环境化学戴树桂第二版第二章课件-1


    气环境化学
    第二章容提重点求
    介绍气结构气中污染物迁
    移光化学反应基础重气污染化学问题
    形成机制求解气层结结构气中
    污染物气运动基规律掌握污染物遵循
    规律发生迁移程特重污染物参光化
    学烟雾硫酸型烟雾形成程机理应解描
    述气污染数学模式酸雨温室效应臭氧
    层破坏等全球性环境问题气颗粒物4
    气中污染物迁移2
    第二章 气环境化学
    气组成污染物1
    气中污染物转化31
    气组成
    污染物气成分
    二气层结构
    三气中污染物
    气组成污染物26
    气成分(体积分数)包括:
    ● N2(7808) O2(2095) Ar(0943)CO2
    (00314)
    ● 种惰性气体:He(524×104)Ne(181×103)Kr
    (114×104)Xe(87×106)含量相较高
    ● 水蒸气含量变化数值般1 ~3
    ● 痕量组分H2(5×105)CH4(2×104)CO(1×105)
    SO2(2×107)NH3(6×107)N2O(3×105)NO2(2×10
    6)O3(4×106)等27
    Gas or Species Volume Percenta Major Sources Process for Removal from the Atmosphere
    CH4 2×104 Biogenicb Photochemical
    CO 1×105 Photochemical anthropogenicc Photochemical
    N2O 3×105 Biogenic Photochemical
    NOx
    d 1010 ~ 106 Photochemical lightning anthropogenic Photochemical
    HNO3 109 ~ 107 Photochemical Washed out by precipitation
    NH3 6× 107 Biogenic Photochemical washed out by precipitation
    H2 5×105 Biogenic photochemical Photochemical
    H2O2 108 ~ 106 Photochemical Washed out by precipitation
    HO·e 1013 ~ 108 Photochemical Photochemical
    HO2·e 1011 ~ 109 Photochemical Photochemical
    H2CO 108 ~ 107 Photochemical Photochemical
    CS2 109 ~ 108 Anthropogenic biogenic Photochemical
    OCS 108 Anthropogenic biogenic photochemical Photochemical
    SO2 2×107 Anthropogenic photochemical volcanic Photochemical
    I2 trace
    CCl2F2
    f 3×105 Anthropogenic Photochemical
    H3CCCl3
    g ~1×108 Anthropogenic Photochemical
    Atmospheric Trace Gases in Dry Air Near Ground Level
    a Level in the absence of gross pollution b From biological sources c Sources arising from human activities d Sum of NO
    NO2 and NO3 of which NO3 is a major reactive species in the atmosphere at night e Reactive free radical species with one
    unpaired electron transient species whose concentrations become much lower at night f A chlorofluorocarbon Freon F12
    g Methyl chloroform
    From Environmental Chemistry SE
    Manahan CRC Press 2004表气均压力 101 300 Pa相方
    厘米球表面包围着 1034 g空气球总表面积
    510 100 934 km2气总质量约53 ×1018 kg相
    球质量106倍气高度增加逐渐稀薄
    质量999%集中 50 km范围海拔高度
    100 km气中气质量仅整气圈质量
    百万分气成分
    二气层结构
    三气中污染物
    气组成污染物二气层结构
    1 流层 (Troposphere)
    高度: 0~(10~16) km 纬度季节发生
    变化赤道附厚两级附薄夏季厚
    冬季薄
    温度:约升100 m降低 06 ℃
    空气运动:低纬度较强高纬度较弱夏
    季较强冬季较弱
