Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 170 стр.

       Уравнение (3.130) есть условие непроницаемости подстилающей поверхно-
сти для примеси. Подстилающая поверхность может частично или полностью по-
глощать примесь. Например, водная или увлажненная поверхность может погло-
щать газовые примеси, растворяя их; оседание дисперсных загрязнителей на по-
верхности тоже следует рассматривать как их поглощение. В этих случаях условие
непроницаемости (3.130) должно быть заменено на условие частичной или полной
проницаемости.
       Для решения уравнения (3.127) при граничных условиях (3.128)-(3.130)
необходимо иметь информацию о распределении по высоте атмосферы скорости
ветра и значении коэффициентов турбулентной диффузии Dz, Dy .
       Структура турбулентности в атмосфере, а следовательно, и значения ко-
эффициентов турбулентной диффузии сложным образом зависят от высоты z, шеро-
ховатости подстилающей поверхности, а также от критерия Ричардсона, характери-
зующего отношение сил плавучести и инерции в атмосфере
            Ri = (g β/Prт)[(dT/dz)/(du/dz)2].                       (3.131)
       Наряду с градиентным представлением критерия Ричардсона используют
интегральное
            Ri = (g l/u2)(Δρ/ρ) = - (g l/u2)β ΔT,                   (3.132)
                                                               -1
где β - термический коэффициент объемного расширения, К ; Рrт - турбу-
лентное число Прандтля (Рrт ≈ 0,7); l - размер объекта, например, толщина
облака или слоя атмосферы, м; Δρ = ρ - ρ0 - разность плотностей воздуха на
высоте z и у поверхности земли, кг/м3.
       Величина градиента dT/dz определяет температурную стратифика-
цию (расслоение) по высоте атмосферы. Если перенос тепла по вертикали
отсутствует, то атмосфера находится в состоянии равновесной (безразлич-
ной) стратификации. Соответствующий такому состоянию градиент. назы-
ваемый адиабатическим dT/dz = g/cp, равен, примерно, 1 К на 100 м высоты.
       При dT/dz > g/cp (сверхадиабатический градиент) состояние атмосферы
неустойчиво, тепловые потоки способствуют развитию конвекции в вертикальном
направлении и усилению турбулентного обмена. Если градиент температуры по-
ложителен, то имеет место устойчивая стратификация, называемая температурной
инверсией. Такая ситуация способствует подавлению конвективного движения и
ослаблению турбулентности. Высота слоев приземной инверсии может колебать-
ся от десятков до сотен метров.
       Значение градиента температуры изменяется в течение суток и по сезонам и
зависит от радиационного баланса подстилающей поверхности. При наличии ветра
движение в случае неустойчивой стратификации будет также неустойчивым; в
случае устойчивой стратификации характер вертикального конвективного движе-
ния определяется значением числа Ричардсона.
       В приземном слое атмосферы


                                      170