大氣污染擴(kuò)散基礎(chǔ)-影響大氣污染物擴(kuò)散的因素（大氣污染治理）

大氣擴(kuò)散基礎(chǔ)知識

城市下墊面對大氣污染物擴(kuò)散的影響影響大氣污染物擴(kuò)散的因素（1）風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散和輸送的影響（2）湍流對大氣污染物的影響（3）大氣穩(wěn)定度與逆溫對大氣污染的影響（4）城市下墊面對大氣污染物擴(kuò)散的影響（5）地形對大氣污染擴(kuò)散的影響（6）海陸風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散的影響（7）降水對大氣污染擴(kuò)散城市下墊面對大氣污染物擴(kuò)散的影響城市下墊面的特點：人口密集、工業(yè)集中、能耗水平高；城市建筑物、水泥路面熱容大，白天吸收太陽輻射快，夜間放熱慢；城市上空籠罩著一層煙霧和二氧化碳，地面有效輻射冷卻效應(yīng)減弱。后果：城市平均氣溫比鄉(xiāng)村高，氣壓比鄉(xiāng)村低，形成一股從周圍農(nóng)村吹向城市的特殊氣流——熱島環(huán)流或城市風(fēng)。由城市熱島效應(yīng)示意圖可知：城市中心的氣溫高于郊區(qū)，城郊居民區(qū)的氣溫高于農(nóng)田。城市熱島效應(yīng)：城市化的發(fā)展導(dǎo)致城市中的氣溫高于外圍郊區(qū)，使城市猶如一個溫暖的島嶼的現(xiàn)象。由于城市熱島的存在，引起空氣在城市上升，在郊區(qū)下沉，在城市與郊區(qū)之間形成小型的熱力環(huán)流，稱為城市風(fēng)。由于城市風(fēng)的出現(xiàn)，城區(qū)工廠排出的污染物隨上升氣流而上升，籠罩在城市上空，并由高空流向郊區(qū)，將郊區(qū)工廠的大氣污染物帶到城區(qū)，加上城區(qū)污染源多，使城市的空氣污染更加嚴(yán)重。將污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)布局在城市風(fēng)的影響范圍之外，避免這些工廠排出的污染物從近地面流向城區(qū)。（4）城市下墊面對大氣污染物擴(kuò)散的影響大氣擴(kuò)散基礎(chǔ)知識大氣擴(kuò)散參數(shù)（σy、σz）的估算大氣擴(kuò)散參數(shù)（σy、σz）的估算σy、σz下風(fēng)向距離地面粗糙度大氣穩(wěn)定度大氣擴(kuò)散參數(shù)（σy、σz）的估算P-G擴(kuò)散曲線法——帕斯奎爾穩(wěn)定度級別P-G擴(kuò)散曲線法——吉福德圖表下風(fēng)向距離與水平擴(kuò)散參數(shù)關(guān)系圖下風(fēng)向距離與鉛直擴(kuò)散參數(shù)關(guān)系圖P-G擴(kuò)散曲線法確定σy、σzxσyxσz大氣擴(kuò)散基礎(chǔ)知識大氣穩(wěn)定度對大氣污染的影響大氣穩(wěn)定度定義：表示大氣中任一高度上的空氣塊在豎直方向上的相對穩(wěn)定度。大氣穩(wěn)定度對煙流擴(kuò)散的影響大氣穩(wěn)定度對煙流擴(kuò)散有很大影響，不同穩(wěn)定度導(dǎo)致從煙囪排出的煙羽形狀不同。右圖為與穩(wěn)定度有關(guān)的五種典型煙流。（a）波浪型（翻卷型）大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，對流強(qiáng)烈多出現(xiàn)于太陽光較強(qiáng)的晴朗中午在污染源附近濃度較大，但能很快擴(kuò)散，污染物很少著地。排入大氣的煙云上下翻滾，沿主導(dǎo)風(fēng)流動擴(kuò)散很快，恰似波浪（b）錐型大氣處于中性或弱穩(wěn)定狀態(tài)多出現(xiàn)于多云或陰天的白天，強(qiáng)風(fēng)的夜晚或冬季夜間煙云離開排放口一定距離后，云軸仍基本保持水平，外形似一個橢圓錐。擴(kuò)散速度比波浪型低，污染物輸送較遠(yuǎn)（c）扇型（長帶型）在煙囪出口處于逆溫層中，上下層大氣均屬于強(qiáng)穩(wěn)定狀態(tài)，幾乎無湍流發(fā)生；多出現(xiàn)于弱晴朗的夜晚和早晨；污染物能傳送到較遠(yuǎn)的地方，遇山或高大建筑物阻擋時，污染物不易擴(kuò)散稀釋，在逆溫層下的污染物濃度較大。（d）爬升型（上揚型、屋脊型）多出現(xiàn)于日落后，因地面有輻射逆溫大氣穩(wěn)定。高空受冷空氣影響大氣不穩(wěn)定；煙云的下側(cè)邊緣清晰，呈平直狀，而其上部出現(xiàn)湍流擴(kuò)散；若煙囪高度處于不穩(wěn)定層時，煙氣中污染物不向下擴(kuò)散，只向上方擴(kuò)散，這種煙型對地面污染較輕。（e）漫煙型（熏煙型）多發(fā)生在日出之后8~10點之間，由于地面增熱，低層空氣被加熱，使下層輻射逆溫被逐漸破壞，而此時上層大氣仍處于逆溫狀態(tài)；煙囪上面的逆溫層就像一個“鍋蓋”，阻止煙氣向上擴(kuò)散，大量下沉；在污染源附近的下風(fēng)向，地面污染物濃度很高，造成嚴(yán)重污染。大氣穩(wěn)定度對煙流擴(kuò)散的影響大氣穩(wěn)定度對煙流擴(kuò)散有很大影響，不同穩(wěn)定度導(dǎo)致從煙囪排出的煙羽形狀不同。右圖為與穩(wěn)定度有關(guān)的五種典型煙流。

