大氣污染物的遷移劉娟

大氣中污染物的遷移8163329

劉娟

大氣中污染物的遷移遷移的定義溫度層結與大氣污染物的遷移風和湍流對大氣污染物遷移的影響干、濕沉降對大氣污染物遷移的影響其它氣象因素對大氣污染物遷移的影響地理地勢對大氣污染物遷移的影響遷移大氣中污染物的遷移污染物由于空氣的運動而使其傳輸和分散的過程。原因空氣的運動水平運動——風垂直運動——對流動力源：溫度差異（二）大氣穩(wěn)定度（一）氣溫遞減與溫度層結（三）逆溫溫度層結與大氣污染物的遷移溫度層結:大氣垂直方向上的溫度分布，稱為大氣溫度層結。

（一）氣溫遞減與溫度層結氣塊的絕熱過程和干絕熱遞減率氣團運動的絕熱過程：?

空氣移動,高壓區(qū)→低壓，膨脹降溫，壓縮升溫。?

當氣團在水平方向運動,非絕熱過程。?

當氣團作垂直升降運動時，近似為絕熱過程。

當空氣團（污染氣團）受到對流沖擊力的作用時，產生了向上或向下的運動。空氣團在大氣中的升降過程可看做絕熱過程。氣溫垂直遞減率和干絕熱遞減率

?

然而，一般氣團中都含有水蒸氣，冷凝放潛熱，得到溫度的垂直遞減率（r）,冷卻速率為0.65℃/100m。?

當污染源排放的污染剛進入大氣環(huán)境的時候，可視為一個絕熱過程。膨脹降溫壓縮升溫暖氣團冷氣團高溫暖氣團傾向于從地表移動到低壓的高處，氣團絕熱膨脹并降溫。若沒有水汽凝結，冷卻速率為0.98℃/100m，稱為溫度的干絕熱遞減率（rd）。大氣溫度層結有四種類型：Γ＞0，氣溫隨高度遞減，稱正常分布層結或遞減層結；一般出現(xiàn)在晴朗的白天，風速不大時；Γ

=0，氣溫基本不隨高度變化，稱等溫層結;一般出現(xiàn)在多云天或陰天，風速較大時；

Γ＜0,氣溫隨高度增加，稱逆溫層結；一般出現(xiàn)在少云無風的夜晚；近地層實際大氣情況非常復雜，各種氣象條件均可影響到氣溫的垂直分布，因此實際大氣與標準大氣的氣溫垂直分布有很大不同。大氣穩(wěn)定度的含義

污染物在大氣中的遷移與大氣穩(wěn)定度有密切的關系，大氣穩(wěn)定度是指在垂直方向上大氣穩(wěn)定的程度。

在垂直方向大氣的穩(wěn)定程度，表達大氣在垂直方向上對流運動強弱；大氣穩(wěn)定度與近地層大氣垂直方向的溫度分布有關。（二）大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度的判據假如一空氣塊由于某種原因受到外力的作用，產生了上升或下降運動，但外力去除后，氣團繼續(xù)運動的趨勢存在三種可能情況：r<rd穩(wěn)定r>rd不穩(wěn)定當r<rd時，氣團離開原來位置上升到某一高度時，由于r<rd，所以氣團內降溫（速率為rd）要比氣團外降溫（速率為r）幅度大，相同起始溫度情況下，氣團內溫度會比氣團外溫度低，所以氣團有回歸趨勢。當r〉rd時，氣團離開原來位置上升到某一高度時，由于r〉rd，所以氣團內降溫（速率為rd）要比氣團外降溫（速率為r）幅度小，相同起始溫度情況下，氣團內溫度會比氣團外溫度高，所以氣團有繼續(xù)移動離開趨勢。Γ

