2、次生污染物: 是指有些一次污染物进入环境后,由于物理、化学或生物学作用,或与其它物质发生反应而形成的、与原来污染物的理化性状完全不同的新的污染物。
3、平流雾: 平流雾是由于来自海上的暖湿空气,平流输入大量的水汽,从而使上海城区的水汽压不断升高,在达到或接近饱和时所形成的雾。 4、辐射雾: 辐射雾是在天气形势稳定、夜晚无云或少云、无风或风速很小时,辐射冷却作用使近地面空气温度下降,达到饱和或接近饱和时而形成的雾。
5、锋面雾: 锋面雾是当移动缓慢的锋面经过上海或其附近地区时,如果风速较小,锋面逆温层距离地面的高度低,锋面两侧气温差异较大时所形成的雾。从雾的形成机制而言,又可分为锋面降水雾与锋面混合雾两种。 问答:
1. 干岛、湿岛、雨岛、混浊岛的主要特征、形成原因? (1)干岛:
主要特征:导致城区近地面水汽压小于郊区,形成城市“干岛”
形成原因:①城市对空气湿度的影响。由于城市下垫面多为建筑物和不透水地面,雨后径流系数大,蒸发和蒸腾量较小,进入大气的水汽量少,加上城市气温又比郊区高,通常城市空气的绝对湿度和相对湿度都低于临近的郊区。尤其是盛夏季节郊区农作物与林草植被生长茂密,城郊间蒸散量差值更大。
②城市由于建筑物密集和高低不一,下垫面的粗糙度大,加上热岛环流,机械湍流和热力湍流都强于郊区,通过湍流垂直交换向上层输送的水汽量比郊区多。
③由于以上,导致城市近地面水汽压小于郊区,形成干岛。
白天,郊区的蒸发和蒸腾作用比市区大,因此,郊区水汽压比市区高,形成城市“干岛”现象 (2)湿岛:
主要特征:夜间,城市近地面的水汽压有时要高于郊区,从绝对湿度的角度看,形成湿岛。
形成原因:夜间,风速减小,空气层结稳定,郊区气温下降更快,使饱和水汽压减低,大量水汽在地表凝成露水,使存留于低层空气的水汽减少,水汽压迅速降低。
而市区夜间热岛效应强,气温比郊区高,蒸发强,水汽凝露量小;
夜间湍流交换强度比白天减弱,垂直向上输送的水汽减少,致使市区近地
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层空气的水汽压反而比郊区大,形成城市“湿岛”。 (3)雨岛:
主要特征:城市及其下风方向的降水比其他地方多。
形成原因:①城市热岛所产生的局地气流的辐合上升,有利于对流雨的发展;②城市下垫面粗糙度大,对移动滞缓的降雨系统有阻碍效应,使其移速更为缓慢,延长了城区降雨时间;③城区空气中凝结核多,其化学组分不同,粒径大小不一,当有较多大核(如硝酸盐等)存在时有促进暖云降水的作用。④综合上述种种因素的影响,会诱导暴雨最大强度的落点位于市区及其下风方向,形成雨岛。
城市雨岛的形成原因与城市云量增多的原因基本相同;但降水需要更强的上升运动和冰核存在。 (4)混浊岛:
主要特征:①城市大气中的污染物质比郊区多。 ②城市低云量和阴天日数比郊区多。 ③散射粒子多,太阳散射辐射强。 ④城区的能见度小于郊区。
形成原因:城市大气污染远比郊区严重,工业生产、交通运输和居民炉灶等排放的烟尘远比郊区多,又大多是吸水力很强的凝结核,在城市中垂直湍流的作用下有利于低云的发展。低云量的增加使得城市散射辐射比郊区强,直接辐射比郊区弱,大气浑浊度显著大于郊区,形成混浊岛。 2.城市空气湿度的日变化特征? (1)绝对湿度日变化
城市绝对湿度日变化为单峰型。 午后16—17时绝对湿度最低,这是因为午后城市气温垂直递减率大,空气湍流扰动强,由地面蒸散的水汽量少,而通过湍流向上输送的水汽量多,故绝对湿度逐渐减少,一直延续到16—17时左右,降至谷值。此后气温直减率变小,水汽向上输送减少,而地面仍有一定量的水汽蒸散至低空,自子夜附近至日出后2小时左右,这一段时间城市所获得的自然蒸散量与人为水汽虽比白天稍逊,但因湍流弱向上输送量少,又因气温比郊区高,凝露量少,空气中水汽反而比郊区多,形成城市绝对湿度日变化中的高峰。之后,绝对湿度有急降,到午后16—17时达到最低点。 (2)相对湿度日变化(单峰型)
在子夜至日出前为相对湿度最高时段,而午后16—17时为最低时间。
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白天,在太阳照射下,下垫面通过蒸散过程进入空气中的水汽量城区小于郊区;特别是盛夏季节,城郊之间自然蒸散的差值更大。城区下垫面粗糙度大,有热岛效应,湍流运动强,低层水汽向上输送多,导致城区近地 面水汽压小于郊区,形成城市“干岛”。
夜晚,风速逐渐减小,空气层结稳定,郊区气温下降快,饱和水汽压减低,有大量水汽在地表凝结成露水,存在于低层空气中的水汽减少,水汽压迅速降低。城区因有热岛效应,其凝露量远比郊区少,夜晚湍流弱,与上层空气间的水汽交换量小,城区近地面的水汽压就会高于郊区,出现城市“湿岛”。
3.城市低云量比郊区多的原因(凝结核、热岛、粗糙度等)?、
①城市的热岛效应产生的热岛环流使市区内的上升气流加强,有利于对流云的形成。
②城市空气中含有较多的凝结核,尽管绝对湿度小,但吸湿性凝结核有利于云的形成。
③城市的摩擦阻障作用使得锋面、切变线等天气系统在市区的移动速度减慢,云层在市区滞留时间加长;建筑物对气流的强迫抬升,有利于云特别是低云的增加。
④城市工厂区有一定的人为水汽排放到低空。
①城市的热岛效应产生的热岛环流使市区内的上升气流加强,有利于云的形成。
☆②城市空气中含有较多的凝结核,尽管绝对湿度小,但吸湿性凝结核有利于云的形成。
☆③城市的摩擦阻障作用使得锋面、切变线等天气系统在市区的移动速度减慢,云层在市区
滞留时间加长;建筑物加大了空气的被迫抬升,有利于云特别是低云的增加。
2. 城市化效应对城市雾的产生有何影响?
