大氣環境

包圍地球的空氣稱為大氣。像魚類生活在水中一樣，我們人類生活在地球大氣的底部，並且一刻也離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍，人類的發展，提供了理想的環境。它的狀態和變化，時時處處影響到人類的活動與生存。大氣科學是研究大氣圈層的一門科學。它研究大氣的具體情況，包括組成大氣的成分、這些成分的分佈和變化、大氣的結構、大氣的基本性質和主導狀態的 ^[1]  動規律。大氣的運動變化是由大氣中熱能的交換所引起的，熱能主要來源於太陽，熱能交換使得大氣的温度有升有降。空氣的運動和氣壓系統的變化活動，使地球上海陸之間、南北之間、地面和高空之間的能量和物質不斷交換，生成複雜的氣象變化和氣候變化。大氣科學將從氣壓的變化、氣壓分佈不均形成的氣壓場和氣壓系統、各層大氣中空氣運動的各種情況、風的現象和性質等方面，深入研究大氣中各種環流系統、天氣系統，以及基於流體力學、熱力學研究大氣運動的本質和現象。天氣，從現象上來講，絕大部分是大氣中水分變化的結果。在太陽輻射、下墊面強迫作用和大氣環流的共同作用下，形成的天氣的長期綜合情況稱為氣候。大氣科學將研究氣候的成因，不同 ^[2]  區域的氣候狀況，氣候變遷以及人類活動對氣候的影響等問題。

大氣污染對大氣物理狀態的影響，主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時是很明顯的，有時則以漸漸變化的形式發生，為一般人所難以覺察，但任其發展，後果有可能非常嚴重。大氣是在不斷變化着的，其自然的變化進程相當緩慢，而人類活動造成的變化禍在燃眉，已引起世界範圍的殷切關注，世界各地都已動員了大量人力、物力，進行研究、防範、治理。控制大氣污染，保護環境，已成為當代人類一項重要事業。大氣是混合氣體，它無色無味，通常人們看不見它的存在， ^[1]  大氣的主要成份是氧和氮。而其它氣體，如氫、二氧化碳、臭氧和水汽等，只佔大氣體積總量的百分之一。

大氣環境影響預測用於判斷項目建成後對評價範圍大氣環境影響的程度和範圍。常用的大氣環境影響預測方法是通過建立數學模型來模擬各種氣象條件、地形條件下的污染物在大氣中輸送、擴散、轉化和清除等物理、化學機制。

大氣環境影響預測的步驟一般為：

（1）確定預測因子。

（2）確定預測範圍。

（3）確定計算點。

（4）確定污染源計算清單。

（5）確定氣象條件。

（6）確定地形數據。

（7）確定預測內容和設定預測情景。

（8）選擇預測模式。

（9）確定模式中的相關參數。

（10）進行大氣環境影響預測與評價。 ^[3] 

為進一步改善大氣環境質量提供技術支撐，主要有：

綜合抑塵技術：揚塵是城市空氣中的主要污染物之一，危及環境和人體健康，已成為城市污染治理的難題。有柏美迪康生物納膜抑塵技術、雲霧抑塵技術及濕式除塵技術等一批綜合抑塵關鍵技術。

生物納膜抑塵技術是在粉塵產生的源頭加入生物納膜，生物納膜是層間距達到納米級的雙電離層膜，具有原子能級的特殊結構，且活性極高，遇見其他分子時能很快結合，可有效聚合包括吸入性粉塵在內的工業及建築粉塵，使粉塵聚合顆粒具有穩定化的表面與界面效應，從而實現粉塵的快速沉降，抑制整個生產線的粉塵產生。

雲霧抑塵技術、噴霧除塵是最有效的除塵方式之一。噴霧除塵裝置會產生水霧，水霧與空氣中的粉塵顆粒結合，形成粉塵和水霧的團聚物，受重力作用而沉降下來。體積太大的水霧顆粒排擠了含塵的空氣，受擾流影響，不易與粉塵顆粒產生碰撞，和粉塵微細顆粒凝聚的可能性微乎其微；而太小的水霧顆粒容易蒸發，也無法捕捉粉塵。體積相同或相近的水霧顆粒和粉塵顆粒碰撞的概率高，水霧顆粒與粉塵顆粒碰撞並凝聚，形成團聚物，團聚物不斷變大變重，直至最後自然沉降，達到消除粉塵的目的。雲霧抑塵技術配套設備能夠連續或間斷地自動噴灑雲狀離子云霧，有效噴射距離遠，抗風能力強，形成一道捕捉、團聚粉塵的高效能雲霧防塵牆，霧滴微細，耗水量很低，不影響後續工藝和成品的外觀、質量，也延長了生產設備的使用壽命。

