湖南环境生物学院：《环境评价与系统分析》 第五章 大气环境质量评价及影响预测

环境质量评价与系统分析 湖南环境生物学院环科系 彭亮

环境质量评价与系统分析 湖南环境生物学院环科系 彭 亮

大气环境质量评价及影响预测 5.1大气层和大气污染 5.2大气边界层的温度场 5.3湍流扩散的基本理论 5.4烟气抬升与地面最大浓度计算 5.5点源特殊扩散模式 5.6非点源扩散模式 5.7大气湍流扩散参数的计算和测量 5.8大气环境影响评价及预测

大气环境质量评价及影响预测 5.1 大气层和大气污染 5.2 大气边界层的温度场 5.3 湍流扩散的基本理论 5.4 烟气抬升与地面最大浓度计算 5.5 点源特殊扩散模式 5.6 非点源扩散模式 5.7 大气湍流扩散参数的计算和测量 5.8 大气环境影响评价及预测

5.1大气层和大气污染 口1.低层大气的组成 口2.描述大气的物理量 包围氫鑤的氯深大气的点体单有害米 地表的 !准获非 12少3竞 向上 Embar i Pa 8曰生需职99 1325Pa= 如p=-n8t=302√F3(km/h) 风力计算 风速廓线

5.1 大气层和大气污染  1．低层大气的组成  2.描述大气的物理量 dp = −gdz 3.02 ( / ) 3 u = F km h p z z u u ( ) 1 2 2 = 1 包围地球的整个大气圈的总体为大气，大气在 地表的密度在标准状态下每升重1.293克，愈 向上愈稀薄。 组成：干洁空气、水汽、污染物 气温、气湿、气压（大气压力的单位有毫米汞 柱(mmHg)、标准大气压(atm)、巴(bar)、 毫巴(mbar)、帕(Pa （N/m2）)； ） 1atm = 76 mmHg = 101325Pa = 1013．25mbar 风力计算 风速廓线

外逸层 Thermosphere 100 60 热成层 Mesopause 大气的 结构和 Mesosphere 中间 组成 Stratopause 平流层 臭箠 20 30卜 Stratosphere 20 对流层 Everest Troposphere Temperature 1+1501-01-101ogs 80 40 -20 0

大气的 结构和 组成 对流层 平流层 中间层 外逸层 臭氧 热成层

大气层的结构和组成 大属洞气仝体氧、氩合占总体积 的99.96%,余为氖、氦、氨、氙、氢等微 气量气体 自110千米向上原子氧逐渐增加,直到主要 是原子氧的层,再向上为原子氦层(高100 0-2400千米)和气原子氢层(2400 千米以上)。 口臭氧主要分布在10-50千米之间的气层气 内,特别集中在20-30千米范围内 口大气按温度高度的变化,可分为对流层、平流 层、中层、热层及外逸层

大气层的结构和组成  大气属于混气合气体，氮、氧、氩合占总体积 的９９.９６％，余为氖、氦、氨、氙、氢等微 气量气体。 自１１０千米向上原子氧逐渐增加，直到主要 是原子氧的层，再向上为原子氦层（高１００ ０—２４００千米）和气原子氢层（２４００ 千米以上）。  臭氧主要分布在１０—５０千米之间的气层气 内，特别集中在２０—３０千米范围内  大气按温度高度的变化，可分为对流层、平流 层、中层、热层及外逸层

1.对流层; 对流层是指由下垫面算起,到平均高度为12km的一层大 对流层的上界高度是随纬度和季节而变化的,在热带 平均为17—18km,温带平均为10-12km,高纬度和两 极地区为89km夏季对流层上界高度大于冬季的。对 流层具有下述四个主要特点 口(1)气温随高度的增加而降低,由下垫面至高空每 高差109m气温约平均降低0.65°℃C

1．对流层； 对流层是指由下垫面算起，到平均高度为12km的一层大 气。 对流层的上界高度是随纬度和季节而变化的，在热带 平均为17—18km，温带平均为10一12km，高纬度和两 极地区为8—9km夏季对流层上界高度大于冬季的。对 流层具有下述四个主要特点。  (1) 气温随高度的增加而降低，由下垫面至高空每 高差109m气温约平均降低0.65℃

