污染气象学课件：3_5 特殊气象条件下的扩散计算.pptVIP

　　　期中测验类型 一、名词解释（4题，每题5分，共20分） 二、判断与选择填空（5题，每题4分，共20分） 三、简述题（2题，每题10分，共20分） 四、推导、计算题(2题，40分) 污染气象实质是讨论大气扩散问题  需有一个全局概念 大气结构及气象要素 大气结构指大气垂直分层，按温度垂直分布分为 对流层、平流层、中间层、暖层和逃逸层五层。 扩散问题主要发生在对流层下部的大气边界层内。 （气温日变化、风速随高度增加、对流及湍流旺盛） 气象要素指表征大气状态的物理量的物理现象。 温、压、湿、风向、风速、云况、能见度等。 扩散问题最关心风、温度、云况。 稳定度 第一章 大气湍流和大气边界层基础 １、大气湍流 气流在三度空间的不规则涨落。 ２、大气湍流的成因： 风切变----产生机械湍流， 层结不稳定----产生热力湍流； 稳定层结，波的破碎----产生间歇湍流。 ３、湍流对扩散的作用： 湍涡小于烟团，向下风输送，缓慢扩张； 湍涡大大超过烟团，为湍涡挟带，增大不快； 湍涡等于烟团，被湍涡撕裂变形，扩散剧烈。 ４、湍流运动的判据： 理查逊数Ri、莫宁－奥布可夫长度L、温度梯度γ等。 ５、影响湍流强度的因素： 气象条件、离地面高度、下垫面、采样时间等。 ６、湍流的数学描述方法： 雷诺平均、相关、谱和湍流尺度。 ７、大气边界层 ---受地球表面影响最剧烈、气象要素有明显日变化的气层。 ８、大气混合层 ---很不稳定的对流边界层。 逆温破坏混合层(对流边界层) 热岛效应混合层、 下沉逆温混合层、 海风混合层等。 ９、风速廓线---风速随高度的变化。 大气边界层中: 中性层结满足对数律， 非中性层结满足幂指数律。 为应用方便，多用幂指数律。 １０、Ekman螺线----边界层中风向随高度的分布。 风随高度顺时针偏转20~30°。 １１、温度层结曲线-----温度随高度的分布。 分递减、中性、等温、逆温四种。 １２、逆温种类： 辐射逆温 平流逆温 下沉逆温 湍流逆温 锋面逆温 第二章 湍流扩散基本理论 １、湍流扩散的三大基本理论 -----梯度输送理论(K理论)、统计理论和相似理论。 梯度输送理论(K理论)源自湍流半经验理论，以湍涡模仿分子输送过程，假定湍流交换是简单的线性关系，是一种特殊的物理混合模型。 统计理论基本上是一种运动学处理方法，用运动的统计学特征来描述湍流流体中标记粒子的运动状况。 相似理论首先假设了以下支配性物理参数，然后在量纲分析的基础上得到与这些参数有关的扩散规律。 ２、梯度输送理论类比分子扩散，假定湍流引起的动量输送正比于风速梯度。 根据质量守恒定律，利用K理论关系式，可导出平流扩散方程。 经简化(坐标系、均匀流场)可导出瞬时源、连续源的正态解。 ３、统计理论根据泰勒公式把扩散参数和湍流脉动场的统计特征联系起来。 在均匀、平稳湍流条件下，假定扩散粒子的分布为高斯分布即正态分布， 再利用泰勒公式定出其方差(σy=Y)，确定浓度分布。 ４、相似理论根据量纲分析，由近地层莫宁－奥布霍夫相似理论，导出粒子扩散和近地层风温场特征参量u*和L的关系。 ５、严格地说，三种理论都有较大的理论局限性，在污染散布分析应用中都远远超出它们各自的适用范围。 许多推广应用纯属经验，无理论意义可言。