大氣污染課后答案-3章.docx

1、大氣污染課后答案-3章第三章大氣污染氣象學(xué)3.1 一登山運動員在山腳處測得氣壓為1000hPa,登山到達某高度后又測得氣壓為 500 hPa, 試問登山運動員從山腳向上爬了多少米？解：大氣中氣壓隨高度的變m,、V RT (2 )由氣體靜力學(xué)方程式， 化可用下式描述： dP g dZ （ 1 ） 將空氣視為理想氣體，PV RTM 可寫為將（2）式帶入（1）,并整理，得到以下方程：皿 皿dZP RT假定在一定范圍內(nèi)溫度T的變化很小，可以忽略。 對上式進行積分得h匕 型(Z2 Z1) (3 )P1 RTh P "giuZ CRT假設(shè)山腳下的氣溫為10。C,帶入（3）式得:5009.80.0

2、29h Z10008.314283得 Z 5.7km即登山運動員從山腳向上爬了約 5.7km O即63.2在鐵塔上觀測的氣溫資料如下表所示，試計算各層大氣的氣溫直減率:1.5 10 y 10 30，30 50 ?1.5 30，并判斷各層大氣穩(wěn)定度。1.5 1010 3030 50T297.8298Z101.5T297.5297.8Z3010T297.3297.5Z5030T297.5298Z301.5T297.3298Z501.52.35K 400m1.5K ZLOOml.OK /100mL75K ZlOOm1.5 301.44K ZlOOm1.5 50不穩(wěn)定O冋良Z/fn1.5103050氣

3、溫T/K298297.8297.5297.3L5 50，解:3.3在氣壓為400 hPa處，氣塊溫度為230K。若氣塊絕熱下降到氣壓為600 hPa處，氣塊溫度變?yōu)槎嗌?解:To PoP 1 0.2S86 0 0 0.28ST1 To D230()258.49KPo4003.5某市郊區(qū)地面lOm 算 50m、100m、200m、高處的風(fēng)速為2m /s,估 300m、400m高度處在3.4試用下列實測數(shù)據(jù)計算這一層大氣的幕指 數(shù)m值。冋良Z/b1020304050風(fēng)速 u/fn s -13.03.53.94.24.5解：1 由大氣污染控臺工程P80 (323),取對數(shù)得矗mh(z)U1Z1UZ設(shè)

4、feu】y, feZ) X,臼實測數(shù)據(jù)得1 Z1 ，X0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.1761由excel進仃直線擬合，取截距為0,直線方程 為：y=0.2442x故 m 0.2442o穩(wěn)走度為B、D、F時的風(fēng)速，并以高度為縱坐標,風(fēng)速為橫坐標作出風(fēng)速廓線圖。解：U1U0 (1)0'072()0.072.24m /s ,_ _ zU2 UO (S )0.072a2.35m /sZo10Zo10U3U0 4 )047 2(200 )0.072.47m /s，U4Uo(2j_)0.072 (ann) o.o?2.54m /sZo10Zo10

5、U5z.、uo ()0072(400 )0.072.59m /soZo10fe定度U ,m =0.15Z 1 0.1550 0.15Z2 0.15100 0.15u C)uo -()*02.82m /sU10 Z 0 )2 (102.55m /s，U2Zo10Z3、0 152000.15U3uo ()2（）3.13m /sZo10Z 40,15300 0.15U4uo ()2 )3.33m /sZo10U5uo152 (400)0.153.48m /s0Zo10fe疋度卜，m =0.25Z 1 0.2550 0.25(uo 匕)o.2520.253.56m /sU1uo (Z 0)2 10)2

6、.99m /s，U2Zo10U3uo Do252(-3 )o.254.23m /sZo10U4_ zUO J)0252 (aee ) 0 254.68m /sZo10U5“Z5、0 25 uo ()Zo400、0.255.03m /s風(fēng)速廓線圖略。3.6個在30m高度釋放的探空氣球，釋放時記錄 的溫度為11.0。C,氣壓為1023 hPao釋放后陸續(xù) 發(fā)回相應(yīng)的氣溫和氣壓記錄如下表所給。1）估算 每一組數(shù)據(jù)發(fā)出的高度；2）以高度為縱坐標，以 氣溫為橫坐標，作出氣溫廓線圖；3）判斷各層大 氣的穩(wěn)定情況。測疋 位W2345678910氣溫/ C9.812.014.015.013.013.012.6