    密度:密度占气总质量34
    低层气(1~2 km):摩擦层边界层
    污染物集中
    层气(2 km):然现象
    流层顶层气体:水变冰阻止水分子进
    入流层阻止氢损失
    H2O → H• + HO•
    0
    20
    40
    60
    80
    100
    160 200 240 280
    高度
    km
    TK
    气温度垂直分布
    热层
    中间层顶
    中间层
    流层顶
    流层
    流层顶
    流层2 流层 (Stratosphere)
    高度: (10~16)~50 km
    温度:温层 [流层顶端~(30~35 km)]
    30~35 km开始升
    空气运动:没流流
    空气稀薄少出现天气现象
    高度15~60 km厚约 20 km臭氧层
    生成程:
    O2 → O + O O  + O2 → O3
    O3 → O  + O2 O3 + O  → 2O2
    吸收紫外线放出热量
    3 中间层 (Mesosphere): 50~80 km
    4 热层(电离层)(Thermosphere):80~500 km
    吸收紫外线造成温度升空气高度电离
    称电离层占气质量05
    5 逃逸层外气层 (Exosphere)
    0
    20
    40
    60
    80
    100
    160 200 240 280
    高度
    km
    TK
    气温度垂直分布
    热层
    中间层顶
    中间层
    流层顶
    流层
    流层顶
    流层212
    气压力总着海拔高度增加减:
    • ph :高度h时气压力 (Pa)
    • p0:面气压力 (Pa)
    •M:空气均摩尔质量 (2897 g · mol1)
    • g:重力加速度 (981 cm · s2)
    • h:海拔高度 (cm)
    •R:摩尔气体常数 (8314 J · mol1 · K1)
    •T:海面热力学温度 (K)
    • 述方程两边取数:
    • 取面气压力p01
    ()RTMgh
    h pp
    0e−
    RT
    Mghpph 3032lglg 0 −
    RT
    Mghph 3032lg −thermosphere
    mesosphere
    stratosphere
    troposphere
    temperature
    Degree of penetration of
    incoming solar radiation
    Principal chemical
    species
    N2 O2 N· O·
    N2
    + O2
    + NO+ O+
    N2 O2 O3
    N2 O2 H2O Ar CO2
    N2 O2 NO
    N2
    + O2
    + NO+
    100 nm to long
    200 nm to long
    330 nm to long
    pressure
    160 200 240 280
    0
    40
    80
    400
    500
    Heightkm
    TemperatureK
    PressurePa
    102 1 102 104 106气成分
    二气层结构
    三气中污染物
    气组成污染物气中污染物
    ● 形成程:次污染物二次污染物
    次污染物指直接污染源排放污染物质COSO2
    NO等
    二次污染物指次污染物化学反应形成污染物质臭
    氧(O3)硫酸盐颗粒物等
    ● 物理状态:气态污染物 颗粒污染物
    ● 化学组成:含硫化合物 含氮化合物 含碳化合物 含卤
    素化合物1 含硫化合物
    气中含硫化合物包括:羰基硫(COS)二硫化
    碳(CS2)二甲基硫[(CH3)2S]硫化氢(H2S)二氧化硫(SO2)
    三氧化硫(SO3)硫酸(H2SO4)亚硫酸盐(MSO3)硫酸盐
    (MSO4)等
    (1)二氧化硫 (SO2)
    SO2危害:刺激性气体呼吸道危害增加呼吸阻力
    500 ppmV会致死亡植物危害:损伤叶组织造成缺绿病
    黄萎植物损害湿度增加增加白天植物气孔张开
    危害更
    气中氧化SO3会形成硫酸分子硫酸气溶胶硫
    酸雾硫酸盐危害更1 含硫化合物
    SO2源:源然源占约50源中
    60%煤燃烧30%左右石油燃烧炼制程
    中煤中含硫056油中含硫053全部转换
    SO2SO2浓度特征:底浓度般02~10 μL·m3明显
    区变化高度变化 气停留时间366 d
    1 含硫化合物
    SO2:50会转化形成硫酸硫酸根外50
    通干湿沉降气中早晚SO2排放量逆温层低气稳定排放SO2易扩散
    影响素包括:高度污染源位置风风速气稳定度低层
    逆温湍流
    000
    004
    008
    012
    016
    020
    024
    028
    600 1000 1400 1800 2200
    ρ
    (
    mg·m

