空气污染气象学期末复习

名词解释1、 空气污染气象学：是近代大气科学研究的一个新的分支学科，研究大气运动同大气中污染物相互作用的学科，它作为大气环境问题研究与应用的一个重要领域，研究排放进入大气层的空气污染物的扩散稀释、转化、迁移和清楚的规律，模拟并预测空气污染物的浓度分布及其对环境空气质量的影响。2、 空气污染：由于人或自然的因素，使大气组成的成分、结构和状态发生变化，与原本情况比，增加了有害物质（称之为空气污染物），使环境空气质量恶化，扰乱并破坏了人类的正常生活环境和生态系统，从而构成了空气污染。3、 空气污染物：指以各种方式排放进入大气层，并且有可能对人和生物、建筑材料以及整个大气环境构成危害或带来不利影响的物质。4、 大气环境容量：指在自然净化能力之内所允许的污染物排放量。5、 一次污染物:原始排放的直接污染大气的污染物质。主要有二氧化硫、一氧化碳'氮氧化物'二氧化氮、颗粒物（飘尘'降尘'油烟等）、氨气'及含氧'氮、氯'硫有机化合物以及放射性物质等二次污染物：经化学反应生成的新的污染物质。光化学烟雾等（洛杉矶）6'根据污染物的物理形态和化学成分，分为：颗粒污染物（TSP）・碳氧化物（C02,CO等）・氮氧化物（NO,N02等）硫化物（S02卤化物（HF,CL2,HCL）碳氢化合物（烷炷、烯娅及芳娅）氧化剂（03等）放射性物质TSP：以固体或液体形式存在于空气介质中的分散体，自分子大小到大于10微米粒径的各种微粒，称为TSP。7'空气污染物浓度的两种表示方法•质量浓度：mg/m3体积浓度：PPIIIIPPm表示106kg中有Ikg溶质8'空气污染源：自然源与人工源（P3）从不同角度对污染源进行分类：•按照人类活动内容分类按照污染物排放方式分类按照污染物排放位置分类• 按照污染物排放高度分类按照污染物排放口的形式分类9、研究方法

现场观测试验数学模式（经验统计模型、高斯扩散模型：随机游现场观测试验数学模式（经验统计模型、高斯扩散模型：随机游动模型；数值模式） 室内流体物理模拟10、 气象要素：构成和反映大气状态和大气现象的基本因素，简称为大气状态的物理现象和物理量。11、 风：空气相对于地面的水平运动成为风，它有方向和大小，是矢量。12、 湍流：是一种不规则运动，其特征是时空随机变屋，包括机械因素和热力因素，由机械或动力作用生成的是机械湍流，地表非均一性和粗糙度均可产生这种机械湍流活动。由各种热力因子的热力作用诱发形成的湍流称热力湍流，一般情况下，大气湍流的强弱取决于热力和动力两种因子。在气温垂直分布呈强递减时，热力因子起主要作用，而在中性层结情况下，动力因子往往起主要作用。13、 机械湍流：由机械或动力作用生成的湍流是机械系统。14、 热力湍流：由齐种热力因子的热力作用诱发形成的湍流。15、 大气温度：指1.5米的白叶箱温度。16、 干绝热递减率：绝热垂直递减率（绝热直减率）：气块在绝热过程中，垂直方向上每升降单位距离时的温度变化值。（通常取IOOm），单位：。C/100mo17、 干绝热垂直递减率丫d（干绝热直减率）：干气块（包括未饱和湿空气）在绝热过程中，垂直方向上每升降单位距离的温度变化值。（通常取100米），根据计算，得到Yd约为0.98M/IOOn1,近似「C/100mo18、 混合层高度：在实践中，经常会出现这样的温度层结：低层是不稳定的大气，在离地而儿白到上「米高空存在一个明显的逆温层，即通常所说的上部逆温的情况，它使污染物的垂直扩散受到限制，实际上只能在地面至逆温的扩散叫“封闭型”扩散。