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影响大气污染扩散的主要因素有哪些

  空气的水平运动称为风。风对大气污染物的输送扩散有着十分重要的作用。风对大气污染物起整体输送作用;风对大气污染物有冲淡稀释作用;在大气边界层,风切变还影响湍流强度及性质,对扩散产生间接作用;其他气象因子(如大气稳定度等)都是通过风及湍流间接影响空气污染的。

  大气湍流是指气流在三维空间内随空间位置和时间的不规则涨落,伴随着流动的涨落,温度、湿度、风乃至大气中各种物质的属性的浓度及这些气象要素的导出量都呈无规则涨落。换言之,空气的无规则运动,谓之大气湍流。湍流具有随机性。

  大气湍流是大气的基本运动形式之一。大气湍流对大气中污染的扩散起着重要作用,湍流扩散是空气污染局地扩散的主要过程,是污染物浓度降低的主要原因。大气湍流的主要效果是混合,它使污染物在随风飘移过程中不断向四周扩展,不断将周围清洁空气卷入烟气中,同时将烟气带到周围空气中,使得污染物浓度不断降低。

  温度是决定烟气抬升的一个因素,它的的垂直分布决定了大气层结的垂直稳定度,直接影响湍流活动的强弱,与空气污染有密切的联系,支配大气污染物的散布。

  大气中的温度层结有四种类型:①正常分布层结(即递减层结),气温随高度增加而递减,这种情况一般出现在晴朗的白天风不太大时,有利于大气污染物的扩散。②中性层结。③等温层结,气温不随高度而变化,这种情况出现于多云天或阴天。不利于大气污染物的扩散。④逆温层结,气温随高度的增加而增加,这种现象一般出现在少云、无风的夜间。逆温层是非常稳定的气层,阻碍烟流向上和向下扩散,只在水平方向有扩散,处于逆温层中的气态污染物、气溶胶粒子(烟、尘、雾)等不能穿过逆温层,而只能在其下面积聚或扩散,在空气中形成一个扇形的污染带,一旦逆温层消退,还会有短时间的熏烟污染。

  大气稳定度指整层空气的稳定程度,是大气对在其中作垂直运动的气团是加速、遏制还是不影响其运动的一种热力学性质。当气层受到扰动,若原先是不稳定气层,则扰动、对流和湍流容易发展;若原来是稳定气层,则扰动、对流和湍流受到限制;若原先是中性气层,则由外界扰动所产生的空气微团运动,既不受到抑制又不能得到发展。因此,大气不稳定,湍流和对流充分发展,扩散稀释能力强,有利用污染物扩散。我国目前把大气稳定度分为六类,即强不稳定(A)、不稳定(B)、弱不稳定(C)、中性(D)、较稳定(E)、稳定(F)。其中强不稳定(A)、不稳定(B)、弱不稳定(C)三类稳定度有利于污染物的扩散,中性(D)、较稳定(E)、稳定(F)三类稳定度不利于污染物的扩散。

  混合层是指边界层中存在的湍流特征不连续界面以下的大气层。混合层内一般为不稳定层结,铅直稀释能力较强。混合层高度即从地面算起至第一层稳定层底的高度。混合层高度实质上是表征污染物在垂直方向被热力湍流稀释的范围,即低层空气热力与湍流所能达到的高度。混合层高度越高,表明污染物在铅直方向的稀释范围越大,越有利于大气污染物的扩散。混合层高度随时间变化,在一天中,早晨混合层高度一般较低,不利于大气污染物在铅直方向的扩散,而午后混合层高度达到最大值,有利于大气污染物在铅直方向的扩散。

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