类，Ri，L 7.稳定度频率随高度的变化 8.稳定度随下垫面粗糙度的变化 9.扩散参数随高度的变化 10.扩散参数的小结横风向，垂直向
空气污染气象学
空气污染气象学的研究与发展： 平原地区的空气污染与气象：主要研究平坦地形上空大气污染物的输送和扩散的规律，估算烟囱排放和地面厂房泄漏的污染物对周围环境和下风地区的影响。它是选定烟囱位置和高度，进行厂区和居民区的合理布局的重要依据。由于平原地区的风向和风速在某一水平面上基本是均匀的，因此，污染物的输送规律比较简单。污染源对周围地区的污染频率，由当地风向频率所决定。显然最高频率风向的下风地区受污染机会最多。气流绕过厂区建筑物时，在其背风面产生下沉气流，若烟囱口在此气流内，污染物将被带到背风区。为了避免对附近地区的影响，至少烟囱应比附近建筑物高一倍半。 大气扩散能力和大气稳定度(见大气静力稳定度)密切相关。在晴天小风条件下：夜间在近地面几百米高度内出现辐射逆温，大气稳定，湍流受到抑止，扩散缓慢；中午气温铅直递减率大于1°C/100米时,大气处于不稳定状态，热力湍流发展，扩散能力很强；当气温铅直递减率等于1°C/100米时，大气处于中性状态,湍流得以维持，扩散能力介于稳定和不稳定条件之间。在大风或有云的条件下，风速的增大，虽可增加湍流强度，但由于大风或云层的关系，逆温强度减弱，热对流的发展也受影响。F.帕斯奎尔根据太阳辐射强度（按太阳高度角、云状和云量划分为强、中、弱三级）、云量和风速各因素，将大气稳)，定度分为6类（见表）其中A最不稳定，B不稳定，C稍不稳定，D中性（白天或夜间的阴天情况下都属中性），E稳定，F最稳定。 计算污染物的浓度时，采用扩散实验概括的理想化模式。高烟囱排放的连续点源在下风方向地面的污染物浓度χ的计算公式为： 公式 式中Q为源强(单位时间排放的质量)；ū为平均风速；以排放源为原点,水平面上y轴垂直于平均风向，z轴铅直向上为正方向；σy和σz分别为y方向和z方向的大气扩散参数，H 为烟囱高度和烟气抬升高度之和（称为烟囱有效高度）。各类稳定度下的大气扩散参数沿下风方向相对于排放源的距离x 的变化,可由图查找或按σ＝axb计算。其中a和b的数值与大气稳定度有关，由实验测定。 对于工厂地面设备和厂房泄漏的气体，可按面源或线源来计算，计算公式可由点源公式推导出来。 水陆交界地区的空气污染与气象：在沿海或湖滨地区，水陆之间的温差产生的局地环流称为海（湖）陆风(见海陆风)。低层气流把排入的污染物输送到一定距离后，又从高空返回到原地，使原地的污染浓度增高。有时陆风带走的污染物被海风带回，也使空气中的污染物浓度增高。美国洛杉矶市的光化学烟雾就是在这种环流条件下产生的。春夏两季，水温比陆面温度低得多。水面上的空气流经陆面时被加热，把原在水面上空形成的逆温层破坏。这时逆温层上部积聚的污染物被热对流带到地面,使该处污染物浓度加大,称为“熏烟”现象。由于湖
大气污染气象学方案
大气污染气象学
第三章大气污染气象学 讲授2学时 教学要求 要求了解和大气污染关联的气象学基本知识， 理解和掌握大气圈的结构、主要气象要素、大气稳定度和逆温的概念。 教学重点 掌握大气层结构及大气的热力过程。 教学难点 大气的热力过程、大气稳定度和逆温。 教学内容： §3-1大气圈结构及气象要素 §3-2大气的热力过程 §3-3大气的运动和风 污染物排入大气后是否引起严重大气污染除取决于污染物的排入量外和污染物于大气中的扩散稀释速度关系极大。各区域常常进行环境监测，测定各污染物的情况，我们会发当下同天大气监测值差别很大。而统壹污染源不可能差别很大，有时监测值会几百倍，造成这种现象的原因是和污染物的传输扩散和气象条件有着密切的关系。近年来，于研究各种气象条件对大气污染物的传输扩散作用和大气污染物质对天气和气候的影响条件中逐渐形成了壹门新的分支学科——大气污染气象学。本章只讨论气象条件对大气污染物的传输扩散作用，初步掌握厂址选择和烟囱设计中的壹些问题，为进壹步学习污染气象学知识打下基础。 §3-1概述 一．低层大气的成分：干洁空气、水汽、气溶胶粒子。 二．大气的垂直结构
三．影响大气污染的主要气象要素 气象要素（因子）：表示大气状态和物理现象的物理量于气象上称之。气象要素的数值是直接观测获得的，主要有：气温、气湿、气压、风向、风速、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等，下面分别介绍几个： 1.气温：空气湿度是反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的壹个物理量，常用的表示方法有：绝对湿度、水蒸气压力、体积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。 2.风 a)定义：什么是风？空气水平方向的流动叫风。 