存在封闭型扩散的空气层称混合层。上部稳定层结的底部的高度称为混合层高度。19、 地面绝对最大浓度：两种作用的结果:定会在某一风速下出现地面最大浓度的极大值，称为地面绝对最大浓度，用Cabsin,出现最大浓度的风速称为危险风速。20、 大气输送与扩散两种基本途径：欧拉方法:相对固定坐标系描述污染物的输送和扩散。采用雷诺平均的扩散方程，存在不闭合问题（技术难点）。拉格朗日方法:跟随流体移动粒子来描述污染浓度变化。采用粒子运动统计方法，适用于平稳和均匀湍流，存在局限。

21、蒙特卡洛模拟:对随机的大气扩散行为，用大呈粒子的随机游动方式来模拟，即用大量标记粒子的施放来表征污染物的连续排放，让它们在流场中按平均风输送，同时乂用一系列随机位来模拟大气扩散，这样就表达了平流输送和湍流扩散两种作用。这些质点在空间和时间上的总体分布，构成客气污染物的散布图。随机游动模拟乂称蒙特卡洛模拟或马尔可夫模拟。22＞烟气有源高：排放烟流离地高度H,它包禽烟囱高度HS和烟流的抬升高度称之为烟气有效源高。H=H"-Ho23、 烟流宽度2y6（或2z0）：定义为烟流中心线至等于惭流中心线浓度十分之一处的距离的二倍。由正态分布模式有2y0=4.30oy或2z0=4.30oZ24、 烟气抬升分为四个阶段：⑴喷出阶段⑵浮升阶段⑶瓦解阶段⑷变平阶段。25、 影响热烟流抬升的基本因子：/排放源及排放烟气的性质一源排放烟气的初始动量和浮力/环境大气的性质/下垫面性质26、 局地风：局部地区由于地形地物的影响，引起近地层大气的增热和冷却速度不同，从而引起了局部空气的环流，即形成特殊的风场，称为局地风。27、 移动线源：能够在横风向相同距离处造成污染物浓度相等的连续点源或城市街道，公路上行驶的汽车都可视为线源，后考称移动线源。白分率。29、污染系数:风向频率河染系数2白分率。29、污染系数:风向频率河染系数表示风向'风速综合作用对空气污染物扩散影响程度。某风向出现次数 s各风向的总次数 X oC 凤向频率心 该风向的平均凤速T30'扩散曲线法：由大量扩散试验（禽气象观测和示踪物浓度观测）资料分析及理论分析得出扩散参数随下风方距离X的变化曲线。31'P-G曲线的应用A:根据气象观测自立划分稳定度扩散级别。B:根据稳定度扩散级别和扩散曲线给大气扩散参数。32、国家标准中的修改应用＞修正太阳高度角的计算方法＞适应我国大量地面观测无云声观测的情况（只有总云星，低云屋）33、 干沉积：由地面的土壤'水'植物'建筑物等通过污染物质的觅力沉降'碰撞与捕获、吸收与吸附'光合作用或其它生物、化学'物理过程实现；34、 湿沉积：由云、雾和降水（雨，雪等形式）等通过污染物质被吸收进入水滴或随水滴被清除。35、 清除系数：由于降水清除作用造成的污染物浓度的变化是一个随清除时间呈指数衰减的过程，定量描述这一过程的参数即平均降水。36、 污染物滞留时间：表征空气污染物在一定时期，一定空间范围里的寿命的一个特征最。它定义为这样一个时间，即假定没有污染物补充，没有污染物穿过区域边界，该区域大气里污染随时间减少至原来的1/e倍所需的时间。37、 洁净大气组成：氮，氧，氢，二氧化碳，水汽，悬浮物，微量气体成分等。组成成分及比例基本保持不变。