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1、作业习题解答 第三章 大气污染气象学 作业习题解答 第三章 大气污染气象学 3.13.13.13.1解：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： （1）dPgdZ= 将空气视为理想气体，即有 可写为（2） m PVRT M = mPM VRT = 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： 即（3）ln gM PZC RT = + 2 21 1 ln() PgM ZZ PRT = 假设山脚下的气温为 10。C，带入（3）式得： 5009.8 0.029 ln 10008.3
2、14283 Z = 得5.7Zkm= 即登山运动员从山脚向上爬了约 5.7km。 3.23.23.23.2解：解： ，不稳定 d mK z T = = = 100/35 . 2 5 . 110 298 8 . 297 105.1 ，不稳定 d mK z T = = = 100/5 . 1 1030 8 . 297 5 . 297 3010 ，不稳定 d mK z T = = = 100/0 . 1 3050 5 . 297 3 . 297 5030 ，不稳定 d mK z T = = = 100/75 . 1 5 . 130 298 5 . 297 305.1 ，不稳定。 d mK z T =
3、 = = 100/44 . 1 5 . 150 298 3 . 297 505.1 3.33.33.33.3解：解： ， 288.0 0 1 0 1 )( P P T T = 课后答案网 课后答案网 K P P TT49.258) 400 600 (230)( 288.0288.0 0 1 01 = 3.43.43.43.4解：解： 由大气污染控制工程P80 （323），取对数得 m Z Z uu)( 1 1 =)lg(lg 1 1 Z Z m u u = 设，由实测数据得y u u = 1 lgx Z Z =)lg( 1 由 excel 进行直线拟合，取截距为 0，直线方程为：y=0.244
4、2x 故 m0.2442。 3.53.53.53.5 解：解： ， 0.070.07 1 10 0 50 ()2 ()2.24/ 10 Z uum s Z = 0.070.07 2 20 0 100 ()2 ()2.35/ 10 Z uum s Z = ， 0.070.07 3 30 0 200 ()2 ()2.47/ 10 Z uum s Z = 0.070.07 4 40 0 300 ()2 ()2.54/ 10 Z uum s Z = 。 0.070.07 5 50 0 400 ()2 ()2.59/ 10 Z uum s Z = 稳定度 D，m=0.15 ，sm Z Z uu/55 .
5、 2 ) 10 50 (2)( 15.015.0 0 1 01 =sm Z Z uu/82 . 2 ) 10 100 (2)( 15.015.0 0 2 02 = ，sm Z Z uu/13 . 3 ) 10 200 (2)( 15.015.0 0 3 03 = sm Z Z uu/33 . 3 ) 10 300 (2)( 15.015.0 0 4 04 = 。sm Z Z uu/48 . 3 ) 10 400 (2)( 15.015.0 0 5 05 = 稳定度 F，m=0.25 ，sm Z Z uu/99 . 2 ) 10 50 (2)( 25.025.0 0 1 01 =sm Z Z u
6、u/56 . 3 ) 10 100 (2)( 25.025.0 0 2 02 = x0.3010.4770.6020.699 y0.06690.11390.14610.1761 课后答案网 课后答案网 ，sm Z Z uu/23 . 4 ) 10 200 (2)( 25.025.0 0 3 03 = sm Z Z uu/68 . 4 ) 10 300 (2)( 25.025.0 0 4 04 = sm Z Z uu/03 . 5 ) 10 400 (2)( 25.025.0 0 5 05 = 风速廓线图略。 3.63.63.63.6解：解： 1）根据Air Pollution Control
7、Engineering可得高度与压强的关系为dz RT gM P dP = 将 g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得。T P dP dz21.29= 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，z=119m。mmdz89 4 . 283 1018 11 21.29= = 同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下： 2）图略 3），不稳定； d mK
8、 z T = = = 100/35 . 1 89 8 . 911 21 21 21 ，逆温；0100/22 . 2 99 128 . 9 32 32 32 =100/1 44 ，故，不稳定；mK z T G100/2 500 0 . 30 0 . 20 5 5 5 = = = d mKG=100/2 55 ，故逆温。0100/43.0 700 0 . 25 0 . 28 6 6 6 = = =mK z T G0 66 =G 3.83.83.83.8解：解： 以第一组数据为例进行计算：假设地面大气压强为 1013hPa，则由习题 3.1 推导得到的公式 ，代入已知数据（温度 T 取两高度处的平均
9、值）即 2 21 1 ln() PgM ZZ PRT = ，由此解得 P2=961hPa。458 297314 . 8 029 . 0 8 . 9 1013 P ln 2 由大气污染控制工程P72 （315）可分别计算地面处位温和给定高度处位温： ，K P T293) 1013 1000 ( 1 . 294) 1000 ( 288.0288.0 = 地面 地面地面 课后答案网 课后答案网 ，K P T16.303) 961 1000 ( 7 . 299) 1000 ( 288.0288.0 1 11 = 故位温梯度=mK100/18 . 2 4580 303293 = 同理可计算得到其他数据的
10、位温梯度，结果列表如下： 3.93.93.93.9解：解： 以第一组数据为例进行计算，由习题 3.1 推导得到的公式，设地面 2 21 1 ln() PgM ZZ PRT = 压强为 P1，代入数据得到：，解得 P1=1023hPa。因此458 297314 . 8 029 . 0 8 . 9 P 970 ln 1 K P T 2 . 292) 1023 1000 ( 1 . 294) 1000 ( 288.0288.0 = 地面 地面地面 同理可计算得到其他数据的地面位温，结果列表如下： 3.103.103.103.10 解答待求。 ChapterChapterChapterChapter
11、3 3 3 3 1 1 1 1 SolutionSolutionSolutionSolution： t/D=20/16000=0.00125 a.D=0.25 inches/0.00125=200inches b.T=0.00125*6=0.0075 inches 2. 2. 2. 2. SolutionSolutionSolutionSolution： 测定编号123456 地面温度/。C21.121.115.625.030.025.0 高度/m4587635802000500700 相应温度/。C26.715.68.95.020.028.0 位温梯度/ K/100m2.220.270.17
12、0.021.021.42 测定编号123456 地面温度/。C21.121.115.625.030.025.0 高度/m4587635802000500700 相应温度/。C26.715.68.95.020.028.0 地面压强/hPa102310121002104010061007 地面位温/。C292.2293.1288.4294.7302.5297.4 课后答案网 课后答案网 2 3 1022(163) 165 1.2 a PPmbm V Kg mbS m r D =? 3. 3. 3. 3.SolutionSolutionSolutionSolution： forthis condit
13、ion theaverage molecular weight is 0.9885 290.0115 1828.87 /g molm=? and theaverage heat capacity is 0.98853.50.01154.13.5069 p CRRR=? So that, For dryairthis ratio is 8.232 / P M Cg mol R = 8.232 /g mol R So that thecomputed value of dT/dzis muttiplied by afactor of 8.232 0.9935 8.2851 = And the calculated adiabatic lapse rate is 99.35% of the adiabatic lapse rate which ignores non- condensing water. 课后答案网 课后答案网
