大气圈的组成和结构、气象要素的特征
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大气污染控制工程重点第一章概论第一节大气与大气污染1、大气污染:大气污染系指由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。
2、酸雨:在清洁的空气中被CQ饱和的雨水pH为5.6,故将pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水(如雾、露、霜)称为酸雨。
第二节大气污染物及其来源1、大气污染物的种类很多,按其存在的状态可概括为两大类:气溶胶状态污染物、气体状态污染物。
2、气溶胶状态污染物:气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统称为气溶胶。
3、霾(或灰霾):霾天气是大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊,能见度降低到10km以下的天气现象,易出现在逆温、静风、相对湿度较大等气象条件下。
4、总悬浮颗粒(TSP :指能悬浮在空气中,空气动力学当量直径100 口的颗粒物。
5、可吸入颗粒物(PM io):指能悬浮在空气中,空气动力学当量直径10g 的颗粒物。
6、气态污染物的种类很多,总体上可分为五类:以二氧化硫为主的含硫化合物,以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物,碳的化合物,有机化合物和卤素化合物等。
7、对于气态污染物,可分为一次污染物和二次污染物。
一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质;二次污染物是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。
8、硫酸烟雾:硫酸烟雾系大气中的SQ等硫氧化合物,在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时,发生一些列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。
9、光化学烟雾:光化学烟雾是在阳光照射下,大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾(有时带些紫色或黄褐色)。
其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。
光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物严重得多。
第四节大气污染综合防治本节内容为了解的章节(不排除在最后一题中出现,最后一章的机动车污染防治也是一样),防治措施为以下7种,具体内容请看书本。
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。
一.大气垂直结构:大气分层1、对流层:在低纬度地区平均为17-18km,在中纬度地区为10-12km,在高纬度地区为8-9km。
地面做为热源,距离地面越远气温越低。
①气温随高度增加而降低②垂直对流运动强③气象要素水平分布不均匀2、平流层:平流层位于对流层顶上,高度在17-55km之间。
平流层下部称同温层,随高度增高,气温保持不变或稍有上升,直到30-35km处气温均保持在-55℃左右;再向上气温随高度升高而升高,到平流层顶升至-2℃左右。
臭氧层在25到35㎞达到最大浓度,对平流层起加热作用,温度越向上越高的结果。
①气温分布受地面影响小,随高度上升而升高②平流层内垂直对流运动很弱,水平运动为主③大气透明度高,能见度好3、中间层:从平流层顶到55-85km间的一层,称为中间层。
气温随高度的增加而迅速下降,至中间层顶,气温可达 -92℃左右。
该层大气垂直运动相当强烈,故又称高空对流层。
中间层内水汽含量更少,几乎没有云层出现。
4、暖层:从80km到约500km称为暖层。
该层空气密度很小,在270km处空气密度为地面的一百亿分之一,由于空气稀薄,在太阳紫外线和宇宙射线照射下,氧和氮的一部分分子分解成原子。
①气温随高度增高而普遍上升,温度最高可升至1200℃这一极大值。
因为所有波长小于 0.175um的太阳紫外辐射都被暖层气体所吸收。
②空气处于高度电离状态从这一特征来说,又可把热层称为电离层,电离层的存在使无线电波能进行远距离传播。
极光多出现在这层5、散逸层:在热层上部800km以上的大气层,还有一个散逸层(或外层大气层)。
那里空气极其稀薄,远离地面,受地球引力作用较小,因而大气质点将不断地向星际空间逃逸。
本层是大气层与星际空间的过渡地带。
●大气的边界极光出现的上限:1200公里向星际空间密度过渡:2000-10000公里二.太阳常数:就日地平均距离来说,在大气上界,垂直于太阳光线的单位面积,单位时间内获得的太阳辐射能量,称太阳常数,用I。