能見度與大氣污染ppt課件

精選,姓名：張琦學(xué)號(hào)：2120140591,大氣能見度及細(xì)顆粒物的消光作用淺談,能見度,近年來，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，灰霾天氣已成為一種常見環(huán)境災(zāi)害污染事件。,灰霾天氣下常常伴隨著能見度惡化事件。能見度下降會(huì)導(dǎo)致視野模糊不清，使交通受阻，給人們的生活造成極大不便。,精選,主要介紹內(nèi)容,精選,什么是大氣能見度？,通常的能見度系指水平能見度，即指視力正常的人在當(dāng)時(shí)天氣條件下，能夠從天空背景中看到和辨認(rèn)出的目標(biāo)物(黑色、大小適度)最大水平距離，或夜間能看到和確定出的一定強(qiáng)度燈光的最大水平距離。,能見度,精選,能見度,2.造成能見度下降的原因？能見度是一種復(fù)雜的大氣現(xiàn)象，與空氣質(zhì)量和氣象條件密切相關(guān)，是大、中、小尺度天氣系統(tǒng)和包括大氣化學(xué)反應(yīng)的空氣污染過程共同作用的結(jié)果。,精選,能見度,在沒有氣溶膠顆粒物存在時(shí)，觀察者能見度最遠(yuǎn)可以達(dá)到300km（Jacob1999）,它只受到氣體的Rayleigh散射和吸收的而影響。而在大氣污染較為嚴(yán)重的城市，其能見度可以降低一個(gè)數(shù)量級(jí)甚至更多。,那么，顆粒物是怎樣影響能見度的呢？,精選,3.顆粒物的消光作用自20世紀(jì)70-80年代以來，中國(guó)已有不少學(xué)者對(duì)大氣能見度進(jìn)行了深入的研究。有研究表明，大氣污染物尤其是大氣顆粒物對(duì)可見光吸收和散射所產(chǎn)生的消光作用是能見度降低的主要因素,可貢獻(xiàn)城市大氣總消光系數(shù)的80%90%1。,參考文獻(xiàn)：,1陳義珍,趙丹,柴發(fā)合,等.廣州市與北京市大氣能見度與顆粒物質(zhì)量濃度的關(guān)系J.中國(guó)環(huán)境科學(xué),2010,31(7):967-971.,顆粒物的消光作用,觀察者,氣溶膠顆粒物,天空背景,氣溶膠顆粒物導(dǎo)致能見度降低示意圖,消光=散射+吸收,精選,顆粒物的消光作用,4.顆粒物的消光作用受到哪些因素的影響？,精選,低能見度下細(xì)顆粒物的個(gè)數(shù)明顯增多,精選,數(shù)濃度對(duì)消光的影響,顆粒物的質(zhì)量濃度與散射效率隨粒徑的變化WilliamC.Malm,Introductiontovisibility,精選,MinHu,etal.Environ.Sci.Technol.2012,46:99419947,顆粒物組分的粒徑分布,精選,顆粒物成分與混合狀態(tài)對(duì)消光的影響,五種主要的消光成分,氣溶膠混合狀態(tài),精選,相對(duì)濕度對(duì)消光的影響,硫酸鹽的形成及吸濕增長(zhǎng)WilliamC.Malm,Introductiontovisibility,與氣象條件（濕度）有關(guān)，硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽等吸濕長(zhǎng)大到有效消光的粒徑；在相對(duì)濕度80時(shí)，同樣質(zhì)量顆粒物的消光作用是干顆粒物的1.5倍以上。,精選,顆粒物的消光作用,5.Mie散射理論及Mie模型Mie理論可基于顆粒物微物理和化學(xué)性質(zhì)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用Mie模型可以計(jì)算顆粒物光學(xué)特征參數(shù)。1908年，GustavMie建立了用于解釋懸浮于水中的金質(zhì)顆粒物對(duì)光散射和吸收后變化色彩的復(fù)雜現(xiàn)象的理論，該理論名稱就是“Mie理論”3。采用Mie理論，可以得到顆粒物的消光、散射，以及散射光強(qiáng)在各個(gè)散射角度分布的解析表達(dá)式。,參考文獻(xiàn)：,3BohrenCF，HuffillanDRAbsorption&ScatteringofLightbySmallParticlesNewYork：JohnWileySonsInc，1983,精選,Mie理論假設(shè)顆粒物滿足單散射條件，即：1.顆粒物總數(shù)足夠少；2.顆粒物間的間距足夠大；3.在任何顆粒物的周圍，所有顆粒物的總散射場(chǎng)與外場(chǎng)相比很??；這樣，就可以通過簡(jiǎn)單加和單個(gè)獨(dú)立顆粒物的散射場(chǎng)來計(jì)算全部顆粒物的總散射場(chǎng)?？傮w說來，一般大氣氣溶膠體系是被認(rèn)為滿足以上假設(shè)條件的。,顆粒物的消光作用,精選,對(duì)于已知數(shù)濃度粒徑分布的顆粒物群，其消光，散射可以通過對(duì)所有單顆粒物的相應(yīng)積分得到。而吸收系數(shù)則是其消光系數(shù)和散射系數(shù)之差。相應(yīng)公式如下：,顆粒物的消光作用,精選,如果考慮相對(duì)濕度的影響，上述公式中會(huì)加入吸濕增長(zhǎng)因子。通常情況下，當(dāng)相對(duì)濕度大于60%時(shí)，濕度會(huì)成為影響消光系數(shù)的主導(dǎo)因素,精選,利用Mie理論模型計(jì)算灰霾天氣下細(xì)顆粒物的消光。,顆粒物的消光作用,精選,能見度下降的來源解析,精選,CMB模型-Mie理論的耦合模型,4、確定第j個(gè)源對(duì)于受體細(xì)顆粒物消光系數(shù)的的相對(duì)貢獻(xiàn)。,3、確定第j個(gè)源就受體細(xì)顆粒物中第i種化學(xué)組分對(duì)于