38'空气污染：由于人为或自然的因素，使大气组成的成分、结构和状态发生变化，与原本情况相比，增加了有害物质，使环境空气质最恶化，扰乱并破坏了人类正常生活环境和生态系统。39'大气污染的防治减少污染物排放量控制排放和充分利用大气自净能力厂址选择、烟囱设计、城区与工业区规划等要合理绿化造林，使有更多植物吸收污染物，减轻大气污染程度40'大气边界层：位T*对流层的最底部，由丁・直接与地而相贴而强烈受到分子粘性、湍流摩擦、辐射增热、水汽交换、物质扩散各种交换作用和地形的影响，致使湍流应力成为重要因子而不可忽略，与之相联系形成ABL。41、湍流主要特点：1、不规则性和随机性2、扩散性3'大雷诺数性质4、涡旋运动5、耗散性6、连续性42、形响空气污染物散布的主要因子：大气边界层结构及其特征，风和湍流，气温与大气稳定度，辐射和云，天气形势，下垫而条件。43、虚点源法：（I）把大块面源划分为若干较小的面源块情况下，可将面源化为点源来处理，即将每一而源块（乂称而源单元）简化为一个等效的点源-假定整个面源块的污染物排放集中在该点。这样就可用点源扩散公式来计算该面源所造成的污染物浓度。（2）由烟流半宽定义有2为二4.30巧，44、 云宽：沿横风向，污染物浓度下降到等于轴线浓度1/10处的两点间距离。标准差：为在某下风距离，污染物在y向位移的方差，表征与平均值的偏离程度。45、 采样时间对平均浓度影响？-湍流运动尺度广-瞬时：烟道窄，不规则，随方向摆动，浓度高•长时间：烟道宽，规则，趋于平均，浓度低46、 梯度输送理论：由湍流运动引起的局地质虽通杲与该地被扩散物质的半均浓度梯度成正比，称为梯度输送理论，乂称1＜理论。47、 数值解与解析解的区别？A^解析解：简单实用，广泛应用于环评业务工作领域，适用于均匀定常大气状况，有一定J』限。B.数值解：考虑风场'湍流场'源强的时空变化，考虑干湿沉积过程及化学反应，物理过程全面，计算复杂，通常在大气科学相关研究领域进行研究，近年来应用于气象及环境相关业务部门。填空题1、 空气污染主要发生在对流层2、 低层大气的成分：干洁空气、水汽'气溶胶粒子3'影响烟气扩散的主要气象条件（大气因子）:气温、气压、湿度、风、云、降水、水平能见度、辐射4'空气污染物的危害程度，归根结底于污染物浓度和作用时间5'风形成的根本原因：温度的分布不均6'决定污染物在大气中扩散稀释最直接最本质的原因是事圣^」风速越大、湍流越强，污染物扩散速度越快，污染物浓度越低。7'口出前后的早晨，烟流的扩散类型是漫烟型或熏烟型8、 湍流发生强弱的判据是查理逊数Ri9、 大气扩散的皋本问题是湍流与烟流传播和物质浓度衰减的关系问题10、 大气扩散的基本理论主要是梯度输送理论(K理论)'统计理论'相似理11＞在给定正态分布后，决定扩散性质的主要参数是浓度分如的标准差，即是扩散参数巧，和七,它们分别代表在水平方向的扩散参数和垂直方向的扩散参数12'在大气污染中，浓度分布标准差是用来表征污染物质散布范围的特征量，乂用来表示扩散速率。13'烟流抬升大致经历了一下儿个阶段，即喷出阶段、浮升阶段、瓦解阶段和变平阶段14'云的表征:公量、公高及云状。简答题从环境保护角度出发，理想的建厂位置：污染本底值最小扩散稀释能力强⑶排出的污染物被输送到城市或居民区的可能性最小的地方。2、 烟囱设计的基本原则：满足大气污染物的扩散稀释要求，即最大浓度不超过许可的排放标准GB3095-1996环境空气质最标准。