b)形成：风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的，而气压的水平分布不均是由湿度 分布不均造成。 风的特性用风向和风速表示，它是壹向量。 由于温度分布不均而形成的风 从图a见出地面AB上，t1=t2,水平方向上的温度和气压到处相等，AB上空各高度于水平方向上的T、P也到处相等，则等压（各处气均相等的面）和地面平行，此时大气静止状（无风）。 B来见，A、B俩地受热不均，A地气温高于B地（t1>t2），A地的空气因受热膨胀上升而使等压面抬高，因而于A地上空各高度上的气压比B地上空间高度要高，造成等压面自A地的气压必高于B地的气压，于水平气压梯度力的作用下，空气自A地某高度流向B地。 C来见，由于b空气流动的结果，B地上空因空气流入造成堆积而使质量增加，地面气压升高。A地上空空气质量减少，地面气压下降，于是地面上产生了自B地指向A地的水平气压梯度，因此空气自B地流向A地这样形成了高空自A地流向B地，地面自B地流向A地的空气环流。
大气污染课后答案 3章
第三章 大气污染气象学 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa ，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa ，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米 解： 由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述： dP g dZ ρ=-? （1） 将空气视为理想气体，即有 m PV RT M = 可写为 m PM V RT ρ== （2） 将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程： dP gM dZ P RT =- : 假定在一定范围内温度T 的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得 ln gM P Z C RT =- + 即 2211 ln ()P gM Z Z P RT =- -（3） 假设山脚下的气温为10。 C ，带入（3）式得： 5009.80.029 ln 10008.314283Z ?=-?? 得 5.7Z km ?= 即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km 。 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：105.1-γ，3010-γ， 5030-γ，305.1-γ，505.1-γ，并判断各层大气稳定度。 解： d m K z T γγ>=---=??- =-100/35.25 .110298 8.297105.1，不稳定 — d m K z T γγ>=--- =??- =-100/5.110308 .2975.2973010，不稳定 d m K z T γγ>=---=??- =-100/0.130505.2973.2975030，不稳定 d m K z T γγ>=---=??- =-100/75.15.1302985.297305.1，不稳定 d m K z T γγ>=---=??- =-100/44.15 .1502983.297505.1，不稳定。
环境气象学
南京信息工程大学硕士研究生招生入学考试 《环境气象学》考试大纲 科目代码：831 科目名称：环境气象学 第一部分课程目标与基本要求 一、课程目标 掌握大气化学的理论和实验的基本知识，熟悉大气中的化学现象和物理化学控制过程；掌握各种气象条件和特殊环境下大气污染物扩散规律，了解大气边界层气象要素的分布规律、大气湍流特征。为进一步研究大气环境、大气化学、大气成分与气候变化、空气污染气象等打下坚实的物理和化学基础。 二、基本要求 具有参加大气化学研究、观测和空气污染气象条件研究的能力，具备从事与大气化学相关的大气边界层物理、气候变化、空气污染预报、大气环境质量评价等方面的研究和工作基础。 第二部分课程内容与考核目标 第一篇大气湍流微结构 1、掌握湍流脉动量标准差和湍流强度 2、掌握湍谱特征及表达方法 3、了解湍流通量观测与计算方法 第二篇空气污染扩散的基本理论 1、理解梯度输送理论和扩散模式 2、理解湍流扩散统计理论和扩散模式 3、理解湍流扩散相似理论 第三篇理想条件下空气污染物扩散 1、掌握点源、线源和面源污染物浓度的估算方法 2、掌握大气扩散参数与地面污染物浓度的估算 3、理解特殊气象条件下的污染物浓度计算公式 第四篇非均一下垫面条件下的空气污染物扩散 1、了解局地建筑物影响下的扩散过程 2、了解山地地形影响下的扩散过程
