【文章內(nèi)容簡介】 下的強(qiáng)烈擴(kuò)散，而上邊緣仍處于逆溫層中，熏蒸型煙流便發(fā)生了。這時(shí)煙流下部 γγd＞ 0，上部 γγd＜ 1。這種煙流多發(fā)生在上午 8— 10時(shí)，持續(xù)時(shí)間很短。 （ 6）逆溫 種類及其產(chǎn)生原因： （ a）下沉逆溫； （ b）輻射逆溫； （ c）平流逆溫； （ d）湍流逆溫； （ e）鋒面逆溫。 輻射逆溫 ? 由地面冷輻射形成的逆溫。 ? 在晴空無云（或少云）的夜間，當(dāng)風(fēng)速較小（＜ 3m／ s）時(shí)，地面因強(qiáng)烈的有效輻射而很快冷卻，近地面氣層冷卻最為強(qiáng)烈，較高的氣層冷卻較慢，因而形成了自地面開始逐漸向上發(fā)展的逆溫層，稱為輻射逆溫。 ? 上圖表示輻射逆溫在一晝夜間從生成到消失的過程。 ? （ a）是下午時(shí)遞減溫度層結(jié)； ? （ b）是日落前 1h逆溫開始生成的情況；隨著地面輻射的增強(qiáng)，地面迅速冷卻，逆溫逐漸向上發(fā)展，黎明時(shí)達(dá)到最強(qiáng)（圖中的 c）； ? 日出后太陽輻射逐漸增強(qiáng)，地面逐漸增溫，空氣也隨之自下而上的增溫，逆溫便自下而上的逐漸消失（圖中 d）；大約在上午 10點(diǎn)鐘左右逆溫層完全消失（圖中的 e）。 下沉逆溫 ? 下沉逆溫又稱壓縮逆溫。當(dāng)高壓區(qū)內(nèi)某一層空氣發(fā)生強(qiáng)度較大的氣團(tuán)下沉運(yùn)動(dòng)時(shí)，?？墒乖瓉砭哂蟹€(wěn)定層結(jié)的空氣層壓縮成逆溫層結(jié)，如圖所示。 ? 假定某高度有一氣層 ABCD，其厚度為 h，當(dāng)它下沉?xí)r，由于周圍大氣對它的壓力逐漸增大，以及由于水平輻散，該氣層被壓縮成 A′B′C′D′ ，厚度減小為 h′ （＜ h）。 ? 若氣層下沉過程是絕熱的，且氣層內(nèi)各部分空氣仍保持原來的相對位置，則由于頂部 CD下沉到C′D′ 的距離比底部 AB下沉到 A′B′ 的距離大，使氣層頂部的絕熱增溫大于底部。 ? 若氣層下沉距離很大，就可能使頂部增溫后的氣溫高于底部增溫后的氣溫，從而形成逆溫層。 平流逆溫 ? 由暖空氣平流到冷地面上而形成的逆溫稱為平流逆溫。這是由于低層空氣受地表面影響大、降溫多、上層空氣降溫少所形成的。暖空氣與地面之間溫差越大，逆溫越強(qiáng)。當(dāng)冬季中緯度沿海地區(qū)的海上暖空氣流到大陸上及暖空氣平流到低地、盆地內(nèi)積聚的冷空氣上面時(shí)，皆可形成平流逆溫。 湍流逆溫 ? 低層空氣湍流混合形成的逆溫稱為湍流逆溫。 ? 實(shí)際空氣的運(yùn)動(dòng)都是一種湍流運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果使大氣中包含的熱量、水分以及污染物質(zhì)得以充分的交換和混合。湍流逆溫的形成過程如下圖所示，圖中的 AB是氣層在湍流混合前的氣溫分布，氣溫直減率 γ＜ γd； ? 低層空氣經(jīng)湍流混合后，氣層的溫度將按干絕熱直減率變化，如（ b）中的 CD。但在混合層以上，混合層與不受湍流混合影響的上層空氣之間出現(xiàn)了一個(gè)過渡層 DE，即是逆溫層。 鋒面逆溫 ? 在對流層中的冷空氣團(tuán)與暖空氣團(tuán)相遇時(shí)，暖空氣團(tuán)因其密度小就會爬到冷空氣上面去，形成一個(gè)傾斜的過渡區(qū)，稱為鋒面。在鋒面上，如果冷暖空氣的溫差較大，也可以出現(xiàn)逆溫，這種逆溫稱為鋒面逆溫。