    3
    )
    时刻
    图 北京区SO2质量浓度日变化曲线
    夏季
    冬季(采暖期)
    SO2城市浓度具明显变化规律(2)硫化氢 (H2S)
    源(3*106 ta):气中H2S源排放量
    全世界工业排放H2S仅SO2排放量2左右
    天然源(100*106 ta):火山活动外H2S
    动植物机体腐烂植物机体中硫酸盐微生
    物厌氧活动原产生
    天然排放气中低价硫化物COSCS2等·OH
    反应生成H2S(2)硫化氢 (H2S)
    气中H2S反应:
    HO•+ H2S→H2O+ • SH
    气中H2S底浓度(体积分数表示)般02~20
    μL·m3停留时间1~4 d2 含氮化合物
    气中存含量较高氮氧化物包括氧化亚氮(N2O)
    氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)氨(NH3)亚硝酸(HNO2)
    硝酸(HNO3)铵盐
    ()氧化亚氮N2O(笑气麻醉剂)
    (1)N2O源
    N2O色气体低层气中含量高含氮化合物
    天然源 土壤中硝酸盐(NO3
    )细菌脱氮作产生:
    N2O源燃料燃烧含氮肥料施
    OH2
    5ON2
    1HH2NO 2223 +→++ +−(2)N2O转化
    ● N2O吸收面辐射温室气体单分子增温潜势二氧化
    碳298倍
    ● N2O难溶水低层气中化学活性差停留时间长氮氧
    化物没明显污染效应传输流层发生光解作:
    N2O +hν → N2 +O
    N2O +O →N2 +O2
    N2O +O →2NO
    反应流层中NO天然源NO臭氧层破坏作(二)氮氧化物( NOx )
    氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)统称氮氧化物
    通式NOx表示(NOx包括N2O)(1)NOx源
    NOx天然源生物源闪电源燃料燃
    烧城市气中般23汽车等流动燃烧源排放13
    固定燃烧源排放中NO占90%NO2占05%
    ~10%
    NOx终转化硝酸硝酸盐颗粒湿沉降干沉降
    气中中湿沉降方式(2)燃料燃烧程中NOx形成机理
    ① 燃料中含氮化合物燃烧程中氧化生成NOx
    含氮化合物+O2→NOx
    ② 燃烧程中空气中N2高温(>2100℃)条件氧化生
    成NOx机理链反应机制:
    22
    2
    2
    2
    NOO2
    1NO
    HNOOHN
    ONOON
    NNONO
    OOO
    →+
    +→+
    +→+
    +→+
    +→ (极快)
    (极快)
    (极快)
    (极快)
    (慢)(3)燃料燃烧程中影响NOx形成素
    燃烧温度:燃烧温
    度越高形成
    NOx数量越
    空燃(质量):
    化学计量空燃
    典型汽油
    化学计量空燃
    146
    化学计量空燃
    氮氧化物
    碳氢化合物
    汽油中碳氢化合物CO氮氧化物排放量
    (体积分数)空燃关系
    CO
    1200
    1000
    800
    600
    400
    200
    0
    2400
    2000
    1600
    1200
    800
    400
    0
    φ
    (
    氮氧化物
    )10

    6
    φ
    (
    碳氢化合物
    )10

    6
    φ
    (CO)
    11 12 13 14 15 16 17 18
    空燃(4)NOx环境浓度
    ● 全球总均体积分数:NO10 *109 NO220 *109
    城市区域冬季浓度高夏季浓度低
    (5)NOx危害
    ● NO生物化学活性毒性NO2血红蛋白结合
    减弱血液输氧力
    ● NO2肺部损伤导致肺炎纤维组织变性性支气炎
    ● 破坏植物
    ● 气光化学污染重污染物质NO2低层气中重
    光吸收分子吸收紫外线分解NO氧原子反应
    引发系列反应导致光化学烟雾形成3含碳化合物
    (1)氧化碳
    CO种毒性极强色味气体
    ① CO源:燃料完全燃烧 80汽车排放出
    家庭炉灶工业燃煤锅炉煤气加工等工业程排放量
    CO
    ② CO天然源:包括甲烷转化海水中CO挥发植
    物排放森林火灾农业废物焚烧中甲烷转化