3、了解水陆交界下垫面影响下的扩散过程 第五篇控制大气化学成分的关键过程 1、了解大气化学的研究内容和研究方法 2、理解地表源、微量成分的长距离输送 3、掌握均相和非均相化学转化过程 4、掌握干、湿清除过程 第六篇大气微量成分的循环过程及大气气溶胶 1、理解大气中的水循环、氢循环、碳循环、氮循环和硫循环过程 2、理解大气气溶胶的基本特征及产生过程 3、掌握大气气溶胶的化学组成 4、掌握气溶胶来源的判别和定量分析方法 第七篇大气化学成分与全球变化 1、理解大气成分与气候的关系 2、理解大气成分在地球气候系统中的作用 第八篇大气臭氧和云雾降水化学 1、掌握光化学基础、大气氧-氮的光化学平衡理论 2、掌握平流层臭氧和对流层臭氧理论 4、理解云雾降水化学和酸沉降问题 第九篇大气化学模拟和空气污染预报 1、了解空气污染预报研究的方法 2、了解常用的大气化学和空气污染预报模式 第三部分有关说明与实施要求 1、考试目标的能力层次的表述 本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述： 较低要求——了解； 一般要求——理解、熟悉、会； 较高要求——掌握、应用。 一般来说，对概念、原理、理论知识等，可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对计算方法、应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。
大气污染课后答案-3章.docx
大气污染课后答案 -3 章
第三章大气污染气象学 3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？ 解： 由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变 化可用下式描述： dP g dZ（1） 将空气视为理想气体，即有 PV m RT 可写为m PM（2）M V RT 将（ 2）式带入（ 1），并整理，得到以下方程：dP gM dZ P RT 假定在一定范围内温度T 的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得 ln P gM Z C 即ln P2gM ( Z2 Z1 ) （3） RT P1RT 假设山脚下的气温为10。 C，带入（ 3）式得： 5009.80.029 ln 8.314Z 1000283 得Z 5.7km 即登山运动员从山脚向上爬了约 5.7km。
3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计 算各层大气的气温直减率： 1. 5 10 ， 10 30 ， 30 50 ， 1. 5 30 ， 1. 5 50 ，并判断各层大气稳定度。 高 度 1.5 10 30 50 Z/m 气 温 298 297.8 297.5 297.3 T/K 解： T 297.8 298 d ，不稳定 1.5 10 10 2.35K /100m z 1.5 T 297.5 297.8 d ，不稳定 10 30 30 1.5K /100m z 10 T 297.3 297.5 d ，不稳定 30 50 50 1.0K / 100m z 30 T 297.5 298 d ，不稳定 1.5 30 30 1.75K /100m z 1.5 T 297.3 298 d ，不稳定。 1.5 50 50 1.44K /100m z 1.5 3.3 在气压为 400 hPa 处，气块温度为 230K 。若气块绝热下降到气压为 600 hPa 处，气块温度变为多少？ 解： T 1 ( P 1 ) 0.288 ， T 0 P 0
空气污染气象学重点初稿
一. 简答 1. 简述大气稳定度的主要判据 γ和Γ分别表示气块和环境气层的垂直减温率。且假设Γ是常数。、 则气块加速度为 由于干绝热线和假绝热线同时是等位温线和等相当位温线，所以也有以下判据: 2. 影响热烟流抬升的主要因子 (1)排放源及排放烟气的性质：源排放烟气的初始动量和浮力是决定其上升高 度的基本因素。前者决定于烟气出口速度和源出口半径;后者决定于烟气密度和周围环境空气的密度差。 (2)环境大气的性质：烟气与周围空气混合的速率对烟流抬升的影响十分重要。 与混合速率有关的因子主要是平均风速和环境湍流强度，尤以前者作用更为明显。烟流所在气层的温度层结表征大气稳定度状况，是影响烟流抬升的又一个重要因子。 (3)下垫面性质：首先是地形的影响，地面粗糙度是影响湍流强弱的因素之一。
