氣象條件與空氣品質(20) - 空氣污染

By Susan
at 2007-10-27T00:00

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氣象條件與空氣品質有什麼關係?
希望有較專業的解說~
例如:高低氣壓,溼冷空氣,垂直混合..等之類
與空氣污染有關的的專業解說.
我要做報告用的~ 請大大們幫忙
(( 20點招募高手 ))

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By Lily
at 2007-10-31T02:56

氣象條件與空氣品質有密切的關係, 因為在不同的氣象條件下, 大氣具有不同的擴散能力. 影響大氣污染物擴散能力的主要因素有二, 即氣象的動力因子及氣象的熱力因子. 茲分別說明如下:
(1) 動力因子
　（a）風
風的影響項目包括風向及風速. 風向影響污染物的擴散方向; 而風向在任何地區, 係一年四季都在變化的.　
風速大小則決定污染物的擴散及稀釋狀況. 在大氣中污染物的濃度與污染物的總排放量成正比, 而與平均風速成反比. 如果風速增加一倍, 則下風向的污染物濃度將減少一半. 由於地面對風吹具有摩擦阻力, 即風速會隨著高程的增加而減少; 在100m高處, 其風速約為1m高處的3倍.
風向與風速的聯合作用, 其影響污染物的擴散程度, 我們常用污染係數來衡量. 污染係數等於風向頻率除以該風向的平均風速.
風除了有水平運動之外, 還會出現垂直運動; 而且除了規則運動之外, 還有無規則運動. 因此污染物在大氣中不僅沿著下風向輸送, 還能在運動過程中向垂直方向及側向擴散.
(b) 湍流
大氣湍流是指大氣以不同尺度做無規則運動的流體狀態; 其風速具有大小, 且具有陣性. 在主導風向上出現上下左右的無規則陣性攪動. 大氣污染物的擴散主要是依靠大氣湍流的作用.
(2) 熱力因子
　（a）溫度層結及逆溫
溫度層結是指在地球表面上方, 大氣的溫度隨著高程變化的情況, 或者說是在垂直地球表面的方向上之氣溫分佈. 氣溫的垂直分佈決定著大氣的穩定度, 而大氣的穩定度又影響著湍流的強度.
在大氣圈的對流層內, 氣溫垂直變化的規律是隨著高度的增加而逐漸降低. 對流層的下層氣溫遞減率為每百米降低攝氏0.3至0.4度; 中層的氣溫遞減率為每百米降低攝氏0.5至0.6度; 上層的氣溫遞減率為每百米降低攝氏0.65度.
其實, 在接近地面的低層大氣之氣溫垂直變化比較複雜. 由於氣象條件的不同, 其垂直氣溫遞減率可大於零, 等於零, 或小於零. 如果是小於零的話, 表示氣溫係隨著高度的增加而增加, 這種現象稱為逆溫. 出現逆溫的大氣層稱為逆溫層; 逆溫層的下限為逆溫層的高度; 其上下限溫度差稱為逆溫強度.
由於受地表特性及地面輻射的影響, 在接近地面兩公里的範圍內出現逆溫的可能性較大, 逆溫乃是產生大氣污染的主要氣象條件.
大氣氣壓係隨著高度的增加而遞減. 　一個空氣團從地面上升, 因壓力不斷減小, 體積不斷增加, 溫度逐漸降低. 同理, 當空氣團作下沉運動時, 體積縮小, 溫度增高. 乾空氣絕熱上升（空氣上升時未與周圍空氣發生熱交換之意) 或絕熱下降, 其溫度改變大約是每百米為攝氏1度, 這個值稱為乾絕熱遞減率. 在實際大氣中, 如果溫度遞減率大於乾絕熱遞減率. 則當空氣絕熱上升時, 其溫度總保持比周圍的空氣高, 並且繼續上升, 就稱為大氣處於不穩定狀態; 如果溫度遞減率小於乾絕熱遞減率. 則當空氣絕熱上升時, 其溫度總保持比周圍的空氣低, 就稱為大氣處於穩定狀態.
在大氣不穩定狀態下, 大氣污染物能分散到較高, 及距污染源較遠的地方; 但是在穩定狀態下, 污染物的擴散範圍就會受到限制, 僅能分散到進地面, 且垂直空間不大的空氣中.
(b) 大氣穩定度
當大氣處於穩定狀態下, 湍流受到抑制,　大氣污染物的擴散稀釋能力弱. 如果大氣處於不穩定的狀態下, 則湍流可以得到充分的發揮, 大氣污染物的擴散稀釋能力就增強.　
湍流將大氣污染物從地面擴散到空中的高度, 稱為混合層（污染物與空氣充分混合之意) . 大氣越不穩定, 混合層越高; 由此可見, 在污染源強度一定的條件下, 混合層越高, 污染物在空中的濃度就越小.

氣象條件與空氣品質(20) - 空氣污染

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