第四节 大气污染与气象

大气污染可看作是污染源所排放出的污染物、对污染物起着扩散稀释作用的大气，以及承受污染的物体三者相互关联所产生的一种效应。一个地区的大气污染程度是与该地区的污染源所排出的污染物总量有关。这个总量不因气象条件的影响而发生变化。但是，排放出的污染物浓度，在时空分布上却是受到气象条件的控制。由于气象条件不同，污染物作用于承受者的污染程度也就不一样。一般来说，自然界气象条件形成的原因是比较复杂的。随着科学的进步，人们有可能逐步认识和掌握气象变化的规律，从而在大气污染防治方面能够充分利用气象条件来避免或减少由污染所造成的社会性的危害及经济上的损失。

近几十年来世界上发生了多次大气污染事件，每次污染事件都是在一定的地形和一定的气象条件下发生的。为了更好地研究大气污染问题，必须学习一些有关大气污染与气象的基本知识。

一、大气污染气象学的研究状况

为了弄清污染物对大气所造成的污染程度，需要收集一些有关的气象资料，特别应有直接测定出的有关大气扩散能力的完整数据。而大气扩散是受风向、风速、气流温度分布、大气稳定度等气象条件和地形条件而发生变化的。在现代的文献上，虽然已经提出了许多有关污染源排放出污染物的扩散理论和公式，而这些公式多数是对复杂的影响因素作了相应的简化。因此，基本上是属于近似计算公式。

大气扩散的直接测定，在目前还没有较好地进行。风向、风速和近地层的大气稳定度是推算大气扩散能力所必要的气象条件。风的观测次数要多，并且要观测四季的变化。风的测定要安排好测定网，选择适宜的测度点及使用有效的测示仪器。大气稳定度取决于大气的温度层结。温度层结的测定从1930年以来已有了一定的基础，近年来成功地使用了无线电气球高空气象探测仪，这个探测仪从地面上升到几千米高空，其测示性能是良好的，但对近地层大气温度分布的测示还不够理想。近年来已利用飞机进行航测。在国外为了对近地层的大气污染进行调查，已建立了许多气象塔，用这些气象塔可连续观测近地层的气温垂直分布。我国科学院大气物理所也建立了一座325米高的气象塔，可以比较理想地测定出近地层大气的动力和热力气象因子，这对研究如何减少或控制大气污染是非常重要的。

二、影响大气污染的气象因子

在一个区域或一个城市里，即使从污染源排向大气的污染物的量没有很大变化，但对周围环境造成的污染效应却会有很大的不同，有时会对人或动、植物造成严重的危害，有时的影响则较轻。这是由于在不同的气象条件下，大气具有不同的扩散稀释能力所造成的。

影响大气扩散能力的主要因素有两个方面；一为气象的动力因子，一为气象的热力因子。

1．气象的动力因子

气象动力因子主要是指风和湍流，风和湍流对污染物在大气中的扩散和稀释起着决定性作用。

1）风 空气的水平运动称为风。风在不同时刻有着相应的风向和风速。污染物从污染源排入大气后就沿着风向运动。风不仅对污染物起着输送的作用，而且还起着扩散和稀释的作用。一般来说，污染物在大气中的浓度与污染物的总排放量成正比，而与平均风速成反比，若风速增加一倍，则在下风向污染物的浓度将减少一半。这是因为在单位时间内通过烟团断面的空气量增多，从而增加了大气湍流扩散稀释作用的结果。
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