另外，复杂的地形，如坡、谷等会形成局部热力状况的特殊分布，从而影响烟流抬升。 3. 干沉降, 湿沉降 硫酸盐颗粒是大气气溶胶粒子的一个重要成分，是很好的凝结核，它往往又溶于水滴而被降水带回到地面和海洋中. 降水清除了大气中的S02和硫酸盐，这称为湿沉降. 硫酸盐颗粒本身还会逐渐沉落到地面，这些过程称为干沉降. 4. 气溶胶及其分类 气溶胶指悬浮在气体中的固体和(或)液体微粒与气体载体组成的多相体系。 大气中含有悬浮着的各种固体和液体粒子，例如尘埃、烟粒、微生物、植物的孢子和花粉，以及由水和冰组成的云雾滴、冰晶和雨雪等粒子，所以可以把空气看成是一种气溶胶. 习惯上，按尺度大小将气溶胶粒子分成三类: 爱根核(半径r< 0.1μm)、大粒子(0. 1μm
空气污染气象学教程(第二版)复习要点
1、大气是指环绕地球的全部空气的总和。 环境空气是指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气。 2、大气污染物浓度的表示方法： （1）单位体积气体内所含污染物的质量数（质量-体积浓度），常用单位mg/m 3、 μg/m 3 。 （2）污染物体积与气样总体积的比值（体积-体积浓度），常用单位ppm(百万分之一)、 ppb(十亿分之一) 。 （3） mg/m 3与ppm 的换算关系： C P （ ppm ）=22.4÷M ×C （ mg/m 3 ） 式中： Cp ——以ppm 表示的气体浓度； C ——以mg ／m 3表示的气体浓度； M ——污染物质的分子量，g ； 22.4——标准状态下(0℃，101.325kPa)气体的摩尔体积，L 3、地面辐射 6.1地面有效辐射：就是地面辐射和地面所吸收的大气逆辐射之间的差值。通常，地面温度高于大气温度，所以地面辐射要比大气逆辐射强。 6.2地面辐射差额：为地面所吸收的太阳总辐射及地面放出的长波辐射之差。当地面收入的热量多于支出的热量，则地面温度不断升高；反之，则地温不断下降。 4、干绝热直减率 干空气块（包括未饱和的湿空气块）绝热上升或下降单位高度（通常取100ｍ时）温度降低或升高的数值，称为干空气块温度绝热垂直递减率，以r d 表示。 其中：ｇ－重力加速度ｇ＝9.81ｍ／ｓ2 Cp －干空气定压比热，Cp ＝1005J ／（ｋｇ．k ） 根据计算，其值为0.985 ℃ /百米，近似看作γd=1℃/100m ，可以看成是常数。也就是说，空气在干绝热上升过程中，每上升100米，温度约下降1 ℃，每下降100米温度约升高1 ℃ 5、气温直减率：气温随高度的变化特征可以用气温垂直递减率来表示，简称气温直减率。 在大气对流层中，温度随高度升高而降低，一般情况下气温直减率平均值取0.65℃/100米。实际上，对流层内各个高度上的气温直减率变化是很大的，而且愈接近地面数值愈大，实际探测表明在离地面1.5—2米以下的空气层，数值竟可达每百米变化百度以上；从地面到2公里高处气温直减率平均约为0.3—0.4℃/100米；对流层中层（2—6公里）气温直减率平均为0.5—0.6℃/100米；在对流层上层平均为0.65—0.75℃/100米。 气温直减率在不同纬度地区、不同季节、不同天气条件下也有所变化。 定义： P d C g dZ dT dZ dT ≈-≈-='γ T ′—气块温度； T —环境温度。实际中T ′与T 之差不超过10℃， T ′/T ≈1。 推导过程如下： 由热力第一定律导出绝热过程方程式： ……① 又气压随高度变化规律： ……② 又理想气体状态方程： ……③ 将②③代入①，则得： P dP C R T dT P ?=gdZ dP g dZ dP ρρ-=?-=RT P RT PV ρ=?=p C g dZ dT -=P d C g dZ dT ≈-=∴γ
空气污染气象学期末复习
名词解释 1、空气污染气象学：是近代大气科学研究的一个新的分支学科，研究大气运动同大气中污染物相互作用的学科，它作为大气环境问题研究与应用的一个重要领域，研究排放进入大气层的空气污染物的扩散稀释、转化、迁移和清楚的规律, 模拟并预测空气污染物的浓度分布及其对环境空气质量的影响。 2、空气污染：由于人或自然的因素，使大气组成的成分、结构和状态发生变化，与原本情况比，增加了有害物质（称之为空气污染物），使环境空气质量恶化，扰乱并破坏了人类的正常生活环境和生态系统，从而构成了空气污染。 3、空气污染物：指以各种方式排放进入大气层，并且有可能对人和生物、建筑材料以及整个大气环境构成危害或带來不利影响的物质。 4、大气环境容量：指在自然净化能力之内所允许的污染物排放量。 5、一次污染物:原始排放的直接污染大气的污染物质。 主要有二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、二氧化氮、颗粒物（飘尘、降尘、油烟等）、氨气、及含氧、氮、氯、硫有机化合物以及放射性物质等 二次污染物：经化学反应生成的新的污染物质。