1
Báo cáo chuyên đề :
“SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CÁC NGUYÊN TỐ VI KHÍ HẬU
TRONG KHÍ QUYỂN & TÁC ĐỘNG CỦA NÓ ĐỐI
VỚI MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ”
GVHD :TS ĐINH XUÂN THẮNG
HVTH : LÊ NGUYÊN KHÔI
2
Nội dung báo cáo
I/ Mở đầu.
II/ Khái niệm cơ bản.
III/ Biến thiên nhiệt độ trong khí quyển.
IV/ Ảnh hưởng của biến thiên nhiệt độ đối với ô nhiễm không
khí.
V/ Cấp độ gió và ảnh hưởng của nó đối với ô nhiễm không
khí.
VI/ Mối quan hệ của nhiệt độ và cấp độ gió trong quá trình tính
toán phát tán chất ô nhiễm.
VII/ Kết luận.
3
I – Mở đầu
•
2 nguyên tố vi khí hậu được xét đến trong chuyên đề này :

Nhiệt độ.

Cấp độ gió.
•
Chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình khuyếch tán
chất ô nhiễm trong không khí cũng như các quá trình khác
trong không khí như: sa lắng, chuyển hóa chất ô nhiễm v.v

I = .λ.Ρ
Ι
.
0
Ι = λ.Ρ
Ι
I
0
Ι
λ
Ρ
0
I
=
.λ.Ρ
Ι
6
2.1.3- Tán xạ (q)

Bức xạ mặt trời đến mặt đất từ mỗi nơi trên bầu trời do khuyếch tán
được gọi là tán xạ.

Sự khuyếch tán xảy ra do các : phân tử khí, các phân tử lơ lửng, bụi,
hạt nước, mây…
2.1.4- Phản xạ

Tổng xạ đến mặt đất bị phản xạ một phầnvề phía khí quyển và phần
bức xạ này gọi là bức xạ phản chiếu hay phản xạ (S).

Đối với sóng ngắn, ta sử dụng công thức Albêdô(A) của mặt hoạt động:

Trong tầng đối lưu có thể chia thành các lớp sau:
+ Lớp đáy : là lớp không khí sát đất, có độ cao khoảng 2m.
+ Lớp dưới (lớp ma sát): đỉnh của lớp này lên đến độ cao 1-2 km.
+ Lớp giữa : giới hạn từ 2-6 km.
+ Lớp trên : là lớp trung gian của lớp giữa và lớp đỉnh của tầng đối lưu.
+ Lớp đỉnh: là giới hạn trên của tầng đối lưu.
8
2.2.2- Tầng bình lưu (Stratosphere)
•
Nằm phía trên tầng đối lưu, ở độ cao từ 12-55 km.
•
Có chứa 1 lượng nhỏ khí ozon
2.2.3- Tầng trung gian (Mesosphere)
•
Nằm trên tầng bình lưu, ở độ cao từ 55-85 km.
2.2.4- Tầng nhiệt quyển (Thermosphere)
•
Là tầng trên cùng của khí quyển, lớp không khí rất loãng.
III- Biến thiên nhiệt độ trong khí quyển
3.1- Nhiệt động học của quá trình chuyển động thẳng đứng của một bộ
phận không khí.
3.1.1- Đối với không khí khô
-
Phương trình đoạn nhiệt đối với không khí khô:
.
0,286.
.
dT R dp dp
T p
C p

C
p
C
+ ω
=
+ ω
R
'
p
C
ω
10
3.1.3- Đối với không khí bão hòa hơi nước
- Phương trình đẳng nhiệt:
= hệ số và phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ, 0< <1
= hằng số chất khí của không khí khô, Pa.m3/kg.K
= tỷ nhiệt của chất khí ở điều kiện đẳng áp, J/kg.K
3.2- Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều cao của khối không khí trong quá trình
dãn nở hoặc nén ép đoạn nhiệt.
3.2.1- Khối không khí khô và không khí ẩm
.
. '
.
dT R dp
T
C p
p
= β
'β
R

dT g
K m
dz
C
p
Γ = − = β
2 2
1 1
( )T z
T
z
−β
= −
dT
dz
β = −
12
Trong đó:
= gradient nhiệt độ, K/m
, = nhiệt độ ở độ cao ,
3.3.1- Khí quyển không ổn định khi >
Hình 3. Khí quyển không ổn định.
β
1
T
2
T
1
z
2