    CH4HO•基氧化形成 CO反应机制:
    2
    23
    234
    HCOHCHO
    HOHCHOOCH
    OHCHHOCH
    +→+
    •+→+•
    +•→•+
    hν③ CO
    土壤吸收:细菌CO代谢CO2CH4
    HO·反应(基反应气中CO消途径)
    该途径气中约50%CO
    ④ CO停留时间:约04年 浓度分布解
    ⑤ CO危害:体缺氧窒息参光化学反应适量CO存
    促进NONO2转化促进臭氧积累
    22 COO2
    1CO ⎯ →⎯+ OHCH3HCO 242 +⎯ →⎯+
    •+⎯ →⎯•+ HCOHOCO 2
    MHOMOH 22 +•⎯ →⎯++•
    •+⎯ →⎯•+ HCOHOCO 2
    MHOMOH 22 +•⎯ →⎯++•
    •+⎯ →⎯•+ HONOHONO 22
    •+⎯ →⎯•+ HOCOHOCO 22●空气中存CO导致臭氧积累:
    CO + 2O2 → CO2 + O3
    ● CO身种温室气体导致温室效应气
    中CO增加导致气中HO•减少
    HO•反应物种甲烷积累甲烷种温室气
    体吸收太阳光谱红外部分间接导致温室效
    应发生 (2)二氧化碳 温室气体
    ● CO2种毒味气体体没显著危害作

    ① CO2源
    气中CO2源包括源天然源两种
    ● CO2源矿物燃料燃烧程
    ● CO2天然源包括:海洋脱气甲烷转化动植物
    呼吸腐败作燃烧作270
    280
    290
    300
    310
    320
    330
    340
    350
    360
    1700 1800 1900 2000
    φ
    (CO
    2
    )10

    6
    年份
    1700—2000年气中CO2体积分数变化
    ② CO2环境浓度
    ● 类许活动直接量CO2排放气中
    ● 时类量砍伐森林毁灭草原球表面植日趋
    减少致减少整植物界气中吸收CO2数量
    290 mL · m3
    315 mL · m3
    350 mL · m3陆植具吸收释放CO2双重作方面表现通热带
    雨林区土利方式改变气释放CO2加速全球气候变暖
    进程方面北半球植尤温带森林北方森林通
    CO2施肥效应吸收气中CO2减缓全球气候变暖进程两
    方面衡决定着全球植尤森林气CO2浓度变化贡献
    植作外气—海洋间CO2交换量变化气
    CO2浓度季节变化产生定影响③ CO2危害
    温室效应:CO2分子见光
    完全透红外辐射特
    波长12~18 μm红外辐射
    强吸收体低层气中
    CO2够效吸收面发射长
    波辐射造成温室效应面
    气变暖提出果气中CO2
    增加两倍全球气温升高36 ℃
    太阳总辐射强度
    太阳
    240 W·m2
    部分太阳辐射会球
    表面气层折返
    返回太空时总红外辐射强度
    240 W·m2
    108 W·m2
    气层
    太阳辐射