光化学烟雾等（洛杉矶） 6、根据污染物的物理形态和化学成分，分为： 颗粒污染物（TSP）?碳氧化物（C02, CO等）?氮氧化物（NO, N02等）硫化物（S02 卤化物（HF, CL2, HCL）碳氢化合物（烷炷、烯婭及芳婭）氧化剂（03等）放射性物质 TSP：以固体或液体形式存在于空气介质中的分散体，自分子大小到大于10微米粒径的各种微粒，称为TSP。 7、空气污染物浓度的两种表示方法 ?质量浓度：mg∕m3 体积浓度：PPllI IPPm表示106kg中有Ikg溶质 8、空气污染源：自然源与人工源（P3） 从不同角度对污染源进行分类： ?按照人类活动内容分类按照污染物排放方式分类按照污染物排放位置分类 ?按照污染物排放髙度分类按照污染物排放口的形式分类 9、研究方法
空气污染气象学复习资料
名词解释： 1、 空气污染气象学：是近代大气科学研究的一个新的分支学科，研究大气运动同大气 中污染物相互作用的学科，它作为大气环境问题研究与应用的一个重要领域，研究排放进入大气层的空气污染物的扩散稀释、转化、迁移和清楚的规律，模拟并预测空气污染物的浓度分布及其对环境空气质量的影响。 2、 气象要素：构成和反映大气状态和大气现象的基本因素，简称为大气状态的物理现象和物理量。 3、 风：空气相对于地面的水平运动成为风，它有方向和大小，是矢量。 4、 湍流：是一种不规则运动，其特征是时空随机变量，包括机械因素和热力因素，由机械或动力作用生成的是机械湍流，地表非均一性和粗糙度均可产生这种机械湍流活动。由各种热力因子的热力作用诱发形成的湍流称热力湍流，一般情况下，大气湍流的强弱取决于热力和动力两种因子。在气温垂直分布呈强递减时，热力因子起主要作用，而在中性层结情况下，动力因子往往起主要作用。 5、 大气温度：指1.5米的百叶箱温度。 6、 干绝热递减率： 绝热垂直递减率（绝热直减率）：气块在绝热过程中，垂直方向上每升降单位距离时的温度变化值。（通常取100m ），单位：℃/100m 。 7、 干绝热垂直递减率γd （干绝热直减率）: 干气块（包括未饱和湿空气）在绝热过程 中，垂直方向上每升降单位距离的温度变化值。（通常取100米），根据计算，得到γd 约为0.98℃/100m ，近似1℃/100m 。 8、 混合层高度：在实践中，经常会出现这样的温度层结：低层是不稳定的大气 ，在离地面几百到上千米高空存在一个明显的逆温层，即通常所说的上部逆温的情况，它使污染物的垂直扩散受到限制，实际上只能在地面至逆温的扩散叫“封闭型”扩散。存在封闭型扩散的空气层称混合层。上部稳定层结的底部的高度称为混合层高度。 9、 地面绝对最大浓度：两种作用的结果:定会在某一风速下出现地面最大浓度的极大值,称为地面绝对最大浓度,用Cabsm ，出现最大浓度的风速称为危险风速 10、 烟气抬升高度：烟囱高度He 为烟囱的有效高度.这个高度就是烟流中心线完全变成水平时的高度.它等于烟囱的实际高度Hs 和烟气的抬升高度△H 之和. He= Hs+ △H 11、 烟流宽度2y0(或2z0)定义为烟流中心线至等于烟流中心线浓度十分之一处的距离的 二倍。由正态分布模式有2y0=4.30 σy 或2z0=4.30 σz 12、 局地风：局部地区由于地形地物的影响，引起近地层大气的增热和冷却速度不同，从而引起了局部空气的环流，即形成特殊的风场，称为局地风 13、 移动线源：能够在横风向相同距离处造成污染物浓度相等的连续点源或城市街道,公路上行驶的汽车都可视为线源,后者称移动线源 14、 无线线源：构成线源相侧污染物稳定浓度场的线源称为无限线源。 15、 风向频率：是指一定时间内（年或月），某风向出现次数占各风向出现总次数的百分率。 16、 污染系数：表示风向、风速综合作用对空气污染物扩散影响程度。 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 %100
污染气象学
1.空气污染一般是指：由于人为或自然的因素，使大气组成的成分，结构和状 态发生变化，与原本情况比增加了有害物质(称之为空气污染物)，使环境空气质量恶化，扰乱并破坏了人类的正常生活环境和生态系统，从而构成空气污染（科学定义）。 2.空气污染源分为两类：人工源和自然源。 3.大气污染物（ppm，mg/m3）：以各种方式排放进入大气层并有可能对人和 生物、建筑材料以及整个大气环境构成危害或带来不利影响的物质。按照其产生方式可分为：一次、二次污染物。 一次大气污染物: 直接以原始形态排放入大气中并达到足够的排放量从而造成健康威胁的污染物。 二次大气污染物指大气中的一次污染物通过化学反应生成的化学物质。 4.P-T法确定稳定度类别分ABCDEF类，依次规定为极不稳定，中等不稳 定，弱不稳定，中性，弱稳定，中等稳定状况。 P-T-C法确定稳定度的具体过程：1.先计算太阳高度角；2.