風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散和輸送的影響大氣污染基本知識大氣擴(kuò)散基礎(chǔ)知識風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散和輸送的影響影響方面：風(fēng)向、風(fēng)速。風(fēng)向：影響污染物的水平遷移擴(kuò)散方向，風(fēng)總是不斷將污染物向下風(fēng)方向輸送，污染區(qū)總是分布在下風(fēng)方向，高污染濃度常出現(xiàn)在污染源的下風(fēng)向。風(fēng)速：決定了大氣擴(kuò)散稀釋作用的強(qiáng)弱和對污染物輸送距離的遠(yuǎn)近。

風(fēng)速越大，單位時間內(nèi)混入煙氣中的清潔空氣愈多，大氣擴(kuò)散稀釋作用越強(qiáng)；風(fēng)速越大，污染物輸送的距離越遠(yuǎn)，使污染物濃度變低。通常，污染物在大氣中的濃度與平均風(fēng)速成反比，風(fēng)速增大一倍，下風(fēng)向污染物濃度將減小一半。風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散和輸送的影響風(fēng)速廓線——風(fēng)速隨高度變化的曲線1）對數(shù)律風(fēng)速廓線表達(dá)式：式中：

——某高度z處的平均風(fēng)速，m/s；u*——摩擦速度，m/s；k——卡門常數(shù)，k=0.44；z0——地面粗糙度，cm。地面類型z0具有代表性的z0草原農(nóng)作物地面分散的樹林分散的大樓（城市）密集的大樓（大城市）1～1010～3030～100100～40040031030100＞300風(fēng)速廓線模式—對數(shù)律風(fēng)速廓線和指數(shù)律風(fēng)速廓線。風(fēng)速廓線——風(fēng)速隨高度變化的曲線2）指數(shù)律風(fēng)速廓線數(shù)學(xué)表達(dá)式：式中：

——欲求高度z上的風(fēng)速，m/s；

——已知高度z1上的風(fēng)速，

m——風(fēng)速指數(shù)，隨湍流強(qiáng)度加強(qiáng)而降低。穩(wěn)定度極不穩(wěn)定不穩(wěn)定弱不穩(wěn)定中性弱穩(wěn)定穩(wěn)定m0.100.150.200.250.300.30不同穩(wěn)定度的m值大氣污染基本知識大氣擴(kuò)散基礎(chǔ)知識

海陸風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散的影響影響大氣污染物擴(kuò)散的因素（1）風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散和輸送的影響（2）湍流對大氣污染物的影響（3）大氣穩(wěn)定度與逆溫對大氣污染的影響（4）城市下墊面對大氣污染物擴(kuò)散的影響（5）地形對大氣污染擴(kuò)散的影響（6）海陸風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散的影響（7）降水對大氣污染擴(kuò)散海陸風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散的影響1、海風(fēng)的形成特點白天，海域吸收太陽輻射增溫比陸地慢，水陸的溫差引起空氣密度差，即白天水域上的空氣密度比鄰近陸面上的空氣密度大，陸面上熱而輕的空氣上升，水域上的空氣流向陸地補(bǔ)充，形成海風(fēng)。2、陸風(fēng)的形成特點夜晚，陸地降溫比海域快，水面上的空氣密度比陸面上的小，空氣上升，陸面上的空氣流向水面，形成陸風(fēng)。海陸風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散的影響海陸風(fēng)是一種局地?zé)崃Νh(huán)流。白天陸地上的污染物隨氣流上升后，在上層流向海洋，下沉后有可能部分的被海風(fēng)帶回陸地；同時，夜間被陸風(fēng)吹向海洋的污染物，白天也有可能部分的返回陸地，形成重復(fù)污染。海陸風(fēng)對大氣污染物擴(kuò)散的影響海邊工廠必須考慮海陸風(fēng)的影響。山谷風(fēng)對大氣污染擴(kuò)散的影響大氣擴(kuò)散基礎(chǔ)知識山谷風(fēng)對大氣污染擴(kuò)散的影響谷風(fēng)的形成特點：——白天，山坡吸收太陽輻射增溫比山谷快，山坡氣溫比谷地上同高度的大氣溫度高，氣流沿坡上升，形成由谷地吹向山坡的風(fēng)，稱為谷風(fēng)。山谷風(fēng)對大氣污染擴(kuò)散的影響山風(fēng)的形成特點：——夜晚，山坡和山頂比谷地冷卻得快，使山坡和山頂?shù)睦淇諝忭樕狡孪禄焦鹊祝纬缮斤L(fēng)。山風(fēng)