城市雾是发生在人类活动集中的城区及相关设施的雾,城市雾的出现往往叠加了城市环境和人类活动的影响,城市雾发生在局地性极强的城市环境中的雾。城市的中心相比而言不容易形成雾,沿海地区城市雾出现频率较大,从以下几点讨论:
①城市大气污染、气溶胶与城市雾
城市大气污染和气溶胶对雾的影响,表现在:
一是污染物和气溶胶的存在,对雾的形成和发展的影响。 二是当气溶胶过多,对雾的形成也会有不利的影响。
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三是城市大气污染对雾水的酸化。 ②城市热岛与城市雾
城市热岛是近年来城市气象研究中的一个热点。 城市热岛对城市雾的形成和发展是不利的。 ③城市湿岛与雾
在辐射雾、平流辐射雾和平流雾前基本上都有城市湿岛出现。 5.城市化效应对城市降水(分布、强度等)的影响及其可能机制?
METROMEX试验证实了城市对降水量分布的影响,在城区及其下风方向有使降水增多的效应。(城市降水量变化除有城市化因素外,还有地形和区域气候的变化因素,对历史资料对比时,必须滤去区域气候变化这一因素。) 城区降水量的增大,大雨和暴雨次数的增多,出现峰高量大的暴雨洪水机会增多,加剧了城市的防洪压力。冰雹。雷暴等对流性天气灾害,使居民生命财产遭受损失。
城市雨岛的形成原因与城市云量增多的原因基本相同;但降水需要更强的上升运动和冰核存在。
城市影响降水的可能机制,可分为以下三种:
(1)城市热岛效应:由于热岛效应,致使空气层结不稳定,有利于产生热力对流。容易产生对流云和对流性降水。
(2)城市阻障效应:城市因有高低起伏的建筑物,其粗糙度比附近郊区乡村大。参差不起的建筑物对气流有机械阻碍、触发湍流和抬升作用,是云滴凝结碰并增长形成降水。它不仅能引起机械湍流,而且对移动滞缓的降水系统有阻碍效应,使其移动速度减慢,在城区滞留的时间加长,因而导致城区的降水强度增大,降水的时间延长。
(3).城市凝结核效应:城市凝结核比郊区多。由于下风方向云凝结核数目增多,吸水性能强,容易成云,有利于水汽凝结和产生降水。 6.城市光化学烟雾的形成原因?
光化学烟雾的形成机理比较复杂,它主要是由汽车废气(以汽油为燃料)或石油、化工及冶炼业大量排放的一次污染物(氮、氧化物和碳氢化合物)在强烈的阳光照射下,经光化学反应而形成的一种浅蓝色烟雾。 城市中是否出现光化学烟雾,取决于: ①当地排放的原生污染物的浓度; ②太阳辐射的强度; ③气象条件;
④地理环境因素等。
太阳辐射是光化学烟雾形成的一个重要条件。只有当晴天阳光强烈,具有足够能量时,才能使原生污染物产生光化学反应,形成光化学氧化剂。
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光化学氧化剂的浓度与气象条件关系密切。在气温高、相对湿度低时,有利于光化学作用的进行。光化学烟雾严重的城市,在地理位置和地形上都 具有一定的特点。 第六章 空气污染
1、污染源:污染源按几何形状可分为点源、线源、面源和 体源;点源又可分为地面源和高架源两种。按照 排放方式可分为瞬时源和连续源;从运动状态又 可分为固定源、流动源等。
2、有效烟囱高度:烟流高度比烟囱本身更高,这种现象称为烟气抬升。抬升原因一是动力抬升,二是热力抬升。 烟流的有效高度,它是烟囱
本身的高度和烟气抬升高度之和。即 h=h0+Δh
式中h0为烟囱高度,Δh为烟体上升高度。
烟囱有效高度是烟囱的几何高度与由于排放物原始的动量及热量而造成的最大抬升高度之和,亦即水平的烟囱中心轴到地面的距离。因为污染物的最大落地浓度与烟囱有效高度的平方成反比,因此,它的正确确定已成为计算污染物地面最大浓度的重要问题。
3、平均浓度:空气污染长期平均浓度的估计,Martin提出一个 用气候资料计算污染浓度的公式
Д.Л.Лайхатман也提出下风方向烟云轴线上的浓度气候学计算方法,建议采用
4、光化学烟雾: 光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在阳光(紫外光)作用下发生光化学反应生成二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有气体污染物,也有气溶胶)所形成的浅蓝色烟雾污染现象 问答:1.城市空气污染的时空变化特征?
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