    气层
    部分太阳辐射
    会球表面吸收
    令面温暖起
    球表面释放
    红外辐射球
    部分红外辐射会
    温室气体吸
    收次释放出
    效应令
    球表面气层
    底层变暖年许模式预测温室气体排放变化全球气温造成影响
    图全球气温变化预测结果果维持目前排放量
    图中中方案条线10年气温增长约03℃果加速温室气体
    排放果图中高方案曲线示10年增温08℃果排
    放温室气体结果会造成10年增温006℃实际变化趋势
    介高低两种方案间
    图 全球气温变化预测(唐孝炎1990)
    1
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    1860 1900 1940 1980 2020 2060 2100
    年份
    全球气温变化℃
    高方案[速率08℃ ·(10a)1]
    中方案
    [速率03℃ · (10a)1]
    低方案
    [速率006℃ · (10a)1]● 碳氢化合物气中重污染物
    ● 气中气态存碳氢化合物碳原子数1~10
    包括挥发性烃类形成光化学烟雾
    参者碳氢化合物部分气溶胶形式存
    气中
    ● 烷烃烯烃芳香烃
    ● 常常根烃类化合物光化学反应程中活性
    烃类化合物区分甲烷(CH4)非甲烷烃
    (NMHC)两类
    (3)碳氢化合物① 甲烷 (Methane)
    ● 甲烷色气体性质稳定气中浓度仅次二氧
    化碳气中碳氢化合物80~85甲烷甲烷
    种重温室气体吸收波长77 μm红外辐射
    辐射转化热量影响表温度CH4分子导致温室
    效应力CO2分子20倍目前甲烷年1
    速率增加增加速率快温室气体中少见a 气中CH4源
    天然
    源产生
    源产

    甲烷排放源(IPCC1995)
    排放源 数量范围[Tg (CH3)·a 1]
    天然源
    湿 115 (5~150)
    白蚁 20 (10~50)
    海洋 10 (5~50)
    15 (10~40)
    计 160 (110~210)

    化石燃料(煤石油天然气) 100 (70~120)
    反刍类家畜 85 (65~100)
    水田 60 (20~100)
    生物质燃烧 40 (20~80)
    废物填埋 40 (20~70)
    动物排泄物 25 (20~30)
    水道处理 25 (15~80)
    计 375 (300~450)● 燃烧程原油天然气泄露外产生甲烷机制
    厌氧细菌发酵程该程发生沼泽泥塘湿冻土带
    水稻田底部等环境外反刍动物蚂蚁等呼吸程
    产生甲烷
    ● 中国农业国水稻田面积约占全球水稻田面积13
    水稻田成国气中甲烷排放源中国甲烷排放源(1988)
    ● 研究表明水稻田排放甲烷数
    量受种素影响气温土
    壤性质组成耕作方式等
    水稻生长期排放
    甲烷力
    排放源 排放量(1012 g·a1)
    水稻田 17±2
    家畜 55
    煤矿 61
    天然湿 22
    农村堆肥 32
    城镇 06
    合计 346±02b 气中CH4
    ● CH4气中通HO•反应:
    ● CH4气中寿命约11年
    ● 200年气中甲烷浓度增加70%直接排放结果
    30%气中HO•浓度降造成
    c 气中CH4浓度分布特征
    ● CH4排放源分布北半球排放源季节变化区
    异北半球CH4浓度季节变化异南
    半球CH4天然源排放浓度受HO•控制
    季节变化十分规律总体逐年增加趋势十分明显
    OHCHHOCH 234 +•⎯ →⎯•+气中CH4变化(Dlugokencky et al1994)② 非甲烷烃 (Nonmethane Hydrocarbons NMHC)
    全球气中非甲烷烃源包括煤石油植物等
    非甲烷烃种类源异
    a 非甲烷烃天然源
    植重天然源包括微生物森林火灾动物排
    泄物火山喷发
    萜烯类化合物约占非甲烷烃总量65%
    α蒎烯 异戊二烯 苎烯(18萜二烯)b 非甲烷烃源
    汽油燃烧
    焚烧
    溶剂蒸发
    石油蒸发运输损耗
    废弃物提炼
    ● 五种源产生非甲烷烃数量约占碳氢化合物
    源958%
    c 非甲烷烃途径
    气中非甲烷烃通化学反应转化生成机气溶胶
    非甲烷烃气中化学反应HO•反应4 含卤素化合物
    (1)简单卤代烃
    ● 甲烷衍生物甲基氯(CH3Cl)甲基溴(CH3Br)甲
    基碘(CH3I)天然程产生海洋
    ● CH3ClCH3Br•OH反应寿命较长15年
    扩散进入流层CH3I流层气中
    太阳辐射作发生光解产生原子碘CH3I
    气中寿命仅约8 d
    •+•⎯ →⎯+ ICHICH 33 hν● 许卤代烃重化学溶剂机合成工业重原料
    中间体三氯甲烷(CHCl3)三氯乙烷(CH3CCl3)四氯化碳
    (CCl4)氯乙烯(C2H3Cl)等通生产程挥发进入气
    成气中常见污染物源
    ● 流层中三氯甲烷氯乙烯等通HO•反应转化 HCl
    然降水:
    34
    22
    2
    223
    233
    CHHClCHCl
    OHOClHOClO
    NOClNOClO
    ClOCOClOCCl
    OHCClHOCHCl
    •+⎯ →⎯+•
    +•+•⎯ →⎯•+•
    +•⎯ →⎯+•
    •+⎯ →⎯+•
    +•⎯ →⎯•+(2)氟氯烃类 (Chlorofluorocarbons CFCs)
    ● 时含元素氯氟烃类化合物
    ● 氟三氯甲烷(CFCl3CFC11F11)
    ● 二氟二氯甲烷(CF2Cl2CFC12F12)
    ● 作制冷剂气溶胶喷雾剂电子工业溶剂
    制造塑料泡沫发生剂消防灭火剂等①方式
    ● 氟氯烃类化合物流层气中性质非常稳定
    a透波长290 nm辐射流层气中发
    生光解反应
    b氟氯烃类化合物HO•反应强吸热反应难HO•氧

