Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 183 стр.

стратификации. Соответствующий такому состоянию градиент. называемый
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 верти-
кальном направлении и усилению турбулентного обмена. Если градиент тем-
пературы положителен, то имеет место устойчивая стратификация, называе-
мая температурной инверсией. Такая ситуация способствует подавлению
конвективного движения и ослаблению турбулентности. Высота слоев при-
земной инверсии может колебаться от десятков до сотен метров.
     Значение градиента температуры изменяется в течение суток и по сезо-
нам 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 движения определяется значением числа Ричардсона.
     В приземном слое атмосферы
            Dx = D1 (z/z1)(1 – Rim)1/2,                    (5.10)
где D1 - значение Dz на высоте z1 = 1 м при равновесных условиях, м2/с; Rim -
среднее по высоте приземного слоя значение числа Ричардсона.
     Профиль скорости ветра описывается формулой
            u = u1[lg(z/z0)/lg(z1/z0)],                    (5.11)
где u1 - скорость ветра на высоте z1, м/с; z0 - шероховатость подстилающей
поверхности (z0 ≈ 0,01 м).
     Решение уравнения (4.4) с использованием соотношений (5.10), (5.11)
возможно только численным методом. Аналитическое решение может быть
получено с помощью упрощенных зависимостей:
               u = u1.zα;                               (5.12)
                         . β
               Dx = D1 z ;                              (5.13)
                       .
               Dy = l0 u,                               (5.14)
где α и β - безразмерные параметры, подобранные из условия наилучшего
соответствия фактических и расчетных профилей скорости ветра и коэффи-
циента обмена (обычно α ≈ 1, β ≈ 0,15); l0 - характерный размер, который
также подбирается из условия соответствия опытным данным. Значение l0 со-
ставляет 0,1…1 м и зависит от степени устойчивости атмосферы. При неус-
тойчивой стратификации l0 = 0,5…1 м, при устойчивой стратификации l0
уменьшается.

                 5.2. Распространение загрязнений в атмосфере

     На рис. 5.1 показана схема распространения загрязненной струи, исте-
кающей из трубы при наличии сносящего ветрового потока. Действие по-
следнего приводит к искривлению струи. На некоторой высоте (Н+ΔН) влия-
ние сносящего потока становится преобладающим, струя разворачивается,
ось ее становится горизонтальной. Факел далее приобретает форму парабо-
лоида с вершиной в точке Р, в которой размещают фиктивный источник. Та-

                                     183