Cản trở quá trình khuyếch tán các chất ô nhiễm theo cả phương thẳng đứng lẫn
phương ngang.
16
3.5- Nghịch nhiệt (tt)
- Nghịch nhiệt được hình thành do các nguyên nhân sau:

Làm lạnh lớp không khí từ bên dưới.

Làm nóng lớp không khí từ phía trên.

Chuyển động của dòng không khí lạnh bên dưới dòng không khí ấm.

Chuyển động của dòng không khí ấm bên trên lớp không khí lạnh.
- Dựa vào nguồn gốc chúng ta có những dạng nghịch nhiệt sau:

Nghịch nhiệt bức xạ.

Nghịch nhiệt front.

Nghịch nhiệt rối.

Nghịch nhiệt nén.
17
IV- Ảnh hưởng của biến thiên nhiệt độ đối với ô nhiễm không khí
4.1- Quá trình khuyếch tán chất ô nhiễm
Sự biến thiên nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến sự phát tán dòng khí thải trong các
trường hợp sau:

Khi khí quyển không ổn định thì luồng khói có dạng uốn lượn.

21
4.2- Các quá trình khác
Sự biến thiên nhiệt độ ngoài ảnh hưởng đến quá trình khuyếch tán chất ô
nhiễm, nó còn ảnh huởng đến các quá trình sau:

Quá trình bay hơi của các dung môi hữu cơ và các chất ô nhiễm dễ bay hơi.

Quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm trong khí quyển thông qua quá trình
quang hóa.
V- Cấp độ gió và ảnh hưởng của nó đối với ô nhiễm không khí
5.1- Các vòng tuần hoàn nhiệt
Nó sinh ra các vùng áp thấp và vùng áp cao.
5.2- Sự thay đổi của vận tốc gió theo chiều cao.

Chuyển động của không khí trên mặt đất cũng chịu tác động của mặt đất:
- Độ nhám.
- Độ gồ ghề.

Vận tốc không khí ở sát mặt đất là bằng 0 và càng lên cao vận tốc gió càng lớn,
lúc đầu tăng nhanh về sau chậm dần.
22
5.3- Ảnh hưởng đến ô nhiễm không khí
5.3.1- Quá trình khuyếch tán chất ô nhiễm

Lặng gió(0-0,5 m/s) và gió cấp 1 (0,6-1,7 m/s) có khả năng gây ô nhiễm về môi
trường và bản thân nhà máy.

Gió cấp 2 (1,8-3,3 m/s); gió cấp 3 (3,4-5,2 m/s) có thể gây ô nhiễm cho khu vực
dân cư nằm tiếp giáp với nhà máy.


 
 
 ÷
 
 ÷
= − +
 
 ÷
 
 ÷
π
 
 
 
u
p
q
24
6.2- Công thức Sutton (1947)
Trong đó:
= vận tốc gió trung bình.
= hệ số phụ thuộc vào độ biến thiên nhiệt độ theo chiều cao.
, = hệ số khuyếch tán (xem tài liệu)
n
u
y
S
z
S
2 2 2

   
 
   
 
 
25
6.3- Mô hình Gauss
Trong đó:
= vận tốc gió trung bình.
, = hệ số khuyếch tán phụ thuộc vào cấp độ ổn định của khí quyển.
2 2 2
( , , )
2 2 2
( ) ( )
exp exp exp
. . .
2 2 2
x y z
y z
y z z
M y z H z H
C
u
 
 
   
 ÷
 
   
− +