2022年环境影响评价师《技术方法》考点精选:边界层污染气象分析
边界层污染气象分析:
人类活动排放的污染物主要在大气边界层中进行传输与扩散,受大气边界层的生消演变的影响。有些污染现象随着边界层的生消演变而产生。污染物扩散受下垫面的影响也比较大,非均匀下垫面会引起局地风速、风向发生改变,形成复杂风场,常见的复杂风场有海陆风、山谷风等。
边界层演变:在晴朗的夜空,由于地表辐射,地面温度低于上覆的空气温度,形成逆温的稳定边界层,而白天混合层中的污染物残留在稳定边界层的上面。次日,又受太阳辐射的作用,混合层重新升起,由于边界层的生消演变,导致近地层的低矮污染源排放的污染物在夜间不易扩散,如果夜间有连续的低矮污染源排放,则污染物浓度会持续增高;而日出后,夜间聚集在残留层内的中高污染源排放的污染物会向地面扩散,出现熏烟型污染。
海陆风:在大水域(海洋和湖泊)的沿岸地区,在晴朗、小风的气象条件下,由于昼夜水域和陆地的温差,日间太阳辐射使陆面增温高于水面,水面有下沉气流产生,贴地气流由水面吹向陆地,在海边称之为海风,而夜间则风向相反,称作陆风,昼夜间边界层内的陆风和海风的交替变化。
当局地气流以海陆风为主时,处于局地环流之中的污染物,就可能形成循环累积污染,造成地面高浓度区。当陆地温度比水温高很多的时候,多发生在春末夏初的白天,气流从水面吹向陆地的时候,低层空气很快增温,形成热力内边界层(TIBL),下层气流为不稳定层结,上层为稳定层结,如果在岸边有高烟囱排放,则会发生岸边熏烟污染。
山谷风:山区的地形比较复杂,风向、风速和环境主导风向有很大区别,一方面是因受热不均匀引起热力环流,另一方面由于地形起伏改变了低层气流的方向和速度。例如,白天山坡向阳面受到太阳辐射加热,温度高于周围同高度的大气层,暖而不稳定的空气由谷底沿山坡爬升,形成低层大气从陆地往山吹、高层大气风向相反的谷风环流:夜间山坡辐射冷却降温,温度低于周围大气层.冷空气沿山坡下滑,形成低层大气从山往陆地吹、高层大气风向相反的山风环流,由于昼夜变化,山谷风风向也轮换交替。
山谷风的另一种特例就是在狭长的山谷中,由于两侧坡面与谷底受昼夜日照和地表辐射的影响,产生横向环流。横向流场存在着明显的昼夜变化,日落后,坡面温度降低比周围温度快,接近坡面的冷空气形成浅层的下滑气流,冷空气向谷底聚集,形成逆温层;日出后,太阳辐射使坡面温度上升,接近坡面的暖空气形成浅层的向上爬升气流,谷底有下沉气流,逆温层破坏,形成对流混合层。由于这种现象,导致近地层的低矮污染源排放的污染物在夜间不易扩散,如果夜间有连续的低矮污染源排放,则污染物浓度会持续增高,而日出后,夜间聚集在逆温层中的中高污染源排放的污染物会向地面扩散,形成高浓度污染。
一般来说,山区扩散条件比平原地区差,同样的污染源在山区比在平原污染严重。
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