Talky的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Talky 应当重视建设生态文明!

博文

“大漠孤烟直”和“静、稳”气象条件 精选

已有 4071 次阅读 2016-6-14 22:52 |个人分类:科普|系统分类:科研笔记|关键词:大漠孤烟直,静稳,气象条件,混合层,逆温层| 大漠孤烟直, 逆温层, 气象条件, 静稳, 混合层

今天陈昌春博主写博文讨论发生“大漠孤烟直”景观中的孤烟及其自然内涵。文中讲到我写博文介绍混合时说到了“大漠孤烟”。读了陈老师的博文后,我评论说赞成第一位网友的评论,即“大漠孤烟直,说明此时的沙漠无风;长河落日圆,说明此时的长河无浪。无风无浪的时节,景色自然是最美的。”但这里我不是为了和陈老师讨论,而是想借此机会再次解释大气的“静、稳”状态。

 

我在以前博文中说到“大漠孤烟”时,强调的是一种可能的自然状态,是一种典型的“静稳”气象条件。静和稳实际上都和空气运动有关。气象上的“风”通常指空气的水平运动,而且尺度比较大(指在较大距离上发生变化)。因此“静”是指水平风速很小,几乎测不出,风向也不确定。然而,空气的小尺度运动(指很小距离上就有变化)总是存在的,学术上称为“大气湍流”。“稳”就指大气湍流运动很弱,导致当时污染物的大气扩散强度也很低。

 

按照诗句,“孤”可以认为住家很稀少,或者没有居民而只有诗人驼队。“烟”可能是炊烟。“尘烟”的可能性不大。如果发生“尘烟”,全诗的意境就会不同了。“直”除了表示向上外,还描述了两个景象:烟流较细,很少弯曲。这就要求当时“静风”,即水平方向几乎无风;同时,大气湍流也很微弱,即“稳”。并没有明显小尺度的湍流,使烟流发生夹卷和明显的扩张。也因为“稳”,才有后一句“长河落日圆”的景象,否则地平线附近落日不会很清晰了。这样的景致,非常像冷高压控制下,静风晴空,晚间地面经受过较强的辐射降温,清晨在地面附近有较强的“接地逆温”时的状况。(6月15日凌晨注:这里一个败笔,落日圆是傍晚,怎么用“清晨”来说事?再想想,。。。欢迎批评!)

 

(注:当地面附近气温很高时,如夏日,空气在地面附近会有明显的垂直运动。这时大气湍流的主要动力是热,强度比较大,空气处于明显的不稳定状态。)

 

然而在解释形成严重雾霾或灰霾污染的气象条件时,常说“静、稳”,却是不正确的。现今大家多能接受一种说法,即“混合层”厚度较薄是冬季容易发生严重霾污染的重要气象原因。但是“混合层”内的空气其实主要不是处在“稳定”的扩散状态的,按照污染气象学的认识,混合层内的空气是处在“中性”或者“弱不稳定”的扩散状态。例如,污染气象学中著名的“高斯烟流模式”中扩散参数的选择,主要的根据是美国1958年前后野外实验基础上综合起来的PGT-巴斯奎尔-吉福特-特纳尔曲线。其中对大气稳定度进行了分级,一个较早的版本把稳定度分成六级,如:

 

大气稳定度分级方法

地面风速

(米/秒)

白天日照

阴云密布

的白天或

晚上

夜间云量

中等

薄云遮天或

低云≥4/8

云量≤3/8

<2

A

AB

B

D

F

F

2-3

A—B

B

C

D

E

F

3-5

B

BC

C

D

D

E

5-6

C

CD

D

D

D

D

>6

C

D

D

D

D

D

见:李宗恺等《空气污染气象学原理和应用》,气象出版社1985

蒋维楣等,《空气污染气象学教程》第二版,气象出版社2004

 

D是“中性”,C是“弱不稳定”状态。可见夜间地面附近空气基本上是“中性”和“稳定”状态;但白天阳光微弱时,空气基本上处于“中性”和“弱不稳定”状态。对照我们发生重霾污染时的情况,应当是“静而中性或弱不稳”,不是“静稳”!

 

 

附一段曾草稿但没有完成的相关博文:

 

新闻报道2016218日环保部陈部长回答媒体时说,2015年底北京等地空气遭受三次重污染时,有个重要原因是气象条件不好, 三个核心因素:混合层高度低、湿度大和风速小”。我觉得除了“风速小”不全面,应当强调风向外,这个说法相当客观了。

 

“陈部长说到,混合层是近地面污染物的集聚层。当污染物的排放量一定时,混合层越低,污染物积累的速度就越快。天气好的时候混合层的高度可达到上千米,但是2015年底的一些不利气象条件下,混合层高度降到了200米甚至100米,如同一个又大又低的盖子扣在上空,在垂直方向上压缩了污染物的扩散。”

 

陈部长用“混合层”而不是用“逆温层”概念来解释发生重污染的一个重要气象因素,比较常在污染预报中听到的只提“逆温层”的说法好多了。但是还有几个小差错:不是“混合层越低...”,应当是“混合层厚度越薄...”;不是“混合层高度...”,应当是“混合层顶高度...”;不是“如同一个又大又低的盖子扣在上空......”,应当是“上面的逆温层如同一个又大又低的盖子扣在混合层上空”;不是“...压缩了污染物的扩散”,应当是“...限制了污染物的扩散”(因为混合层顶不是一个刚性的盖子,只是那里向上的湍流扩散十分微弱而已)



http://blog.sciencenet.cn/blog-609047-984691.html

上一篇:续评北京市规划“通风廊道”
下一篇:请转告北京市环境保护监测中心:查查PM10监测数据和O3曲线图形!

9 陈永金 王从彦 麻庭光 陈昌春 魏焱明 王家冰 杨学祥 biofans decipherer

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (10 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-2-24 07:10

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部