鋒面逆溫僅在冷空氣一邊可以看到。 降水的影響 能有效地吸收、淋洗空氣中的各種污染物。 霧的影響 霧會使空氣污染狀況加劇。 空氣污染 “ 事故日 ” 與污染指數(shù) ? 事故日：連續(xù)幾天 低 混合高度 、 低風(fēng)速 和 無雨 ? 發(fā)生事故日的條件是： 持續(xù) 2天混合層高度小于 1500米，風(fēng)速小于 4m/s和無雨。 ?污染指數(shù) Id ： Id＝ sp/（ vh） Id為 d方向的污染指數(shù)； s為大氣穩(wěn)定度； p為降水； v為風(fēng)速； h為混合層高度。 ? s、 p、 v和 h的值是按實(shí)際氣象資料的數(shù)值轉(zhuǎn)換為無量綱的相對值。 ? Id≤，為清潔大氣，即該地區(qū)不易發(fā)生空氣污染事故 ? Id值越大， d方向下側(cè)污染越 …… ？不適于發(fā)展 …… ？ （農(nóng)業(yè)區(qū)） （越重；工業(yè)） ?事故日多的地區(qū)適于 …… ？ 三、影響大氣污染的地理因素 ? 地形和地物 ? 山谷風(fēng) ? 海陸風(fēng) ? 城市熱島環(huán)流 地形和地物 ? （地貌地面自然物和建筑物）影響風(fēng)速和風(fēng)向，故影響污染物的擴(kuò)散。 ? 山脈的阻滯作用，對風(fēng)速也有很大影響，尤其是封閉的山谷盆地，因四周群山的屏障影響，往往是靜風(fēng)、小風(fēng)頻率占很大比重，不利于大氣污染物的擴(kuò)散。 山谷風(fēng) ? 在白天，太陽先照射到山坡上，使山坡上大氣比谷地上同高度的大氣溫度高，形成了由谷地吹向山坡的風(fēng)，稱為谷風(fēng)。在高空形成了由山坡吹向山谷的反谷風(fēng)。它們同山坡上升氣流和谷地下降氣流一起形成了山谷風(fēng)局地環(huán)流。 ? 在夜間，山坡和山頂比谷地冷卻得快，使山坡和山頂?shù)睦淇諝忭樕狡孪禄焦鹊祝纬闪松斤L(fēng)。在高空則形成了自山谷向山頂吹的反山風(fēng)。它們同山坡下降氣流和谷地上升氣流一起構(gòu)成了山谷風(fēng)局地環(huán)流。 海陸風(fēng) ? 海陸風(fēng)是由于陸地和海洋的熱力性質(zhì)的差異而引起的。 ? 在白天，由于太陽輻射，陸地升溫比海洋快，在海陸大氣之間產(chǎn)生了溫度差、氣壓差，使低空大氣由海洋流向陸地，形成海風(fēng)，高空大氣從陸地流向海洋，形成反海風(fēng)，它們和陸地上的上升氣流和海洋上的下降氣流一起形成了海陸風(fēng)局地環(huán)流。 ? 在夜晚，由于有效輻射發(fā)生了變化，陸地比海洋降溫快，在海陸之間產(chǎn)生了與白天相反的溫度差、氣壓差，使低空大氣從陸地流向海洋，形成陸風(fēng)，高空大氣從海洋流向陸地，形成反陸風(fēng)。它們同陸地下降氣流和海面上升氣流一起構(gòu)成了海陸風(fēng)局地環(huán)流。 城市熱島環(huán)流 ? 由城市溫度差引起的局地風(fēng)。城市熱島可形成年均氣溫比周邊地區(qū)高 ～ ℃ ，有時(shí)高達(dá) 6～ 8℃ 。因此引起由農(nóng)村吹向城市的局地風(fēng)，使城區(qū)大氣中的污染物難以擴(kuò)散。 ?城市熱島環(huán)流是由城鄉(xiāng)溫度差引起的局地風(fēng)。 ? 產(chǎn)生城鄉(xiāng)溫度差異的主要原因是： ?（ 1）城市人口密集、工業(yè)集中，使得能耗水平高； ?（ 2）城市的覆蓋物（如建筑、水泥路面等）熱容量大，白天吸收太陽輻射熱，夜間放熱緩慢，使低層空氣變暖； ?