[拼音]：daqi wuran kuosan

[外文]：diffusion of atmospheric pollution

大气中的污染物在湍流的混合作用下逐渐分散稀释的现象。这种现象主要受气象条件的制约。

研究不同气象条件下大气污染物扩散规律的目的在于：

（1）根据当地气象条件，对工业规划布局提供科学依据，预防可能造成的大气污染；

（2）根据当地的大气扩散能力和环境卫生标准，提出排放标准（排放量和排放高度）；

（3）进行大气污染预报，以便有计划地采取应急措施，预防环境质量的恶化（长期的）和防止可能发生的污染事故（短期的）。

影响大气污染扩散的重要气象因素是大气湍流。所谓大气湍流，是指大气短时间的不同尺度的不规则运动。可以把大气想象为是由大小不同的涡旋(称为湍涡)构成的，一个大湍涡包含着许多小湍涡，而一个小湍涡又包含着许多更小的湍涡。湍涡尺度可以细分到分子水平。大气湍流运动便是由这些大大小小的湍涡所构成的。处于湍流中的一团污染烟团，被不同的湍涡携带而逐渐展开。尺度小于污染烟团的小湍涡不能改变污染烟团的整 置，但能使烟团边缘由清晰而逐渐模糊；尺度大于污染烟团的大湍涡能移动整个烟团的位置，造成污染烟团瞬时轨道的弯曲摆动；尺度大小和污染烟团相当的湍涡对污染物的扩散最为有效，能把污染烟团拉开、撕裂，而使它变形，加速它的扩散过程。大气中存在着各种尺度的湍涡，多种湍涡的综合作用使污染物在随风移动的同时逐渐散开，和周围的洁净空气相混合而稀释。

大气湍流强弱能直接影响大气对污染物的扩散能力。下垫面的状态对大气湍流强弱发生影响：下垫面粗糙起伏，湍流较强；下垫面光滑平坦，湍流较弱。大气温度沿垂直方向分布的状态对大气湍流的强弱也产生影响。这种影响以大气温度随高度的变化率(垂直减温率) Γ和干绝热减温率Γd相比较而确定。Γd值为每100米0.98℃，即每升高100米温度降低0.98℃。当Γ＞Γd时，湍流有增大趋势，大气处于不稳定状态，对污染物的扩散稀释能力强；当Γ＜Γd时，湍流有减弱趋势，大气处于稳定状态，扩散稀释能力弱；当Γ＝Γd时，大气处于中 平衡状态，污染物被推到哪里就停在那里。

通过示踪烟云的扩散实验，或者观察烟囱排放的污染烟云，可以看到烟云的外形是随着天气情况以及一天中不同时间而变化的，烟云的外形同大气湍流状态相联系（见烟羽）。

大气污染扩散与大范围的天气背景有关。当某地区为低压中心控制时，空气作上升运动，云天较多，通常大气呈中 状态或不稳定状态，有利于污染物扩散稀释；当某地区为高压中心控制时，空气作下沉运动，并常形成下沉逆温，不利于污染物向上扩散。如果高压移动缓慢，长期停留在某一地区，那么，污染物就会长期得不到扩散。尤其是天气晴朗时，夜间容易形成辐射逆温，对污染物的扩散更不利，此时易出现污染危害。如果再加上不利的地形条件，往往形成严重的污染事件。

对大气污染扩散过程的研究有两种途径：一种是实验方法，就是针对给定的排放源，测定污染物的浓度分布，并找出浓度分布同时间、空间和气象条件变化的关系，探索其规律。这种方法也可以在实验室内用风洞模拟的方法实施。另一种是理论方法，即运用湍流交换的理论建立描写大气污染扩散稀释过程的模式（见大气污染模式），找出浓度分布与气象参数的关系。

湍流扩散的主要理论体系有两种：

（1）梯度-输送理论：从平均场入手，利用湍流半经验理论（即通量和梯度之间呈线 关系）可推出湍流扩散方程，在一定的起始条件和边界条件下可获得方程的解。但是理论推导的结果和实际结果往往有很大出入。

（2）统计理论：是1921年由G.I.泰勒提出的，从研究个别流体微粒运动入手，并据此以确定表示扩散的特征量。泰勒用湍流场的统计特征量来描写扩散参数，并用可测的气象参数来表达这些统计特征量，进而找出扩散参数和可测气象条件的直接联系。由于实际大气湍流场的非定常 和非均匀 ，理论研究十分困难，必须借助于实验和假设。大都是假定为在浓度正态分布的条件下，利用泰勒公式定出方差，确定浓度分布。因此，大气扩散统计理论虽然获得迅速发展，但也受到本身存在的一些问题的限制。

参考文章

大气污染扩散环保百科

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