1、一、污染源调查和大气环境现状评价 二、污染气象特征分析三、建立大气环境质量模型四、确定大气环境功能区划和规划目五、环境影响预测和评价六、容量计算与分配 七、规划方案的给定,大气环境规划的内容解析,二、污染气象特征分析,意义1）由于气象条件深刻影响大气污染物扩散过程和污染程度，所以必须要了解规划区的气象条件。2）空气质量模式是描述一组气象条件和其他条件下的污染物扩散全过程的一组数学表达式。因此气象条件的提取是模式计算的基础资料。3）污染气象特征是规划区最不利于污染扩散的气象条件，控制住污染气象条件下的污染就可以控制住整个区域的环境质量。,大气扩散和气象条件,在大气污染的监测工作中，经常会发现，在
2、同一地点并针对来自同一污染源的某种空气污染物，有时可以测到很高的浓度，有时却测不出来；不同时间的测量值也有很大差异。这是什么原因？为什么空气污染事件都会发生在空气强稳定和低风速的气象条件下？影响大气扩散的气象条件都是什么？,大气污染和大气扩散,大气污染的过程：首先是污染源排放污染物质，这些污染物进入大气环境之后，在大气的动力和热力的作用下向外扩散。当大气中的某种污染物累积到一点程度后，就改变了背景大气的化学组成和物理性状，构成对人类生产、生活直至人群健康的危险。大气扩散：大气污染过程也就是大气扩散过程。大气扩散是指空气属性或组分由于迁移扩散在空间任意点分散到另一点的现象。,内容,气象因素对大气
3、污染物扩散的影响分析（污染气象学知识简介）污染气象条件的提取和分析（规划工作要求）,直接影响大气污染的大气层是紧靠地表面12公里厚的大气边界层,气象因素对大气污染物扩散的影响,风气温大气湍流辐射和云天气形式降水、雾等其他要素（略）,风的作用,风的对大气污染扩散的作用风不但对污染物进行水平搬运，而且还有稀释冲淡的作用。 风对大气污染的影响包括风向和风速两个方面。1）风向风向影响污染物的水平迁移扩散方向，总是不断将污染物向下风向输送，污染区总是分布在下风向上，高污染浓度出现在大污染源的下风向。,风向频率风有16种方位。加上静风，共17种表示方法。风向频率是指一定时间内，某风向出现次数占总风向出现总
4、次数的百分率。风向频率高的风向，称为主导风向或盛行风风向频率玫瑰图,2）风速A,风速越大，单位时间内混入烟气中的清洁空气越多，对污染物的稀释作用越强。B.单位时间内污染物被输送的距离越远，与其混和的空气量越多，污染物浓度越低。C.一般来说，大气中污染物的浓度与污染物的总排放量成正比，与风速成反比。在小风的时候，风的水平输送能力和湍流扩散能力都受到削弱，污染物可以从容积累，浓度会急剧上升。D.但当风速太大时，易产生“大风熏烟”或烟的下泻作用。厂区附近浓度加大。,3）风速随高度的变化一般来说，风速随高度上升而增加。风速廓线：描述风速随高度变化的曲线。常用风速廓线满足如下公式,4）风速随时间的变化风
5、速随时间再变。一般来说，一年中春季风速最大，一天中午后风速最大。,5）风向、风速协同作用对空气污染影响程度的表示：污染系数污染系数：风向频率/该风向的平均风速污染系数越大，表示该方向污染程度越大污染系数玫瑰图（下图）6）静风和微风静风：风速小于1m/s微风：风速小于12m/s这时的通风条件极差，容易引起高浓度污染。要单独分析，并考虑其持续时间,7)局部地形造成的风：地方性风除了大尺度天气系统造成的风系以外，在近地面层还由于不同下垫面引起的，水平伸展不大的气流，称为地方性风。当大范围气流影响较弱的时候，地方风对局部大气污染影响严重，应予以考虑。,地方风种类大致如下：海陆风、山谷风、冷湖、乡村风、