由云量和太阳高度角按表查出太阳辐射等级； 3.由太阳辐射等级与风速按表查出稳定度类别。 5.源强：表示污染源排放污染物质量的速率。 源强的单位：对点源，g/s或kg/s；对线源，g/(s.m)；对面源，g/(s.)或kg/(h.k)；对瞬时源，kg或g。 6.南极臭氧空洞：每年的春季（9、10月）在南极上空会出现一个面积与极涡 范围相当的臭氧弄对低质区。 7.大气的自净能力: 由于大气自身的运动，使得大气污染物输送、稀释、扩 散，从而起到对大气的净化作用。机制:大气输送，大气扩散，沉降和化学转化。 8.逆温：递减率<0的大气层与正常情况完全相反的现象称为逆温，这样的气 层称为逆温层。 逆温分类及特征：根据逆温产生的原因不同，可分为辐射性逆温、沉降性逆温、湍流性逆温、锋面逆温和地形逆温五种。 逆温研究关注点（实际）：逆温的频率、厚度、强度、种类、生消规律。 对污染物扩散的影响：由于逆温层的存在，大大抑制了对流，使大气处于稳定状态，像一个盖子一样阻碍着大气的垂直运动。若逆温层存在于近地层，处于近地层内的污染物和水汽凝结物因不易向上传送而积聚，导致逆温层内空气质量下降，能见度降低。因此严重的大气污染往往发生在逆温及无风的天气。熏烟通常发生在太阳出现后一个小时，持续时间大约1小时 9.有效源高H ：它包含烟囱高度和烟流的抬升高度，称之为烟流的有效源 高。 10.烟流抬升：计算公式：霍兰德、国标。 四个阶段：喷出阶段、浮升阶段、瓦解阶段、变平阶段。 11. 大气边界层：大气边界层有别于其上自由的基本特点就是其运动的湍流性。
大气污染控制工程第三版课后习题答案(18章全)
大气污染控制工程课后作业习题解答 第一章 概 论 1.1 解： 按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。质量百分数为 %51.75%1001 97.2801.28781.0%2=???=N ，%08.23%1001 97.2800.32209.0%2=???= O ； %29.1%1001 97.2894 .3900934.0%=???= Ar ，%05.0%1001 97.2801 .4400033.0%2=???= CO 。 1.2 解： 由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下： SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为 mol 643.444 .221013 =?。故三种污染物体积百分数分别为： SO 2： ppm 052.0643.446410 15.03 =??-，NO 2： ppm 058.0643 .444610 12.03 =??- CO ： ppm 20.3643 .442810 00.43 =??-。 1.3 解： 1）ρ（g/m 3 N ）3 3 4 /031.110 4.22154 10 50.1N m g =???= -- c （mol/m 3 N ）3 3 3 4/10 70.610 4.221050.1N m mol ---?=??= 。 2）每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg 1.4 解： 每小时沉积量200×（500×15×60×10－6 ）×0.12g μ=10.8g μ 1.5 解： 由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=210
3《大气污染控制工程》第三章解析
第三章大气污染气象学 为了有效地控制大气污染．除需采取安装净化装置等各种技术措施外，还需充分利用大气对污染物的扩散和稀释能力。污染物从污染源排到大气中的扩散过程，与排放源本身的特性、气象条件、地面特征和周围地区建筑物分布等因素有关。本章主要对大气污染气象学的基本知识作一扼要介绍。 第一节大气圈结构及气象要素 一、大气圈垂直结构 地球表面环绕着在层很厚的气体，称为环境大气或地球大气，简称大气。大气是自然环境的重要组成部分，是人类及生物赖以生存的必不可少的物质。 大气圈的垂直结构是指气象要素的垂直分布情况；如气温、气压、大气密度和大气成分的垂直分布等。 根据气温在垂直于下垫面(即地球表面情况)方向上的分布，可将大气分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。 1.对流层 对流层是大气层最低的一层；平均厚度为12公里。由于对流程度在热带要比寒带强烈，故自下垫面算起的对流层的厚度随纬度增加而降低，赤道处约为16～17km,中纬度地区约10～12km，两极附近只有8～9km。 ①对流层的主要特征是： (1)对流层虽然较薄，但却集中了整个大气质量的3／4和几乎全部水汽，主要的大气现象都发生在这一层中，它是天气变化最复杂、对人类活动影响最大的一层； (2)气温随高度增加而降低，每升高100 m平均降温约0.65℃； (3)空气具有强烈的对流运动，大气垂直混合激烈。主要由于下垫面受热不均及其本身特性不同造成的。 (4)温度和湿度的水平分布不均匀；例如在热带海洋上空，空气比较温暖潮湿，在高纬度内陆上空，空气比较寒冷干燥，因此也经常发生大规模空气的水平运动。 ②对流层亚层分层情况： (1)对流层的下层，厚度约为1～2km，其中气流受地面阻滞和摩擦的影响很大，称为大气边界层(或摩擦层)。 (2)其中从地面到50～100m左右的一层又称近地层。在近地层中，垂直方向上热量和动量的交换甚微，所以温差很大，可达1～2℃。 (3)在近地层以上，气流受地面摩擦的影响越来越小。在大气边界层以上的气流，几乎不受地面摩擦的影响，所以称为自由大气层。 大气边界层特征： 在大气边界层中，由于受地面冷热的直接影响，所以气温的日变化很明显，特别是近地层，昼夜可相差十儿乃至几十度。出于气流运动受地面摩擦的影响，故风速随高度的增高而增大。在
第三版大气污染控制工程课后答案
大气污染控制工程 课后答案 （第三版）主编：郝吉明马广大王书肖 目录 第一章概论 第二章燃烧与大气污染 第三章大气污染气象学 第四章大气扩散浓度估算模式 第五章颗粒污染物控制技术基础 第六章除尘装置 第七章气态污染物控制技术基础 第八章硫氧化物的污染控制 第九章固定源氮氧化物污染控制 第十章挥发性有机物污染控制 第十一章城市机动车污染控制
第一章 概 论 1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。质量百分数为 %51.75%100197.2801.28781.0%2=???= N ，%08.23%100197.2800 .32209.0%2=???=O ； % 29.1%1001 97.2894 .3900934.0%=???=Ar ，%05.0%100197.2801 .4400033.0%2=???=CO 。 1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。 解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下： SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。按标准状态下1m 3 干空气计算，其摩尔数为mol 643.444 .221013 =?。故三种污染物体积百分数分别为：
SO 2： ppm 052.0643.44641015.03=??-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03 =??- CO ： ppm 20.3643 .44281000.43 =??-。 1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？ 解：1）ρ（g/m 3 N ）3 3 4/031.110 4.221541050.1N m g =???=-- c （mol/m 3 N ）3 33 4/1070.610 4.221050.1N m mol ---?=??=。 2）每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg 1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm 3，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200g μ/m 3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。 解：每小时沉积量200×（500×15×60×10－6）×0.12g μ=10.8g μ 1.5 设人体肺中的气体含CO 为2.2×10－4，平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变，求COHb 浓度最终将达到饱和水平的百分率。 解：由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=210 2369.0105.19102.22102 4 22=???==--∝O p p M Hb O COHb ， COHb 饱和度%15.192369 .012369 .0/1/222=+=+=+= Hb O COHb Hb O COHb Hb O COHb COHb CO ρ 1.6 设人体内有4800mL 血液，每100mL 血液中含20mL 氧。从事重体