第14章大气污染气象学
一、名词解释
1．逆温层
答：逆温层是指气温随高度的增加而升高的大气层。
逆温层的出现主要是由空气下沉，绝热增温引起，可分为辐射逆温、下沉逆温、地形逆温、湍流逆温、平流逆温和锋面逆温。
2．城市热岛效应
答：城市热岛效应是指由于人的活动和工业生产，使得城市温度比周围郊区温度高的现象。
一般大城市年平均气温比郊区高0.5～1℃，产生热岛效应的原因包括：①城市蓄热量较大，水的径流快，蒸发量少，失热也少；②因燃烧放出的热量多；③人口集中，由人体发出的热量较多。
二、简答题
1．什么是逆温？简述辐射逆温的产生和对大气污染物扩散的影响。
答：（1）逆温是指大气温度随高度的升高而升高的现象。
当高度增大时，气温反而上升，即dT＞0，或垂直降温率与不稳定的分界线，则该空气层便成为逆温层。
此时上层空气密度低，下层空气密度高，空气在垂直方向上不存在任何运动，气层异常稳定。
（2）辐射逆温是指晴空少云夜间，当风速较小时，地面因强烈的有效辐射而很快冷却，近地面气层冷却最强烈，较高气层冷却较慢，形成上暖下冷的逆温层。
（3）辐射逆温对大气污染物扩散的影响
据大气稳定度的分析，当发生逆温时，大气是稳定的，所以逆温的存在，大大阻碍了气流的垂直运动，上升的污染气流不能穿过逆温层而积聚在它下面，会造成严重的大气污染现象。
如果原来悬浮在上面稳定空气层中的污染物突然落入此混合层中，便会有更多的污染物向地面降落。
造成该地区短时期的严重污染。
2．简述城市热岛效应的概念、形成原因、危害及其解决办法？
答：（1）城市热岛效应的概念
城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。
（2）城市热岛效应形成原因
①城市内拥有大量锅炉、加热器等耗能装置以及各种机动车辆。
②城区大量的建筑物和道路构成以砖石、水泥和沥青等材料为主的下垫层。
这些材料热容量、导热率比郊区自然界的下垫层要大得多，而对太阳光的反射率低、吸收率大。
因此在白天，城市下垫层表面温度远远高于气温，其中沥青路面和屋顶温度可高出气温8℃～17℃。
③由于城区下垫层保水性差，水分蒸发散耗的热量少（地面每蒸发1g水，下垫层失去
2.5kJ的潜热），所以城区潜热大，温度也高。
④城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁，构成较为粗糙的城市下垫层，因而对风的阻力增大，风速减低，热量不易散失。
⑤城市大气污染使得城区空气质量下降，烟尘、SO2、NO x含量增加，这些物质都是红外辐射的良好吸收者，致使城市大气吸收较多的红外辐射而升温。
（3）城市热岛效应危害
①使城市气候舒适度变差；②加重能源消耗；③加重空气污染；④增加水资源消耗；⑤增加病菌繁殖的条件。
（4）城市热岛效应解决办法
①绿化城市及周边环境方面
a．选择高效美观的绿化形式，包括街心公园、屋顶绿化和墙壁垂直绿化及水景设置，可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室内外环境。
b．居住区的绿化管理要建立绿化与环境相结合的管理机制并且建立相关的地方性行政法规，以保证绿化用地。
c．要统筹规划公路、高空走廊和街道这些温室气体排放较为密集的地区的绿化，营造绿色通风系统，把市外新鲜空气引进市内，以改善小气候。
d．应把消除裸地、消灭扬尘作为城市管理的重要内容。
除建筑物、硬路面和林木之外，全部地表应为草坪所覆盖，甚至在树冠投影处草坪难以生长的地方，也应用碎玉米秸和锯木小块加以遮蔽，以提高地表的比热容。
e．建设若干条林荫大道，使其构成城区的带状绿色通道，逐步形成以绿色为隔离带的城区组团布局，减弱热岛效应。
②其他方面
a．控制使用空调器，提高建筑物隔热材料的质量，以减少人工热量的排放；改善市区道路的保水性性能。
b．建筑物淡色化以增加热量的反射。
c．提高能源的利用率，改燃煤为燃气。
d．此外，“透水性公路铺设计划”，即用透水性强的新型柏油铺设公路，以储存雨水，降低路面温度。
e．形成环市水系，调节市区气候。
3．简述产生逆温的原因。
答：产生逆温的原因如下：
（1）下沉逆温
下沉逆温是指当上层空气下沉时，落入高压气团中，因受压而变热，使气温高于下层。
（2）辐射逆温
在经过一个寒冷而晴朗的夜晚后，次日早晨地表就会出现辐射逆温现象，这是因为在夜里地表将热量辐射到空间后变冷了。
（3）下沉逆温和辐射逆温同时发生
有时下沉逆温和辐射逆温会同时发生，高空为下沉逆温，低空为辐射逆温。
（4）海岸逆温
由于白天陆地被太阳晒热后，地面的热空气上升，将海上的冷空气吸入，使沿岸地面产生逆温。
（5）地形逆温
因局部地区地理条件的特点而形成的，例如在山区，晚上稠密寒冷的空气沿山坡流聚在山谷中，上层虽有热气流通过，也不会影响山谷中停滞的冷气团，因此，山谷中便形成了上温下冷的逆温层。
4．简述大气结构构成及各层的特征。
答：大气结构可分为对流层、平流层、中间层、暖层（电离层）、散逸层（外层），如表14-1所示。
表14-1大气圈垂直结构特点。