6、坡风等。,地方风,乡村风城市热岛效应导致城市中的年平均稳定高于郊区。由于热力作用，在城市和乡村间形成气流小循环。城市上空暖轻空气流向乡村，农村低冷空气流向城市，可带来郊区污染。坡风因山脉对风的阻挡作用而形成。迎风坡不会造成高浓度污染，背风坡容易堆积污染物，造成高浓度污染。,气象因素对大气污染扩散的影响,风气温大气湍流辐射和云天气形式,气温,大气不仅有水平运动，还有垂直运动。垂直运动也是影响大气污染扩散的重要因素大气温度的垂直变化称为大气温度层结边界层气温垂直分布的3种情况1）正常层结/递减层结：气温随高度增加递减2）等温层结：气温随高度上升基本不变3）逆温层结：气温随高度递增逆温层结下，大气的
7、垂直运动很难发展，污染物的输送和扩散受到抑制，因此可能造成严重的大气屈辱。其他情况要具体分析。,风气温大气湍流辐射和云天气形式,气象因素对大气污染扩散的影响,大气湍流,雷诺实验,小资料：湍流与雷诺实验在园管中流动的流体中注入一股很细的有色流体。当管内流体的运动速度不大时，可以见到一条十分清晰的与管轴平行的有色细丝。这表明园管内的流体分层流动，且不同层之间不发生渗混。当管内流体运动速度逐渐增加时，有色细丝就逐渐变粗并呈现波浪型。最后，当管内流体的运动速度达到某一数值时，有色细丝就突然分裂成许多细小的漩涡向下游流动并很快消失。这时，整个管道内的流体就都蒙上了一层淡淡的颜色。这表明管道内各部分的流体
8、发生了剧烈的渗混，流体质点的运动轨迹也极其杂乱。这种流体剧烈渗混的运动形态称之为湍流流动。,大气湍流,大气湍流是一种不规则的空气运动，一般看作平均运动之上的脉动，由一系列不规则的涡旋运动组成。大气湍流可有热力诱因产生，如太阳加热导致热力湍流，各种动力因素产生机械湍流。如地表非均一性导致机械湍流。污染物在大气边界层中的垂直扩散主要取决于大气的湍流运动,非湍流的烟团扩散，烟团仅靠分子扩散使烟团长大，速度很慢,湍流存在的烟团扩散，烟团与空气之间强烈混合和交换，烟团扩散迅速，比上面快千万甚至倍,湍流对扩散的帮助,风气温大气湍流辐射和云天气形式,气象条件对大气污染扩散的影响,辐射是影响大气温度的重要气象
9、因子。中午当太阳辐射都加热地面时候，近地层的空气温度升高，使大气处于不稳定状态，夜间地面辐射失去热量，使近地层气温下降，形成逆温，大气稳定。云，对太阳辐射起反射和屏障作用。从而对大气温度有影响。,辐射和云,天气形式是指大范围流场和气压分布状况。低气压控制时，云天较多，风速较大，空气有上升运动，大气多为不稳或中性状态，有利于污染物扩散。高气压时，一般风速较小，并伴有空气的下沉运动，往往在几百米或一二千米的高空形成下沉逆温，它象盖子一样抑制湍流的向上扩散，易造成地面污染。,天气形式,气象要素对污染影响：总结,各种气象要素都会对大气污染扩散产生影响。其中重要因子包括气温、气压、风速、风向、风频、辐射
10、、云量、各种天气现象等。这些因子连同地面条件一起共同塑造了近地层的大气的水平运动和垂直运动的叠加形态。而大气运动直接关系到大气污染扩散的各种变化。总体而言，风大和湍流强的时候污染物扩散稀释得快。其他气象因子都是通过风和湍流间接地起作用。气象要素特征总是在变化。任一区域任一时候的气象要素特征都是不同的。,气象因素对大气污染物扩散的影响（污染气象学知识简介）污染气象条件的提取和分析（规划工作要求）,污染气象条件的提取,污染气象条件： 是指最易于发生污染事件的气象条件污染气象条件提取：是指气象条件定常化、概念化和概率化 大气环境质量与污染源的响应关系随气象条件的变化而变化，而污染源总量控制要求对污染
