邊界層污染氣象分析？

更新時(shí)間：2018-01-19 15:52:00 來(lái)源：環(huán)球網(wǎng)校

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　　邊界層污染氣象分析

　　人類(lèi)活動(dòng)排放的污染物主要在大氣邊界層中進(jìn)行傳輸與擴(kuò)散，受大氣邊界層的生消演變的影響。有些污染現(xiàn)象隨著邊界層的生消演變而產(chǎn)生。污染物擴(kuò)散受下墊面的影響也比較大，非均勻下墊面會(huì)引起局地風(fēng)速、風(fēng)向發(fā)生改變，形成復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)，常見(jiàn)的復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)有海陸風(fēng)、山谷風(fēng)等。

　　邊界層演變：在晴朗的夜空，由于地表輻射，地面溫度低于上覆的空氣溫度，形成逆溫的穩(wěn)定邊界層，而白天混合層中的污染物殘留在穩(wěn)定邊界層的上面。次日，又受太陽(yáng)輻射的作用，混合層重新升起，見(jiàn)圖3-9。由于邊界層的生消演變，導(dǎo)致近地層的低矮污染源排放的污染物在夜間不易擴(kuò)散，如果夜間有連續(xù)的低矮污染源排放，則污染物濃度會(huì)持續(xù)增高;而日出后，夜間聚集在殘留層內(nèi)的中高污染源排放的污染物會(huì)向地面擴(kuò)散，出現(xiàn)熏煙型污染( fumigation)。

　　海陸風(fēng)：在大水域(海洋和湖泊)的沿岸地區(qū)，在晴朗、小風(fēng)的氣象條件下，由于晝夜水域和陸地的溫差，日間太陽(yáng)輻射使陸面增溫高于水面，水面有下沉氣流產(chǎn)生，貼地氣流由水面吹向陸地，在海邊稱(chēng)之為海風(fēng)，而夜間則風(fēng)向相反，稱(chēng)作陸風(fēng)，晝夜間邊界層內(nèi)的陸風(fēng)和海風(fēng)的交替變化，見(jiàn)圖3-11。

　　當(dāng)局地氣流以海陸風(fēng)為主時(shí)，處于局地環(huán)流之中的污染物，就可能形成循環(huán)累積污染，造成地面高濃度區(qū)。當(dāng)陸地溫度比水溫高很多的時(shí)候，多發(fā)生在春末夏初的白天，氣流從水面吹向陸地的時(shí)候，低層空氣很快增溫，形成熱力內(nèi)邊界層(TIBL)，下層氣流為不穩(wěn)定層結(jié)，上層為穩(wěn)定層結(jié)(stable layer)，如果在岸邊有高煙囪排放，則會(huì)發(fā)生岸邊熏煙污染，見(jiàn)圖3 -12。

　　山谷風(fēng)：山區(qū)的地形比較復(fù)雜，風(fēng)向、風(fēng)速和環(huán)境主導(dǎo)風(fēng)向有很大區(qū)別，一方面是因受熱不均勻引起熱力環(huán)流，另一方面由于地形起伏改變了低層氣流的方向和速度。例如，白天山坡向陽(yáng)面受到太陽(yáng)輻射加熱，溫度高于周?chē)叨鹊拇髿鈱?，暖而不穩(wěn)定的空氣由谷底沿山坡爬升，形成低層大氣從陸地往山吹、高層大氣風(fēng)向相反的谷風(fēng)環(huán)流：夜間山坡輻射冷卻降溫，溫度低于周?chē)髿鈱?冷空氣沿山坡下滑，形成低層大氣從山往陸地吹、高層大氣風(fēng)向相反的山風(fēng)環(huán)流，由于晝夜變化，山谷風(fēng)風(fēng)向也輪換交替，見(jiàn)圖3 -13。

　　山谷風(fēng)的另一種特例就是在狹長(zhǎng)的山谷中，由于兩側(cè)坡面與谷底受晝夜日照和地表輻射的影響，產(chǎn)生橫向環(huán)流。橫向流場(chǎng)存在著明顯的晝夜變化，日落后，坡面溫度降低比周?chē)鷾囟瓤欤咏旅娴睦淇諝庑纬蓽\層的下滑氣流，冷空氣向谷底聚集，形成逆溫層;日出后，太陽(yáng)輻射使坡面溫度上升，接近坡面的暖空氣形成淺層的向上爬升氣流，谷底有下沉氣流，逆溫層破壞，形成對(duì)流混合層。由于這種現(xiàn)象，導(dǎo)致近地層的低矮污染源排放的污染物在夜間不易擴(kuò)散，如果夜間有連續(xù)的低矮污染源排放，則污染物濃度會(huì)持續(xù)增高，而日出后，夜間聚集在逆溫層中的中高污染源排放的污染物會(huì)向地面擴(kuò)散，形成高濃度污染。

　　一般來(lái)說(shuō)，山區(qū)擴(kuò)散條件比平原地區(qū)差，同樣的污染源在山區(qū)比在平原污染嚴(yán)重。