    c氟氯烃类化合物溶水容易降水证表明
    海洋氟氯烃类化合物宿
    途径扩散进入流层②危害
    ● 进入流层氟氯烃类化合物流层强烈紫外线作
    会发生面反应:
    ● 放出1氯原子105臭氧分子发生反应
    ● 烷烃分子中尚H未取代氟氯烃类化合物寿命
    短含H卤代烃流层气中HO •发
    生反应:
    ● 该反应导致CHCl2F寿命约22年
    ()
    •+⎯ →⎯•+•
    +•⎯ →⎯+•
    •+•⎯ →⎯+
    ClOOClO
    OClOOCl
    ClCFCl220nm175nmCFCl
    2
    23
    23 ≤≤ λhν
    OHFCClHOFCHCl 222 +•⎯ →⎯•+● 氟氯烃类化合物温室气体吸收红外线力
    CO2强气中增加氟氯烃类化合物分
    子相增加104CO2分子
    ● 氟氯烃类化合物破坏臭氧层导致
    温室效应2
    气中污染物迁
    移辐射逆温层
    二气稳定度
    三影响气污染迁移素
    气中污染物迁移辐射逆温层
    流层气重热源面长波辐射离面越气温越
    高离面越远气温越低
    高度升高气温降低率称气垂直递减率:
    Γ dTdz
    式中:T——热力学温度Kz——高度
    ● 流层中dTdz<0Γ 06 K · (100m)1升高100 m 气温
    降低06