7、1.60.8氣壓101009896908785727041P a1208998050解：1) 根據(jù)A irP olhtbn C ontolEngheeriig 可 得高度與壓強的關(guān)系為竺也izP RTg=9.81m M =0.029kg > R二8.31 J/血 olK)代入上式得dz29.21 但 TP 。當(dāng) 匸11.0。C ,氣壓為1023 hPa；當(dāng) 匚9.8。C , 氣壓為1012 hPa,9故卩=(1023+1012) /2=1018Pa, T= (11.0+9.8)/2二 104° C=283.4K ,dP = 1012-1023=-ll Pa。測定2 3 45 6

8、 '1 8 910 *馬丿乂啰T置氣溫9.812. 14. 15. 1 .13.121.60.8/ C000006氣壓101009896908785727041P a1208998050冋丿Jc10165329271228差/fn899913601991冋丿Jc11931481013152831/fn2189( z5 1807787758圖略2):dz 29.21283.4m 89m , z=l19m o10181.35K /100m d, 不穩(wěn)定；3)T2 39.8122 3Z2 3992.22K /100mT3 419143 4Z3 41011.98K AOOmT4 514154

9、5Z4 51630.61K /100m1 20，0 ，0 ，T12z1 289逆溫;逆溫;逆溫;19 10T5 615 13Z5 6536T671313Z6 7290T7 813 12.6Z7 8271Ts 912.6 1.6ZS 91299T9 101.6 0.8Z9 1028100.15 K AOOm0.28K /100m0.37 K /100m d ， 穩(wěn)定；0.85K /100m穩(wěn)定O3.7用測得的地面氣溫和一定高度的氣溫數(shù)據(jù),按平均溫度梯度對大氣穩(wěn)定度進行分類。測足 編號123456地面 溫度/C21.121.115.625.030.025.0冋良/fn458763580200050

10、0700相應(yīng) 溫度/C26.715.68.95.020.028.0解:T126.721.1Z1458T215.621.1Z2763疋；T38.915.6Z3580疋；T45.025.0Z420009Ts20.030.0Z5500Te28.025.0Z6700Gi0.72K AOOm ，G2GsG 4G 5Ge1.16 K /100m ,故 30.43K AOOm 0, 故 61.22K AOOm 0 ,故2K /100m/ 故 31K /100m，故 4叮，逆溫;2 G 20.72 K /100m a ,G3 1.16K /100mG 4 1K AOOm dGs 2K /100m叮逆溫。3.8

11、確定題3.7中所給的每種條件下的位溫梯解:以第一組數(shù)據(jù)為例進行計算：假設(shè)地面大氣壓強為 lOlShPa,則由習(xí)題3.1推導(dǎo)得到的公式上 理02 Z” 代入已知數(shù)據(jù)（溫度T取兩高度Pl RT處的平均值）即h P? =- 98 0.029 458 ,由此解得 P 2=961h Pa。10138.314297由大氣污染控制工程P72 (3- 15)可分別 計算地面處位溫和給定高度處位溫：地而 T 地面(1000)0.288 294.1 (1000 )o,288293K，P地商1013T1(1 000 ) 0.288 299J(innn) 0.288 303.16K ,Pl9613 2.18K /lo

12、om0 458故位溫梯度=2933.9假如題3.7中各種高度處的氣壓相應(yīng)為970、同理可計算得到其他數(shù)據(jù)的位溫梯度，結(jié)果列表 如下：測定編口123456地面溫 度/ C21.121.115.625.030.025.0冋丿Jc /fn4587635802000500700相應(yīng)溫 度/ C26.715.68.95.020.028.0位溫梯度222KZlOOm0.270.11'0.0： 1.0： 1.42925、935、820、950、930 hPa，確定地面上的位溫。解:,設(shè)地面壓強為 1 P,代入以第一組數(shù)據(jù)為例進行計算，由習(xí)題 3.1推導(dǎo)得 到的公式hl巴02 Z.)P RT1a2n=-側(cè) 458 ,Pl 8.314297解得P1=1023hPao地而 T 地面)°288 294.1 (1°°° )°288292.2KP地面1023同理可計算得到其他數(shù)據(jù)的地面位溫，結(jié)果列表 如下：