第9章工业与气象.doc

第9章 产业与气象 这里说的产业是指国民经济除第一产业（大农业）外的第二、三产业。产业气象是气象学中一门边缘学科。它兴起的直接动力是经济和社会发展对气象日益增多、日益增高和日益迫切的需求。 本章介绍的内容仅是“产业与气象”的几个方面。它们主要来自新疆气象科技服务实践经验的总结和专题研究成果。 1 新疆大气质量与评价 20世纪70年代以来，环境保护的首要目标是严格控制三废（废气、废水、废渣），并且制定了定量标准。大气质量的评价的核心内容就是因废气造成的空气污染状况的评价。 1．1 空气污染污染指数是依据环境质量标准将有关的污染物浓度等化，计算得到简单的无量纲指数，可以直观、简明、定量地描述和比较环境污染的程度。空气综合污染指数是各项空气污染物的单项因子的指数，可用于评价城市空气质量总体状况、年际变化以及城市间空气污染程度的比较。空气综合污染指数数值越大，表示空气污染程度越严重，空气质量越差；单项污染物的分指数在综合指数中所占的比例（即污染负荷系数）越大，其对综合指数的贡献越大，对空气污染程度的影响越大。我国参加空气综合污染指数计算的污染物包括可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫（SO2）和二氧化氮（NO2）三项。API指数分为级：0～50（I级）为，51～99（级）为良；100～199（级）为；200～299（级）为API300（V级）时为 图2.9.1乌鲁木齐三种污染物API值各月的变化 1．2 紫外线指数是衡量某地正午前后到达地面的太阳紫外辐射对人体皮肤（或眼睛）可能损害的程度指标，它主要依赖于纬度、季节、平流层臭氧、云况、海拔高度、地面反射率和大气污染状态等条件。国际上惯例，紫外线指数一般用0-15的数字来表示，通常规定，夜间的紫外线指数为0，在热带高原地区，晴天无云时的紫外线指数为15。世界气象组织规定了单位紫外线指数相当于25m/m2。紫外线指数是指当太阳在天空中的位置最高时（一般是在中午前后，即从上午十时至下午三时的时间段里），到达地球表面的太阳光线中的紫外线辐射对人体皮肤的可能损伤程度。紫外线指数变化范围用－的数字来表示，通常，夜间的紫外线指数为０，热带、高原地区、晴天时的紫外线指数为。当紫外线指数愈高时，表示紫外线辐射对人体皮肤的红斑损伤程度愈加剧。紫外线辐射对包括人在内的各动、植物的生理和生长、发育带来严重危害和影响。 Di是第i方位的风向频率，ui是该方位的平均风速。来自某方向的污染程度与风向频率成正比，与该风向的风速成反比。公式分子是无因次量，但分母是有因次，两者不便进行比较，故又提出了各方向的污染风频为： 是该地的总平均风速。这里的分子分母都是无因次量。 新疆各主要城市的风玫瑰图和污染风频的特征为： ⑴ 最多风向：北疆北部以偏北风为主，伊宁市以偏东风为主，乌苏市偏南风为主导风向。石河子是东风，昌吉是西南风，奇台是南风，吐鲁番、哈密、库尔勒是偏东风，库车、阿克苏是北风，喀什为西北风，和田是偏南风，若羌、且末是东北风。 ⑵ 最多风向、污染系数、污染风频有很好的一致性，仅石河子有差别外，其他各地是一致的。 ⑶ 静风频率很高，有17个站年静风频率是第一位的，只有奇台除外。冬季更是如此，有4个站静风频率高达50%以上，大部分站的静风频率在30%左右。 1．4 大气稳定度及联合频率 大气稳定度是影响空气污染的气象因素之一，它代表了大气垂直扩散能力的强弱，它表示空气是否安于原在的层次，是否易于发生垂直运动。不稳定类天气有利于大气污染物垂直扩散，而稳定的大气层结则不利于低层污染物的扩散。 计算大气稳定度的方法很多，在大气环境质量评价中，最经常采用的是帕斯圭尔法，该方法既考虑了大气的动力因素，也考虑了热力因素。另外该方法的主要特点是只利用地面常规气象资料便可推算近地层的大气稳定度，经常用于工程建设的大气环境评价。 联合频率是将风速按大小分成若干等级，再统计每一风速等级内各风向下、各稳定度出现的频率。主要用于不同风速条件下的各种大气扩散模式对污染物分布的计算。 1．5 大气混合层及高度 混合层由于温度层结不连续可产生上、下层间的湍流强度不连续而成。如下层空气湍流强，上层湍流弱，使不连续面以下能够发生强烈湍流混合，它所伸展的高度称为混合层高度。 混合层高度取决于起始温度的垂直结构和地面增温状况。午后混合层高度表征了一天中最大的铅直扩散能力，称最大混合层高度。它可以用干绝热曲线上升法确定。具体做法：在绝热图上，将出现地面最高气温时的干绝热线，与下午（19时）探空曲线相交，交点对应的高度即为最大混合层高度。上述方法中如以地面最低气温加3℃代替最高气温，得到的高度即为早晨最小混合层高度。 从全年平均的情况来看，早晨07时混合层顶的高度：北疆地区在2100～2200m之间，南疆地区在2800～320