干绝热递减率的相关影响

干绝热递减率的相关影响

一个区域的大气污染程度取决于该区域内排放污染物的源参数、气象条件和近地区下垫面的状况。其中气象条件和下垫面状况决定了大气对污染物的稀释、扩散的速率和迁移转化的途径。因此，在源参数一定的情况下，气象条件和下垫面状况是影响大气污染的重要因素，其中对干绝热递减率的影响最为明显。 对流层中，气温垂直变化的总趋势是，气温随高度的增加而逐渐降低，表示气温随高度的变化用气温垂直递减率r。气温垂直递减率：温度在垂直方向上随高度升高而降低的数值。对流层内每升高100米气温平均约降低0.6℃。实际上大气中气温直减率随时在变化，其大小是由季节和天气系统等因素决定的。用r表示。
假定空气块在垂直运动中与外界不发生热量交换，既无热量输入，也无热量输出，叫绝热过程。由于空气的导热率很小，垂直运动中经历各气层的时间又很短，所以，运动气块与周围空气的热量交换作用极微弱，可看作空气作绝热运动，大气中的干空气和未饱和的湿空气块在作垂直的绝热运动时，气温会发生变化。如从地面绝热上升时，会因周围气压的减少而体积膨胀，用内能反抗外力，因此，它的温度就下降；空气块下降时，外压力增大，对其作压缩功，转化为内能，使其温度上升。这种空气块的运动，会使大气形成不同的温度层结。干空气或未饱和的湿空气在作绝热升降运动时，每升高或降低100米，温度变化的数值叫干绝热递减率，记作rd。而这个温度变化的数值是固定的，为1k(热力学温度)。 干绝热递减率rd与垂直递减率r概念完全不同，r有不同的数值，rd是一个常数，为1℃/100m。 气温沿垂直高度的分布可用曲线表示，称为温度层结曲线，如图有几种情况：
①r>0，气温随高度的增加而递减，出现在风速不大的晴朗的白天，有利于污染物的扩散(垂直升降)。
②r=rd，气温直减率等于或近似等于干绝热直减率。中性层结。
③r=0，气温不随高度变化。
为等温层结，出现在阴天，风速较大情况下，下层空气温合较好，气温分布均匀。
④r<0，气温随高度增加而增加，称为逆温，风速较小的晴朗的夜间，不利于大气污染物的扩散。 大气温度的垂直递减率越大于干绝热递减率，大气越不稳定，这种情况下越有利于大气中污染物的扩散和稀释；相反，r越小，大气越稳定，如果r很小，甚至等于零，或为负值(r<0)时，大气便非常稳定，这种情况对空气垂直对流运动的发展是巨大的障碍，如同一个盖子，起阻挡作用。所以习惯上常把逆温、等温以及气温垂直递减率r很小的气层叫阻档层，它严重地阻碍地面气流的上升运动，使大气污染物停滞积聚在近地面空气中，从而加速大气污染的程度。国外多次大气污染事件几乎都发生在上述气象条件下。

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