11、源分配明确的允许排放量，因此，要把变动的气象条件定常化。概念化是突出主要因素。概率化是指不同的自然过程重现率需要保证率水平。,污染气象条件提取的意义： 1）确定的气象条件，为建立和计算大气质量模型（大气质量和污染源关系模型）提供基础资料。 2）可掌握最不利于污染扩散的气象条件。防治恶劣污染事件发生。我们关心的浓度发生概率较高的时候都是大气污染源满负荷工作和气象条件恶劣的天气，也就是平时说的不利气象条件下发生的。,描述污染气象条件的基本参数,不同的质量模型需要的气象设计条件不同，但一般都包括风（风向、风速）、湍流强度范围等等。其他气象因子都是通过风和湍流间接地起作用。风向决定污染范围，风速决定污
12、染物的直接稀释和输送速率，湍流决定垂直扩散能力（混合和交换）。用大气稳定度来描述湍流,大气稳定度,大气湍流的影响因子较多，如温度、风速、风向的垂直分布以及地形的变化和地面的粗糙程度等。也就是说大气湍流的强弱是上述因子的综合作用的表现，确定起来比较困难。实际工作中，常用大气稳定度概念来描述湍流。建立大气稳定度级别和扩散能力之间的经验关系。这样，就可以用大气稳定度的级别来确定大气扩散能力了。,大气稳定度分级：帕斯奎尔分类法,中国现有法规中推荐的修订帕斯奎尔分类法（简记PS）。该法将大气稳定度级别分为：A强不稳定、 B不稳定、 C弱不稳定、 D中性、 E较稳定、F稳定 共六级。大气稳定度的直观解释：
13、大气处在不稳定的情况下，湍流强烈，烟气迅速扩散，在同等排放条件下不容易形成污染；大气处于稳定状态，湍流受到抑制，烟气不易扩散，易造成污染。,大气稳定度级别的确定,PS法确定大气稳定度等级1）首先计算出太阳高度角，结合云量，按照表1查出太阳辐射等级数，2）再由太阳辐射等级数与地面风速按表2查找稳定等级。注：太阳高度角：太阳射线和地面的夹角云量：将天空记为10份，其中云掩盖天空的份数为云量。,注：云量（全天空十分制）观测规则与现国家气象局编定的地面气象观测规范相同。,由日高角ho和云量求幅射等级,注：地面风速（m/s）系指距地面10m高度处10min平均风速，如使用气象台（站）资料，其观测规则与国
14、家气象局编定的地面气象观测规范相同。,由幅射等级和地面风速求大气稳定度,太阳高度角ho使用下式计算： 任一时刻日高角h的计算式：式中： ho-太阳高度角，（fai）-当地纬度，-当地经度；t-进行观测时的北京时间；-太阳倾角，可按下式计算：式中： o-360dn/365,污染气象条件提取和分析步骤,收集常规气象资料污染气象条件的提取,收集常规气象资料,污染气象资料调查的一般原则收集可代表该区气象条件的气象台站最近3年左右气象资料；收集的内容包括每日逐时的风向、风速、总云量、低云量；年、季(月)降水量、气压、气温等；如无该地区气象资料则需要进行现场观测,污染气象条件的提取,污染气象条件提取是指：
15、气象条件定常化、概念化和概率化 大气环境质量与污染源的响应关系随气象条件的变化而变化，而污染源总量控制要求对污染源分配明确的允许排放量，因此，要把变动的气象条件定常化。概念化是突出主要因素；概率化是指保证率水平。,污染气象条件的提取是很复杂、很专业的、作业量及其庞大的工作。大量专业资料需要处理，监测需要逐时逐日进行。环境部门的人一般不能够胜任。下面介绍两种常用的方法1）联合频率气象条件发2）典型气象条件设计法,风速、风向、稳定度联合频率气象条件法可分为两类:一是选取典型时段（例如采暖期）气象资料，整理成大气稳定度、风向、风速联合频率作为基准控制条件；二是利用全年气象资料，按四个季节整理成大气稳定度、风向、风速联合频率，定出基准控制的气象条件。这种联合频率有统计基础，在气候上很稳定，使得确定的设计条件比较有代表性，使用可靠。,典型气象条件设计法在污染源排放强度和分布确定的情况下，监测各种气象条件组合下的污染物浓度，从而就可以根据监测资料分析有利、不利和一般的气象条件，作为大气环境规划的设计条件。,思考题,1 气象因素是如何影响大气污染扩散的？2 为什么要分析污染气象特征？,
