发布时间 : 星期四 文章(完整版)郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版更新完毕开始阅读
第三章 大气污染气象学
3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？ 解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：
dP??g??dZ （1）
将空气视为理想气体，即有
PV?mmPM （2） RT 可写为 ???MVRT将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：
dPgM??dZ PRT假定在一定范围内温度T的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得：
lnP??PgMgM(Z2?Z1)（3） Z?C 即 ln2??PRTRT1假设山脚下的气温为10。C，带入（3）式得：
ln5009.8?0.029???Z 10008.314?283得?Z?5.7km
即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。
3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：?1.5?10，?10?30，?30?50，?1.5?30，?1.5?50，并判断各层大气稳定度。 高度 Z/m 1.5 10 30 50 13
气温 T/K 解：?1.5?10??298 ??297.8 297.5 297.3 ?T?z?T?10?30???z?T?30?50???z?T?1.5?30???z?T?1.5?50???z297.8?298?2.35K/100m??d，不稳定
10?1.5297.5?297.8???1.5K/100m??d，不稳定
30?10297.3?297.5???1.0K/100m??d，不稳定
50?30297.5?298???1.75K/100m??d，不稳定
30?1.5297.3?298???1.44K/100m??d，不稳定。
50?1.53.3 在气压为400 hPa处，气块温度为230K。若气块绝热下降到气压为600 hPa处，气块温度变为多少？ 解：
T1P?(1)0.288， T0P0P10.2886000.288)?230()?258.49K P0400T1?T0(3.4 试用下列实测数据计算这一层大气的幂指数m值。 高度 Z/m 10 风速3.0 20 3.5 30 3.9 40 4.2 50 4.5 u/m.s－1 解：由《大气污染控制工程》P80 （3－23），u?u1(lguZ?mlg()
Z1u1Zu?y，lg()?x，由实测数据得
Z1u1Zm)，取对数得Z1设lg x y 0.301 0.0669 0.477 0.1139 0.602 0.1461 0.699 0.1761 14
由excel进行直线拟合，取截距为0，直线方程为：y=0.2442x 故m＝0.2442。
3.5 某市郊区地面10m高处的风速为2m/s，估算50m、100m、200m、300m、400m高度处在稳定度为B、D、F时的风速，并以高度为纵坐标，风速为横坐标作出风速廓线图。
u1?u0(解：Z10.07Z501000.07)?2?()0.07?2.24m/s，u2?u0(2)0.07?2?()?2.35m/s Z010Z010u3?u0(Z30.07Z2000.073000.07)?2?()?2.47m/s，u4?u0(4)0.07?2?()?2.54m/s Z010Z010Z50.074000.07)?2?()?2.59m/s。 Z010u5?u0(稳定度D，m=0.15
u1?u0(Z10.15Z501000.15)?2?()0.15?2.55m/s，u2?u0(2)0.15?2?()?2.82m/s Z010Z010Z30.15Z2000.153000.15)?2?()?3.13m/s，u4?u0(4)0.15?2?()?3.33m/s Z010Z010Z50.154000.15)?2?()?3.48m/s。 Z010u3?u0(u5?u0(稳定度F，m=0.25
u1?u0(Z10.25Z501000.25)?2?()0.25?2.99m/s，u2?u0(2)0.25?2?()?3.56m/s Z010Z010Z30.25Z2000.253000.25)?2?()?4.23m/s，u4?u0(4)0.25?2?()?4.68m/s Z010Z010Z50.254000.25)?2?()?5.03m/s Z010u3?u0(u5?u0(风速廓线图略。
3.6 一个在30m高度释放的探空气球，释放时记录的温度为11.0。C，
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气压为1023 hPa。释放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1）估算每一组数据发出的高度；2）以高度为纵坐标，以气温为横坐标，作出气温廓线图；3）判断各层大气的稳定情况。 测定位2 置 气温/。C 9.8 12.0 14.0 15.0 13.0 13.0 12.6 1.6 0.8 气压1012 1000 988 969 909 878 850 725 700 3 4 5 6 7 8 9 10 /hPa 解：1）根据《Air Pollution Control Engineering》可得高度与压强的关系为
dPgM??dz PRT将g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得
dz??29.21dPT。 P当t=11.0。C，气压为1023 hPa；当t=9.8。C，气压为1012 hPa， 故P=（1023+1012）/2=1018Pa，T=（11.0+9.8）/2=10.4。C=283.4K，dP=1012-1023=－11Pa。 因此dz??29.21?11283.4m?89m，z=119m。 1018同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下： 测定位2 置 气温/。C 9.8 12.0 14.0 15.0 13.0 13.0 12.6 1.6 0.8 气压1012 1000 988 969 909 878 850 725 700 3 4 5 6 7 8 9 10 /hPa
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