=Γd時，氣層對氣團既不加速也不減速，氣團被推在某一高度時保持不動，大氣處于中性平衡狀態(tài)。逆溫：r＜0

,即氣溫隨高度增加而增加的現(xiàn)象稱為逆溫。（三）逆溫逆溫層：出現(xiàn)逆溫的大氣層稱為逆溫層。逆溫高度與逆溫強度：逆溫層的下限稱為逆溫高度，上下限的溫度差，稱逆溫強度。2種常見典型逆溫的形成1、輻射逆溫（最常見地面逆溫）晴朗無云，無風夜晚，沒有云層阻擋，由于強烈的有效長波輻射，使地面和近地層大氣輻射出大量的熱量，溫度過度降低，上層空氣降溫較慢而形成上暖下冷的逆溫現(xiàn)象（地面冷）。一般日出后，太陽輻射使地面增溫，逆溫就逐漸自下而上消失了。輻射逆溫特點2、下沉逆溫下沉逆溫多出現(xiàn)在離地面1000米以上的高空，厚度可達數(shù)百米。當某氣層產生下沉運動時，因氣壓逐漸增大以及由于氣層向水平方向擴散，使氣層厚度減小。氣團下沉過程中，絕熱壓縮，頂部下降距離大，增溫多，底部下降距離相對小，增溫少，因此形成頂部溫度高，底部溫度低的氣團。因為h>h’,所以H>H’。下沉氣流絕熱增溫而形成的逆溫。有利天氣條件是：極地冷高壓或副熱帶高壓控制下的晴好天氣，高壓中心附近有持久而強盛的下沉運動。

逆溫對大氣污染物擴散的影響逆溫層對空氣的垂直對流運動的發(fā)展是巨大的障礙，如同蓋子，對污染物的擴散起阻擋作用，故稱它為阻擋層。阻擋層的存在嚴重阻礙了地面帶有污染物的氣團的上升運動，使大氣污染物停滯在接近地面的大氣層中，加劇大氣污染的程度。溫度層結決定大氣穩(wěn)定度影響亂流強度污染物遷移影響Γ

>Γd，大氣不穩(wěn)定，利于遷移Γ

﹤Γd，大氣穩(wěn)定，不利于遷移Γ

=Γd，大氣中性穩(wěn)定，介于二者之間Γ

﹤0，逆溫，大氣非常穩(wěn)定，十分不利于遷移嚴重污染造成小結（一）風的影響風-----空氣的水平運動。輸送作用---污染物向下風向輸送，風向影響著污染物的遷移方向。稀釋作用---風速大小決定著污染物的遷移和稀釋的速度，影響著污染物的輸送距離風和湍流的影響風向頻率---某方向的風占全年各風向總和的百分率。風向玫瑰圖（二）氣流擴散湍流的影響動力湍流（亂流）：也稱湍流，起因于有規(guī)律水平運動的氣流遇到起伏不平的地形擾動所產生，它們主要取決于風速梯度和地面粗糙等。熱力湍流（亂流）：也稱對流，起因于地表面溫度與地表面附近的溫度不均一，近地面空氣受熱膨脹而上升，隨之上面的冷空氣下降，從而形成垂直運動。湍流-----大氣的無規(guī)則運動。湍流是大氣污染物擴散的主要原因。湍流對污染物擴散的影響風湍流風可使污染物向下風向擴散，湍流可使污染物向各方向擴散。風速越大，湍流越強，污染物的擴散速度就越快，污染物濃度就越低。

小結風和湍流是決定污染物在大氣中擴散稀釋最直接最本質的因素。干濕沉降對污染物遷移的影響

其它氣象因素對污染物遷移的影響天氣形勢是指大范圍氣壓分布的狀況。天氣形勢高壓控制小風速、穩(wěn)定層結（逆溫）不利于遷移低壓控制風速較大、大氣不穩(wěn)定、伴有降水有利于遷移天氣形勢的影響霧的影響霧像一頂蓋子，不利于遷移，加劇空氣污染狀況。

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，減輕大氣污染程度。地理地勢對污染物遷移的影響（一）地形地物的影響（二）局地環(huán)流的影響

地形地勢對大氣污染物的遷移和濃度分布有重要影響。地形地勢千差萬別，但對大氣物遷移擴散的影響其本質上都是通過改變局部地區(qū)氣象條件來實現(xiàn)的。海陸風的影響山谷風的影響城郊風的影響

地貌（地面自然物和建筑物）影響風速和風向，故影響污染物的擴散。山谷盆地，地形屏障影響，靜風、小風比重大，不利于大氣污染物的擴散。城市中的高層建筑物，在局部地區(qū)產生渦流，不利于大氣污染的擴散。（一）地形地物的影響

由于陸地和海洋的熱力差異而引起。發(fā)生在海陸交界地界，以小時為周期的一種大氣局地環(huán)流。造成污染物在海陸之間反復運移，影響擴散。（二）局地環(huán)流的影響海陸風的影響熱氣流上升冷氣流下降陸地海洋海風白天表面溫度高表面溫度低陸風海陸風海風熱氣流上升冷氣流下降陸地海洋陸風夜晚表面溫度高表面溫度低海風海陸風陸風山谷風對污染物輸送有明顯的影響。吹山風時排放的污染物向外流出，若不久轉為谷風，被污染的空氣又被帶回谷內。特別是山谷風交替時，風向不穩(wěn)，時進時出，反復循