混合层高度的分析

混合层高度的分析


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-15 编辑:xuzhiping 浏览次数: 9362

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摘要: 一.确定混合层高度的方法 1.干绝热曲线法 (1)图解计算法 \(H= \frac {R}{g} t ln \frac {Po}{PH} \) 式中 R为干空气比气体常数,R=287[J/(kg.K)];g为重力加速度,g=9.8(m/s2);Po 为地面大气...

一.确定混合层高度的方法

1.干绝热曲线法

(1)图解计算法

\(H= \frac {R}{g} t ln \frac {Po}{PH} \)

式中

R为干空气比气体常数,R=287[J/(kg.K)];g为重力加速度,g=9.8(m/s2);Po 为地面大气压,hPa;PH为H高度(污染物扩散高度的上界)的大气压,hPa;t为下垫面至H高度的层内平均气温(K);H为大气混合层高度,m。

(2)图解概算法

\(H= \frac {Po-PH}{12.4} \times 100\)

严格地说,大气压随高度增加是按指数规律减少的。因此,这一计算结果只是近似值。

2.罗氏法

\(h_1= \frac {121}{6} (6-P)(T-Td)+ \frac {0.169(Uz+0.257)Ps}{12f ln(Z/Zo)} \)

式中

T为地面气温,K;Td为露点温度,K;U- z为z高度处的平均风速,m/s;Zo为地面粗糙度,m;f为柯氏参数,1/s,f=2ΩsinΥ,Ω为地转角速度,Υ 为地理纬度;P为帕斯圭尔稳定度级别(大气稳定度级别为A至F时,P值依次为1至6)。

这种方法的最大优点是计算用的气象资料较易获得。

(1)选用的资料及计算方案

按干绝热曲线法的图解等面积法、罗氏法和导则法,分别计算出1986年内每日的大气混合层高度,求出月平均值、年平均值。用相关分析方法,分析三种方法相关的程度及计算结果的差异。分析西安市大气混合层高度变化的规律。

(2)结果分析

用三种方法求取的1986年各月平均大气混合层高度给在表1和图2中。

表1三种方法计算的混合层高度月平均值

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年平均
干绝热曲线法 1097 1261 1489 1409 1403 1637 1563 1565 1272 1051 877 779 1283
罗氏法 1186 1435 1053 1066 854 1265 1154 1109 1135 883 855 890 1073
导则法 599 715 1305 1202 913 1015 1128 1206 728 927 523 955 919

表2三种方法计算的混合层高度间相关分析表

时间 干绝热法和罗氏法混合层高度间关系 干绝热法和导则法混合层高度间关系
相关关系 回归方程 相关系数 回归方程
0.48 H1=680.5+0.306H 0.60 H2=260+0.514H

从表1和图2可知,用干绝热曲线法、罗氏法和导则法计算的月平均大气混合层高 度的变化趋势基本一致,罗氏法和导则法计算的混合层高度均小于干绝热曲线法 的。以年平均大气混合层高度为例,罗氏法 比干绝热曲线法小16%,导则法比干绝热曲线法小28%。三种方法的回归方程列于表2中。从表2的数据看,三种方法符合线性关系,可用线性回归方程描述三者关系。

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