节省投资，经济合算。设计烟囱高度的基本原则：是既要保证排放物造成的地面最大浓度或地面绝对最大浓度不超过国家大气质星标准，乂应做到投资最省。3、 影响烟气抬升的因素：(1)排放因素(热力因素和动力因素)：.⑵气象因素近地层下垫面的状况等影响烟气抬升的有利因素：•烟流的喷出速度t和烟气与空气的温差f,在中低等风速下，则AHtI够响烟气抬升的不利因素•平均风速仁湍流仁则AHI•逆温层及其消散前后的气象条件下，则AHI•烟囱高度I,不利的地形，则AHI4、连续点源高斯扩散模式六个假设：1)・烟云的扩散在水平y轴和垂直方向都是正态分布；).在扩散的整个时空上的风速是均匀且稳定的：)・源强是连续和均匀的；).污染物在扩散过程质童是守恒的，即没有衰减和增生；).在X轴上，风的平流作用远远大于扩散作用：).地面足够平坦'均一.5、气温的垂直分布：温度层结：温度随高度的分布情况。它影响大气垂直方向的流动情况，由于地而构筑物不同，温度层结不同温度层结类型递减层结：温度随高度的增加而降低(ZZt)，正常分布中性层结：温度梯度等于或近似于1°C/100n，称。逆温层结：温度随高度增加而升高(Z/t/)等温层结：温度不随高度变化（ZZt=）6、 影响湍流发生的因素有哪些？如何判别湍流主要由哪些因素引起的？形成：近地层大气湍流有两种：热力湍流：机械湍流。热力湍流：主要由于大气的铅直稳定度而引起，大气的铅直稳定度是由于气温的垂直分布决定的。机械湍流：有动力因子产生，由于大气垂直方向上的风速梯度不同和地面粗糙度不同而产生。（见书本P7）7、 海风入侵时峰面是怎么样的？它对大气污染的扩散有何影响？（见PPt）8、 简述温度层结与污染扩散之间的关系计算题1、 封闭型扩散模式举例某电厂烟囱有效高度为150m.二氧化硫的排放量为151g/m3，在夏季晴朗的下午，地而风速为4m/s,由于上部锋面逆温将使垂直混合限制在1500m以内，1.2km高度的平均风速为5m/s,试估算正下风向3km和IlkIn处的污染物浓度。-封闭型扩散模式的求解步骤：-1）由混合层高度，il算出XD时：七二（D-H）/2.15• （2）由叭和大气稳定度确定XD时・（3）由给定的下风向距离X与XD进行比较，代入相应的符合条件的公式计算即可。2、 面源污染物浓度估算举例：某城市按边长1.5公里的正方形划分面源单元，每一面元单元的二氧化硫的排放量为6g/s.面源的有效高度为20m,试确定风速为2.5m/s,夜间薄云吹南风时下风向相邻面源单元形心处二氧化硫的地面浓度。•步骤如下：A.由假定（2）可得：o。=w/4.36-7•B.由求了的为o和大气稳定度级别，应用P-G曲线图反求出x8-C.再由(x+兀o)查出6,•D按下式估算下风向任一点污染物的地面浓度：6-83、烟流抬升高度计算举例：某城市火电厂烟囱的实体高度为IoOm,出口内径为5m,烟流出口温度为100°C,流量300m3/s,当时烟囱出口处的平均风速为4m/s，出口的大气温度为20°C，试计算烟流的有效源高.计算步骤：1.求出△T=TS-Ta再用式子3.75即Qh=352.3*QV(TS-Ta)/TS求出Qh根据Qh和AT选用适合条件的公式进行计算，求出AH利用式子He=Hs+AH求出有效源高4、 电厂烟囱的实体高度为IOOm，出口内径为5m，烟气出口速度13m/s，烟流出口温度为373K，流量250m3/s,当时烟囱