第五章大气扩散参数课件.ppt
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1、第五章第五章 大气扩散参数大气扩散参数1yz 基本高斯扩散公式中,欲计算得出污染物浓度及其分布则必须知道源强Q,平均风速 ,有效源高H和大气扩散参数 ,Q, u往往是通过测量获得或者由工程设计给出。于是,问题归之于如何给出有效源高有效源高和大气扩散参数大气扩散参数。2uzy,大气扩散参数与稳定度、地形、地面粗糙度等有关。222222()()( , ,)exp() expexp2222yzzyzQyzHzHq x y zu ;H3高斯扩散公式中,风速不太小(1-2m/s),x向湍流扩散可忽略不计,仅考虑y向和z向。 和 在扩散计算中有两层作用,一:通过指数项影响浓度呈高斯分布的形态二:在一定的源
2、强和风速下, , 它们的乘积与造成的浓度呈反比关系。yzyz早期大气扩散参数处理早期大气扩散参数处理稳定度扩散级别与扩散曲线法稳定度扩散级别与扩散曲线法扩散曲线讨论扩散曲线讨论风向脉动与扩散函数法风向脉动与扩散函数法扩散参数的研究现状扩散参数的研究现状4主要内容主要内容一 早期的扩散参数模式1.萨顿模式萨顿模式 格雷厄姆格雷厄姆萨顿(萨顿(Graham Sutton),英国气象学家。,英国气象学家。1903年年2月月4日生于克温坎日生于克温坎,毕业于威尔士大学、阿伯里斯威恩大学和牛津大学。毕业于威尔士大学、阿伯里斯威恩大学和牛津大学。19261928年在威尔士大学、阿伯里斯威恩大学任讲师。年在
3、威尔士大学、阿伯里斯威恩大学任讲师。19281941年任助理教授。第二次世界大战期间从事国防科研工作。年任助理教授。第二次世界大战期间从事国防科研工作。19421943年任英国国防部防化实验所所长。年任英国国防部防化实验所所长。19431945年任坦克实验所所长。年任坦克实验所所长。19451947年任英国雷达研究发展中心主任。年任英国雷达研究发展中心主任。19501955年任英国大气污染研究委员会主席。年任英国大气污染研究委员会主席。1951年任英国陆军部科学顾问。年任英国陆军部科学顾问。19521953年任英国皇家军事科学院教务长。年任英国皇家军事科学院教务长。1953年任皇家气象学会主席
4、。年任皇家气象学会主席。19531956年任世界气象组织常务理事。年任世界气象组织常务理事。19601966年任英国大地测量及地球物理学全国委员会主席。年任英国大地测量及地球物理学全国委员会主席。19651971年任英国自然环境研究委员会主席。年任英国自然环境研究委员会主席。在自然环境和气象研究方面取得了许多成果。曾获世界气象组织颁发的奖金。著作:在自然环境和气象研究方面取得了许多成果。曾获世界气象组织颁发的奖金。著作:大大气湍流气湍流(Atmos-pheric turbulence,1948););微气象学微气象学(Micrometeoro-logy,1953)5具体步骤:具体步骤:1 找出
5、泰勒公式中的找出泰勒公式中的拉格朗日相关系数拉格朗日相关系数的具体形式,即的具体形式,即寻找它与某些可测气象参量的关系,代入泰勒公式求寻找它与某些可测气象参量的关系,代入泰勒公式求扩散参数。扩散参数。2 将扩散参数代入基本高斯扩散,得到萨顿扩散公式。将扩散参数代入基本高斯扩散,得到萨顿扩散公式。22200( )2( )TtyLy TvRd dt 63 基于简单物理考虑,认为拉格朗日相关系数与湍流特征基于简单物理考虑,认为拉格朗日相关系数与湍流特征量(量( ),宏观黏滞度),宏观黏滞度(N=u*Z0),时间间隔时间间隔 相关,并通过量纲分析得到所有量的组合。相关,并通过量纲分析得到所有量的组合。
6、* 0Nu z7以以y向为例向为例:2( )()LNRfv2( )()nLNRNvn为由风速梯度观测确定的实验常数,为由风速梯度观测确定的实验常数,m为风速廓线幂指数。为风速廓线幂指数。21mnm222,wvu由由 的性质,的性质, 可得:可得:( )LR(0)1,( )0LLRR mzzuu11一般中性m1/4; 稳定m 1/4; 不稳定m1000 2.10881 0.000212 500 0.91437 0.281846 01000 0.941015 0.12719 0500 B 0.865014 0.396353 1000 1.09356 0.057025 500 0.919325 0.
7、2295 01000 0.941015 0.114682 0500 BC 0.875086 0.314238 1000 1.0077 0.075718 500 122711xy 22xz 稳定度等级 (P S) 1 下风距离,m 2 下风距离,m 120.924279 0.177154 01000 0.917595 0.106803 C 0.885157 0.232123 1000 0.926849 0.14394 01000 0.838628 0.126152 02000 0.88694 0.189396 1000 0.75641 0.235667 200010000 CD 0.815575
8、 0.136659 10000 0.929481 0.110726 01000 0.826212 0.104634 11000 0.632023 0.400167 100010000 D 0.888723 0.146669 1000 0.55536 0.810763 10000 0.925118 0.0985631 01000 o.776864 0.104634 02000 0.892794 0.124308 1000 0.572347 0.400167 200010000 DE 0.499149 1.0381 10000 0.920818 0.086001 01000 0.78837 0.0
9、92753 01000 0.896864 0.124308 1000 0.565188 0.433384 100010000 E 0.414743 1.73241 10000 0.929481 0.0553634 01000 0.7844 0.062077 01000 0.525969 0.370015 100010000 F 0.888723 0.073348 1000 0.322659 2.40691 10000 平原地区和城市远郊区,平原地区和城市远郊区,D、E、F向不稳定向不稳定方向提半级方向提半级工业区和城市中心区,工业区和城市中心区,C提至提至B级,级,D、 E、F向不稳定方向提一
10、级向不稳定方向提一级丘陵山区的农村或城市,同工业区丘陵山区的农村或城市,同工业区28中国国家标准规定的方法中国国家标准规定的方法不仅将稳定度扩散级别内插分析,还规定对不同下不仅将稳定度扩散级别内插分析,还规定对不同下垫面运用时,确定扩散参数应参考以下意见:垫面运用时,确定扩散参数应参考以下意见:2 不同稳定度分类方法不同稳定度分类方法克服宏观资料判定稳定度的局限克服宏观资料判定稳定度的局限(1)风向脉动标准差()风向脉动标准差(EPA,1990)2930对不稳定类对不稳定类A, B,C, 随风速增加向随风速增加向中性类移;中性类移;对稳定类对稳定类E, F, 随随风速增加向中性风速增加向中性类
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