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日志

谈谈雾霾(上):雾霾的形成条件:污染源和逆温层

热度 1已有 724 次阅读2015-12-7 20:21 |个人分类:科学普及|系统分类:原创博文 | 宽屏 请点击显示宽屏,再点击恢复窄屏 | 动漫全图 如只见部分动漫,请点击显示全图,再点击恢复窄图

前不久,北京连续四天重雾霾,之后突然碧空万里,有人说被西北风吹走了。雾霾究竟是怎么回事这是一篇科普小文。我们从北方人烧炉子谈起


北方城市居民冬天生炉子取暖,农村烧灶做饭并烧火炕。无论是炉子还是灶台,都会产生煤烟,如果炉门打开,屋子就会烟雾腾腾。为了避免烟熏人,一般炉子或灶台都有一个烟囱,通向房顶;烟通过烟囱释放到屋外天空,屋里就没有烟了。


如果烟囱流通不畅,比如说,电影《小兵张嘎》里面,嘎子把胖墩儿家的烟囱堵住了,那么烟就会留在屋里。可见造成屋子烟污染的,有两个要素,一个是烟源 --- 如果不生炉子/灶台,那么就不会产生烟;另一个是烟的扩散(烟囱)不畅通,烟没有地方跑,就留在屋里了。


大气中产生所谓的(雾)霾,是同一道理,一个是有污染源,一个是无法扩散。污染源,包括工业排放,汽车尾气,居民烧煤等等这些排放到空中的废气。如果没有这些污染,或者像30年前时很弱,自然不会产生霾(雾还是会有的)。大气扩散:大气的分布,随着高度的增加,气温下降,也就是冷空气在上方,暖空气在下方。是个不稳定状态,下面轻的暖空气密度小要上升,上面重的冷空气密度大要下沉。于是地面释放出来的废气微粒,就随着暖空气升到了高空。所以,一般情况下,大气是一个自然的烟囱,很好地把地面的废气扩散到了空中。见下图:

一般来说,烟是上升到空中之后扩散,这也是地面大气通常的运行路径(鼠标滑过看大图)
  



如上所说,大气应该不会产生雾霾。那么雾霾是如何产生的?设想一下,如果在地表上面,比如说500米处,盖一个毯子,让大气不能向上输送,结果如何?那么就像小嘎子堵烟囱使烟无法从屋子里排出,地表源源不断的释放到大气的废气也会在底层积累,而出现霾这个毯子叫作逆温层。在逆温层中,大气温度随着高度不是下降而是上升


为了说明道理,我们可以做一个实验。如果有一个杯子,倒入半杯开水,再倒入半杯冷水,那么,上面温度低的水密度大,就要下沉;下面温度高的水密度小,就要 上升。不久杯子里的水就会混合均匀了。反之,如果先倒入半杯冷水,再倒入开水,那么冷水密度大,就会呆在下面;热水密度小就会呆在上面,形成稳定状态,杯 子里的水就不会产生上下的对流,长时间得不到混合


大气中逆温层的作用,使得空气变得稳定,没有上下对流。如果逆温层出现在地表附近,那么污染源释放出来的污染颗粒就不会扩散而积聚形成霾

滑动鼠标看大图
 



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发表评论 评论 (1 个评论)

回复 ishka 2015-12-6 07:00
看来要研究并发射几颗卫星,悬挂在我国的上空,它们可以起到类似于烟囱的作用,将雾霾散发到太空去,减少地球的污染,增加太空的毒气    

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