    ● 定条件出现反常现象
    Γ0 时称等温层
    Γ<0 时称逆温层时气层稳定性强气垂直运动
    发展起着阻碍作根逆温形成程分两种:
    面层逆温
    气逆温 辐射逆温
    流逆温
    融雪逆温
    形逆温
    乱流逆温
    沉逆温
    锋面逆温
    热力学条件
    动力学条件辐射逆温产生特点
    ● 面强烈辐射冷降温形成
    ● 种逆温层发生距面 100~150 m 高度
    ● 利辐射逆温发展条件静晴朗夜晚
    ● 云风减弱逆温风速超 2~3 m · s1逆温
    易形成● 图白天层结曲线ABC
    ● 夜晚面空气冷较快层结曲线变FEC中
    FE段逆温层
    ● 着面温度降低逆温层加厚清晨达厚
    DB段
    ● 日出面温度升逆温
    层面处首先破坏
    逐渐变薄消失
    C
    B
    E
    AFD辐射逆温层
    二气稳定度
    三影响气污染迁移素
    气中污染物迁移二气稳定度
    1 概念
    ● 指气层稳定程度气中某高度气块垂直方相稳定
    程度
    ● 受密度层结温度层结作2 稳定度气分
    ● 稳定气:气中某气块垂
    直方位移果层结
    气气块趋回原衡位置
    称层结稳定Γ<Γd
    ● 稳定气:果层结气气块
    趋继续离开原位置称层结
    稳定Γ>Γd
    ● 中性气:介两者间 ΓΓd
    研究气垂直递减率判断气块稳定情况气体垂直混合情况考察
    污染物扩散情况
    未饱空气三种稳定度(陈世训等1981)辐射逆温层
    二气稳定度
    三影响气污染迁移素
    气中污染物迁移a 影响污染物气中扩散三素:
    ● 风:气块做规运动时速度水方分量污染物风扩散
    尺度 系统性铅直运动
    铅直方分量称铅直速度
    尺度 流
    ● 湍流:污染物方扩散
    ● 浓度梯度:污染物发生质量扩散
    三种作中风湍流起导作
    1 风气湍流影响b 摩擦层
    ● 具乱流混合特征气层称乱流混合层
    ● 底部面接触厚约1000~1500 m顶气层

    ● 摩擦层气稳定度较低污染物该层扩散乱流起
    ● 动力乱流:称湍流起规律水运动气流遇
    起伏形扰动产生
    ● 热力乱流:称流起表面温度表面附温
    度均面空气受热膨胀升面冷空
    气降形成流
    两种形式乱流常存
    低层气中污染物分散程度取决流湍流混合程
    度垂直运动程度越稀释污染物气容积量越静态衡气流体元温差造成气块获浮力
    加速度方程:
    dvdt(T 'T)gT
    中 dvdt——气块加速度T ' ——受热气块温度T—气
    温度 g ——重力加速度
    受热气块温度较高密度较促气块升升
    程中气体温度降终达外界气体温度致受热气块
    升 T 'T 时气块周围气达中性衡气块停止升
    高度定义流混合层限称混合层高度日变化
    夜间混合层高度较低夜间逆温较重情况混合层高度甚
    达零白天升高白天达2000~3000 m
    季节性变化
    冬季均混合层高度夏初
    混合层高度1500 m时城市会普遍出现污染现象
    情况混合层高度(Wark 1981)2 天气形势理形势影响
    a 天气形势:指范围气压分布状况局部区气象条件总受天气
    形势影响利天气形势形特征结合起常常某区污
    染程度加重例气压分布均高压区里存着沉气流
    气温绝热升形成热冷逆温现象种逆温做沉逆
    温持续时间长范围分布广厚度较厚样会污染源
    排放出污染物长时间积累逆温层中扩散世界较
    污染事件种天气形势形成
    b 理形势:形面间物理性质差异引起热状况水方分
    布均匀种热力差异弱天气系统条件产生局环流:海
    陆风城郊风山谷风海 风










    陆 海 洋
    海风
    白天 表面温度低 表面温度高陆风热









    陆 海 洋
    1 循环
    2 水循环
    3 逆温 阻碍扩散
    封闭型漫烟型污染
    陆风
    表面温度高 表面温度低夜晚城郊风
    郊区
    冷空气




    城 市
    冷空气
    郊区
    城郊风
    污染物聚集城市空白天:谷风夜晚:山风

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