1.对流层; 口(2)对流层内有强烈的对流运动。这主要是由于下垫 面执不均幻玉执面物性不同所产生的。一般是低纬 度的对流运动较强,高纬度地区的对流运动较弱。由于 对流运动的存在,使高低层之间发生空气质量交换及热 量交换,大气趋于均匀 口(3)对流层的空气密度最大,虽然该层很薄,但却集 中了全部大气质量的3/4并且几乎集中了大气中的全部 水汽;云、雾、雨、雪等大气现象都发生在这层 口(4)气象要素水平分布不均匀,特别是冷、暖气团的 过渡带,即所谓锋区。在这里往往有复杂的天气现象发 生,如寒潮、梅雨、暴雨、大风、冰雹等

1．对流层；  (2) 对流层内有强烈的对流运动。这主要是由于下垫 面受热不均匀及下垫面物性不同所产生的。一般是低纬 度的对流运动较强，高纬度地区的对流运动较弱。由于 对流运动的存在，使高低层之间发生空气质量交换及热 量交换，大气趋于均匀。  (3) 对流层的空气密度最大，虽然该层很薄，但却集 中了全部大气质量的3/4并且几乎集中了大气中的全部 水汽；云、雾、雨、雪等大气现象都发生在这层。  (4) 气象要素水平分布不均匀，特别是冷、暖气团的 过渡带，即所谓锋区。在这里往往有复杂的天气现象发 生，如寒潮、梅雨、暴雨、大风、冰雹等

2.平流层 商度的一层称为平流层 从对流层顶到30-35km这一层,气温几乎不随高度而 变化,故有同温层之称。从这以上到平流层顶,气温 随高度升高而上升,形成逆温层,故有暖层之称。由 于平流层基本是逆温层,故没有强烈的对流运动;空 气垂直混合微弱,气流平稳。水汽、尘埃都很少,很 少有云出现,大气透明度良好。对流层和平流层交界 处的过渡层称为对流层顶。它约数百米到2km厚;最 大可达4-—5km厚。对流层顶的气温在铅直方向的分布 呈等温或逆温型。因此,它的气温直减率与对流层的 相比发生了突变,往往利用这一点作为确定对流层顶 高度的一种依据

2．平流层  从对流层顶到离下垫面55km高度的一层称为平流层。 从对流层顶到30 -35km这一层，气温几乎不随高度而 变化，故有同温层之称。从这以上到平流层顶，气温 随高度升高而上升，形成逆温层，故有暖层之称。由 于平流层基本是逆温层，故没有强烈的对流运动；空 气垂直混合微弱，气流平稳。水汽、尘埃都很少，很 少有云出现，大气透明度良好。对流层和平流层交界 处的过渡层称为对流层顶。它约数百米到2km厚；最 大可达4—5km厚。对流层顶的气温在铅直方向的分布 呈等温或逆温型。因此，它的气温直减率与对流层的 相比发生了突变，往往利用这一点作为确定对流层顶 高度的一种依据

3.中间层 口从下垫面算起的55—85km高度的一层称为中 间层。气温随高度的增高而降低,大约高度 每增高1km气温降:低1℃C;空气有强烈的对 流运动,垂直混合明显;故有高空对流层之 称

3．中间层  从下垫面算起的55—85km高度的一层称为中 间层。气温随高度的增高而降低，大约高度 每增高1km气温降：低1℃；空气有强烈的对 流运动，垂直混合明显；故有高空对流层之 称

4.热成层5.散逸层 口从下坐算疋85-800km左石高度的一层称为热成层或 热层。气温随高度增高而迅速增高,在300km高度上, 气温可达1000℃以上。该层空气在强烈的太阳紫外线 和宇宙射线作用下,处在高度的电离状态,故有电离 层之称。电离层具有反射无线电波的能力。因此它在 无线电通讯上有重要意义。 口热成层顶以上的大气层,统称为散逸层。该层气温极 高,空气稀薄,大气粒子运动速度很髙,常可以摆脱 地球引力而散逸到太空中去,故称散逸层

4．热成层 5．散逸层  从下垫面算起85—800km左右高度的一层称为热成层或 热层。气温随高度增高而迅速增高，在300km高度上， 气温可达1000℃以上。该层空气在强烈的太阳紫外线 和宇宙射线作用下，处在高度的电离状态，故有电离 层之称。电离层具有反射无线电波的能力。因此它在 无线电通讯上有重要意义。  热成层顶以上的大气层，统称为散逸层。该层气温极 高，空气稀薄，大气粒子运动速度很高，常可以摆脱 地球引力而散逸到太空中去，故称散逸层