2. 补充地面气象观测
如果地面气象观测站与项目的距离超过50 km,并且地面站与评价范围的地理 特征不一致,还需要进行补充地面气象观测。在评价范围内设立补充地面气象观测站,站点设置应符合相关地面气象观测规范的要求。
一级评价的补充观测应进行为期1年的连续观测;二级评价的补充观测可选择 有代表性的季节进行连续观测,观测期限应在两个月以上。观测内容应符合地面气 象观测资料的要求。观测方法应符合相关地面气象观测规范的要求。
补充地面气象观测数据可作为当地长期气象条件参与大气环境影响预测。
3. 常规气象资料分析内容
(1) 温度。温度是决定烟气抬升的一个因素,温廓线即反映温度随高度的变化影响热力湍流扩散的能力。通过对温廓线的分析,可以知道逆温层出现的时间、频率、平均高度范围和强度。逆温层是非常稳定的气层,阻碍烟流向上和向下扩散, 只在水平方向有扩散,在空中形成一个扇形的污染带,一旦逆温层消退,会有短时 间的薰烟污染。
对于一、二级评价项目,需统计长期地面气象资料中每月平均温度的变化情况, 并绘制年平均温度月变化曲线图,见图3-3。一级评价项目除上述工作外,还需酌 情对污染较严重时的高空气象探测资料做温廓线的分析,见图3-4,并分析逆温层 出现的频率、平均高度范围和强度。
(2) 风速。风速是指空气在单位时间内移动的水平距离(m/s),风速可随时间 和高度变化。从气象台站获得的风速资料有两种表达方式,一种是有数值的,另一种是用字母C表示的,C代表风速己小于测风仪的最低阈值,通常称为静风。
对于一、二级评价项目,需统计月平均风速随月份的变化和季小时平均风速的变化。即对多年气象资料的风速按相同月份和不同季节每天同一时间进行平均,求得每
月和不同季节每小时的平均风速,并绘制随月份的变化曲线图,见图3-5和图3-6。风向、风频。风向指风的来向。气象台站风向资料通常用16个风向来表达,即北风(N)、东北偏北风(NNE)、东北风(NE)、东北偏东风(ENE)、东风 (E)、东南偏东风(ESE)、东南风(SE)、东南偏南风(SSE)、南风(S)、西南偏 南风(SSW)、西南风(SW)、西南偏西风(WSW)、西风(W)、西北偏西风(WNW)、 西北风(NW)、西北偏北风(NNW)。静风的风向用C表示。风频指某风向占总观测统计次数的百分比。风向玫瑰图是统计所收集的多年地面气象资料中16个风 向出现的频率,风向统计资料见表3-13 (静风频率为32.22%),然后在极坐标中按 16个风向标出其频率的大小,
(4)主导风向。主导风向指风频最大的风向角的范围。风向角范围一般在连续45°左右,对于以十六方位角表示的风向,主导风向范围一般是指连续两到三个风向角的范围。某区域的主导风向应有明显的优势,其主导风向角风频之和应彡30%,否则可称该区域没有主导风向或主导风向不明显。在没有主导风向的地区,应考虑项目对全方位的环境空气敏感区的影响。从图3-8中可以看出主导风向应是E-ESE-SE的风向范围,其主导风向角风频之和约为32%。
6.特殊气象条件分析
(1)边界层结构和特征参数
受下垫面影响的几公里以下的大气层称为边界层,大气边界层是对流层中最靠 近下垫表面的气层,通过湍流交换,白昼地面获得的太阳辐射能以感热和潜热的形 式向上输送,加热上面的空气,夜间地面的辐射冷却同样也逐渐影响到上面的大气,这种热量输送过程造成大气边界层内温度的日变化。另一方面,大型气压场形成的 大气运动动量通过湍流切应力的作用源源不断向下传递,经大气边界层到达地面并 由于摩擦而部分损耗,相应地造成大气边界层内风的日变化。由于受太阳辐射、地 表辐射的热量输送,以及地表的摩擦力等作用,形成边界层内的温度和风速的变化。
在陆地高压区,边界层的生消演变具有明显的昼夜变化,晴朗天气条件下大气 边界层的生消演变规律见图3-9。在日间,受太阳辖射的作用地面得到加热,混合 层逐渐加强,中午时达到最大高度;日落后,由于地表辐射,地面温度低于上覆的 空气温度,形成逆温的稳定边界层;次日,又受太阳辐射的作用,混合层重新升起。
大气边界层的生消演变规律依赖于地表的热量和动量通量等因素,污染物 的传输扩散取决于边界层的特征参数。在《环境影响评价技术导则一大气环境》 (HJ 2.2—2008)中推荐的AERMOD和ADMS模型中通过常规气象资料计算出有 混合层高度(/0、莫宁一奥布霍夫长度(Monin-ObukhoY)[以下简称莫奥长度amQ)] 等边界层参数,了解这些参数的物理含义,对分析污染物传输扩散很有意义。
混合层高度a):混合层是指对流边界层的高度,也就是在大气边界层处于不稳定层结时的厚度(图3-9)。通常晴朗白天中纬度陆地上的大气边界层基本上都属于不稳定的类型,混合层越高,对流边界层越不稳定,在强不稳定条件下,混合 层高度可达到1km以上。混合层的高度决定了垂直方向污染物的扩散能力,通常 在小风强不稳定条件下,高烟囱(100m以上)附近1km左右有污染物高浓度聚 集区,随距离增加污染物浓度衰减很快,此现象也说明了在强不稳定条件下,污染物在垂直方向很快扩散到地表。
莫奥长度莫宁与奥布霍夫认为对于定常、水平均匀、无辐射和无相变 的近地面层,其运动学和热力学结构仅决定于湍流状况。莫奥长度am。)反映了 近地面大气边界层的稳定层结的状况,见图3-10莫奥长度am。)与稳定度和混合 层闻度的关系。
从图中可以看出,当近地面大气边界层处于稳定状态,zm。数值越 小或混合层高度(h)与Lm。的比值(/2/Lm。)越大,越稳定,混合层高度则越低; 当Lm()<0,边界层处于不稳定状态,IAJ数值越小或|A/AJ越大,越不稳定,混合 层高度则越高;当IAJ—边界层处于中性状态,此种情况下,混合 层高度大约有800 m。
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