污染气象学课件 第4章城市、山区和水域附近扩散.pptxVIP

第四章

城市、山区和水域附近扩散;第三章大气扩散估算

-----平坦,均匀地形,某一平均风的下风向浓度

;非均匀和复杂下垫面;§4.1城市大气扩散

城市大气边界层

城市面积不断扩大,使得城市边界层影响日益重要,并且随着城市向高空发展,城市边界层更加复杂,城市冠层的输送,建筑物阻力和尾流湍流,多重反射,粗糙度的确定以及日益普及的空调和汽车的热源效应的影响等,都是当今的难点问题。

;城市效应;城市不同因子的反照率;城市区别于乡村的主要特点

-----下垫面粗糙，建筑物和人口密集，工商业集中。

城市下垫面粗糙-------决定其地面动力学粗糙度增大，地面热容量和热释放量也都比乡村明显增加。于是，改变了城市边界层的气象条件。污染物的扩散规律也与乡村不同

城市人口密集，工业发达，交通繁忙，造成城市空气污染排放具有多源、多样性和密集型的特点，污染影响程度较深，危害较大。因此，对城市环境空气质量管理应有较高的要求。

所有这些都使得对城市大气扩散规律的认识和研究显得尤其重要。

;

城市边界层研究主要有三种方法:

1、外场观测（地面监测站、气象观测塔、低空探空及雷达和

卫星遥感）

2、实验室研究（风洞试验和水槽试验）

3、数值模拟（中尺度模式MM5、RAMS、ARPS等，

城市边界层模式等）;一、城市边界层与空气污染气象学特征;经典城市边界层模型;2.城市混合层

;3.城市风场和湍流

(1)风场

在晴朗平稳的天气下可形成从周围农村吹向城市的局地风，称为“城市风”。这种风可将郊区工厂的污染物带到市中心，使污染浓度升高。

出现地区性静风时，城市风非常明显。有和风时，只在城市背风部分出现城市风。

;;减小平均风速，(市区比郊区小30%-40%)

降低风速梯度（下图）

使风向摆动增大（一般在±300左右摆动）

;(2)湍流;风速的幂效应（200m以下），200m以???为定值;水平尺度划分

中尺度（整个城市）

101km

局地尺度（地表类型相似的一个区域）

100km

微尺度（建筑物、树木、街道、花园等）

100~102m;城市近地层垂直尺度;二、城市空气污染特征;各种城市空气污染源;1.气象条件;烟流自乡村进入城市时，垂直扩散明显增强，污染物迅速上下混合，地面浓度增高。;晴朗白天：城乡受太阳辐射加热，气温随高度分布都呈递减不稳定状态，因此，城乡的空气污染物散布状况基本相似。;;夜间边界层;;;2.排放条件

污染物浓度日变化：一是气象条件日变化

二是人为活动日变化

所致。

城市污染源：孤立高架点源

工业用矮小烟囱

面源排放—居民生活源

交通流动源;各种城市空气污染源;气象条件日变化;广州2003年11月2日;人为活动日变化;PRD10月综合观测总体设计和测量站点分布;B2点;;广州市区主要污染物的演变;乡村地区：新垦主要污染物的演变;源区域（sourcearea）;印痕与源区域

--footprintandsourcearea(Schmid1994);?讨论;第四章城市、山区和水域附近扩散

§4.1城市大气扩散

§4.2城市多源高斯模式

§4.3山区大气扩散

§4.4水域附近大气扩散;特殊气象条件下的扩散模式;一、封闭型扩散模式;一、封闭型扩散模式;一、封闭型扩散模式;二、熏烟型扩散模式;熏烟型扩散模式;熏烟型扩散模式;（3）逆温层消失到烟流上边缘，即hf=H+2σz时，可以认为烟流全部向下混合，地面熏烟浓度将达到极大值：;§4.2