第3章 大气污染的气象过程.pptVIP

定义查理孙数（Ri）为：第28页，共82页，星期日，2025年，2月5日临界查理孙数(KMz/KHz)：当湍能消耗率大于湍能补充率，即Ri＞KMz/KHz时，湍能将减弱；当湍能消耗率小于湍能补充率，即Ri＜KMz/KHz时，湍能将增强；当湍能消耗率等于湍能补充率，即Ri=KMz/KHz时，湍流将维持原状；第29页，共82页，星期日，2025年，2月5日1.3.3低层大气的湍流特征高频湍流主要是由动力作用引起的；低频部分，层结越不稳定，谱密度越大，说明热力作用只对较大尺度的湍流有影响；不稳定层结下要比稳定层结下，某一频段所含的总能量大；小湍涡具有各项同性的性质。第30页，共82页，星期日，2025年，2月5日湍强：风速标准差σ与平均风速u之比垂直湍强：中性层结：垂直风速标准差σw与平均风速成正比，即垂直湍强不随风速而变。粗糙度z0越大，σw越大，与高度无关。不稳定层结：垂直风速标准差σw与高度的1/3次方成正比第31页，共82页，星期日，2025年，2月5日横向湍强：在中性和不稳定层结下σA与平均风速u成正比，但不稳定时σA比中性时大3倍左右。稳定时，σA随风速加大略有减小，横向湍强向上减小第32页，共82页，星期日，2025年，2月5日纵向湍强：不随风速变化，随稳定度有变化，但不如σv激烈。在中性和稳定条件下，σu随高度不变，故而纵向湍强随高度减小。第33页，共82页，星期日，2025年，2月5日2大气湍流扩散的理论处理欧拉方法：相对固定坐标系描述污染物的输送和扩散。拉格朗日方法：跟随流体移动的粒子描述污染物的浓度及其变化。第34页，共82页，星期日，2025年，2月5日2.1湍流扩散的梯度输送理论它表示湍流扩散引起的物质输送梯度取决于该物质分布的不均匀程度（梯度大小）以及流场本身所具有的扩散能力（K值的大小）第35页，共82页，星期日，2025年，2月5日基本假定：比拟分子扩散过程湍流引起的动量通量与局地的平均风速梯度成正比第36页，共82页，星期日，2025年，2月5日基本原理：湍流半经验理论基本参数：湍流交换系数K气象资料：风速及K的垂直廓线主要限制条件：小尺度湍涡作用基本使用范围：σz地面源第37页，共82页，星期日，2025年，2月5日2.2湍流扩散的统计理论V（m·s-1）y第38页，共82页，星期日，2025年，2月5日泰勒公式第39页，共82页，星期日，2025年，2月5日基本原理：湍流脉动速度统计特征量与扩散系数之间的关系基本参数：风速的脉动速度均方差拉格朗日自相关系数气象资料：湍流能谱主要限制条件：均匀湍流基本使用范围：σy、σz高架源，σy地面源第40页，共82页，星期日，2025年，2月5日2.3湍流扩散的相似理论第41页，共82页，星期日，2025年，2月5日基本原理：拉格朗日相似性假设基本参数：摩擦速度u*，湍流热通量HT气象资料：风、温廓线主要限制条件：地面应力层基本使用范围：σz地面源近距离第42页，共82页，星期日，2025年，2月5日3大气污染物浓度分布的模式计算3.1高斯扩散公式第43页，共82页，星期日，2025年，2月5日无界连续点源高斯扩散模式：第44页，共82页，星期日，2025年，2月5日高架连续点源扩散模式镜像全反射----像源法实源：像源：第45页，共82页，星期日，2025年，2月5日高架连续点源扩散模式第46页，共82页，星期日，2025年，2月5日高架连续点源扩散模式第47页，共82页，星期日，2025年，2月5日2.2大气扩散参数P－G曲线法P－G曲线Pasquill常规气象资料估算Gifford制成图表第48页，共82页，星期日，2025年，2月5日扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用根据常规资料确定稳定度级别第49页，共82页，星期日，2025年，2月5日扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用利用扩散曲线确定和第50页，共82页，星期日，2025年，2月5日扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用地面最大浓度估算第51页，共82页，星期日，2025年，2月5日扩散参数的确定－中国国家标准规定的方法稳定度分类方法改进的P－T法太阳高度角（式4-29，地理纬度，倾角）辐射等级稳定度云量（加地面风速）第52页，共82