（ 3） 城市上空籠罩著一層煙霧和 CO2， 使地面有效輻射減弱 。 因此 ， 使城市市區(qū)凈熱量收入比周圍鄉(xiāng)村多 ， 故平均氣溫比周圍鄉(xiāng)村高 （ 特別是夜間 ） ， 于是形成了所謂城市熱島 。 四、小結(jié) 空氣中的污染物的積累取決于三個(gè)條件：風(fēng)速、逆溫層和地形； 廠址選擇、新建城市選址應(yīng)當(dāng)考慮風(fēng)向、風(fēng)速、溫度層結(jié)和地形的影響，應(yīng)當(dāng)選擇在山谷外面、遠(yuǎn)離海岸線或 “ 事故日 ”較少的地方。 第三節(jié) 全球性大氣環(huán)境問題的形成機(jī)制與其防治對策 一、全球變暖與防治對策 近百年來的全球氣候 （ 1）全球氣溫上升趨勢明顯，平均大約上升 ； （ 2）全球氣溫的變化不呈直進(jìn)式，而是呈現(xiàn)冷暖交替的波動(dòng) 溫室效應(yīng)與溫室氣體 （ 1）什么是 “ 溫室效應(yīng) ” ? ?所謂 “ 溫室 ” 即指 “ 暖 房 ” ，屋頂和四周是玻璃或透明塑料薄膜建成，由于玻璃和 透明塑料薄膜可以使太陽光 (短波輻射 )射入室內(nèi)，但室內(nèi)向外的輻射 (長波輻射 )卻不易透過玻璃或薄膜外逸，使室內(nèi)溫度提高，起到防寒升溫、在寒冷季節(jié)也能栽種喜溫作物 的作用。 ?大氣中的溫室氣體所起的作用與玻璃溫室相同，它不影響太陽光照射到地面，但卻可以吸收地面向外的紅外 (長波 )輻射，使低層大氣變暖，于是人們便把這種作用稱 為 “ 溫室效應(yīng) ” 。 （ 2）溫室氣體 （ a）概念 當(dāng)在大氣中的濃度增加時(shí)，會加劇 “ 溫室效應(yīng) ” ，引起地區(qū)表面和大氣層下沿溫度升高的氣體。 （ b）種類 ?二氧化碳（ CO2）、臭氧（ O3） 、甲烷（ CH4） 、氟利昂（ CFC11） 、一氧化二氮（ N2O）等。 ?二氧化碳起 55％的作用，甲烷和氟利昂起 20％的作用。 全球變暖對人類的影響 （ 1）沿海地區(qū)的海岸線變化 —— 海平面上升； （ 2）氣候帶移動(dòng) —— 溫度帶北移和降水帶的移動(dòng) （ 3）對中國的影響 （ a）使中國農(nóng)業(yè)不穩(wěn)定性增大； （ b）海水平面上升使沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到威脅； （ c）對生物多樣化產(chǎn)生影響。 控制全球變暖的綜合對策 （ 1）調(diào)整能源戰(zhàn)略 —— 提高能源利用率和向清潔能源轉(zhuǎn)化； （ 2）綠化對策； （ 3）控制人口，提供糧產(chǎn)，限制毀林； （ 4）加強(qiáng)環(huán)境意識教育，促進(jìn)全球合作。 二、臭氧層破壞與防治對策 臭氧層破壞的機(jī)理 （ 1）臭氧的自然平衡過程 式中 M為反應(yīng)第三體，一般是氮分子或氧分子。 22323322OOOOOOhOMOMOOOOhO???????????????（ 2）當(dāng)有活性催化物質(zhì)存在時(shí) 式中 Y為活性催化物，在反應(yīng)中并不消耗，有些物質(zhì)可在平流層中存在數(shù)年，所以一個(gè) Y自由基可以破壞數(shù)萬或數(shù)十萬個(gè)臭氧分子。 Y物種包括三大家族： 奇氫家族 HOx、奇氮家族NOx和奇鹵家族 XOx。 232232 OOOOYOYOOYOOY????????