濕式收塵技術是通過壓降來吸收附着粉塵顆粒的空氣，在離心力以及水與粉塵氣體混合的雙重作用下除塵，可以高效地處理各種材料和尺寸的粉塵，包括微米級的細微顆粒物。採用獨特的葉輪設計能夠產生更高的壓降和空氣流速，從而提供更高的除塵效率。排風扇的設計也經過了充分估算，確保滿足系統升級和提供更高壓降的需求。濕式收塵技術的配套設備能提供人工清除、自動清淤、連續排污3種淤泥輸出方式，獨特設計的擋板可以去除殘留在空氣中的水滴，而且通過改變擋板高度，可以靈活調整除塵效率。在使用過程中，能夠根據粉塵顆粒尺寸來確定所需最小壓降及適合的功率，實現高效除塵和低成本的最優化組合。 ^[4-5] 

大氣是無色、無味、透明的氣體，但是它也和其它物質一樣，具有一定的重量。據測定，在零攝氏度和一個標準大氣壓下，空氣的密度為0.00129克/立方厘米。

濕度是表示大氣中水汽含量的多少或大氣潮濕的程度，表示濕度的大小有以下幾種方法：水汽壓、絕對濕度、相對濕度和露點。

大氣具有重量，那麼它就必然存在着壓力。我們把單位面積上所承受大氣柱的重量稱為大氣壓強，即氣壓。氣壓通常有兩種表示方法：即毫米和毫巴。在標準狀態下，當時的大氣壓強與760毫米水銀柱所產生的壓強相等，而760毫米氣壓又相當於1013.25毫巴。 晴朗的天空為什麼呈現藍色.

太陽光射入大氣後，遇到大氣分子和懸浮在大氣中的微粒就會發生散射。這些大氣分子就變成了一個散射光的光源。它們向四面八方發出光來。在太陽光譜中，波長較短的如紫、藍、青等顏色的光波最容易被大氣分子和微粒散射出來。波長較長的如紅、橙、黃等顏色的光波透射力最強，它們能透過大氣分子而保持原來的前進方向。這樣光波的分離作用就此發生了，而顏色也就出現了。

在炎熱的夏季或沙漠地區，當近地面的空氣受到太陽的猛烈照射時，温度升得很高，空氣密度變小了，而上層的空氣仍然比較冷，空氣密度 ^[1]  也大，這樣由遠方物體各點所投射的光線在穿過不同密度的空氣層時，就要向遠離法線的方向折射。當光線快射到地球表面時，就會發生全反射，於是遠處物體上下各點所投射的光線就沿下凹的路徑到達觀察者眼中，出現“海市蜃樓”。而在地面逆温較強的地區，尤其是在冷海面或極地冰雪覆蓋的地區，由於底層空氣密度很大，而上層空氣密度很小，這種上疏下密的空氣就能使物體投射的光線經過它產生折射和全反射現象，以致出現“海市蜃樓”的景象。

酸雨是呈現酸性的雨水，有時酸雨的酸性較強，落到人的身上，往往會使人有灼痛之感，酸雨是一種災害性較強的雨水，它往往給自然界造成嚴重的生態破壞，並直接威脅着動、植物的生存，酸雨是由於工廠大量燃燒石油、天然氣，排放出大量的二氧化碳和含有硫、氮和氧化物，進入到大氣中後，在空中發生化學反應所形成的碳酸和硝酸，隨着雨水一起降落到地面而形成的。

暈是日、月光通過卷層雲時，受到冰晶的折射或反射而形成的，當光線射入卷層雲中的冰晶後，經過兩次折射，分散成不同方向的各色光，實際上，有卷層雲時，天空飄浮無數的冰晶，在太陽周圍的同一圓圈上的冰晶，都能將同顏色的光折射到我們的眼睛裏來而形成內紅外紫的暈環。 天空中有由冰晶組成的卷層雲時，往往在日、月周圍會出現一個或兩以上以日、月為中心、內紅外紫的彩色光環，有時還會出現很多彩色或白色的光點和光弧，這些光環。光點和光弧統稱為暈。

氣壓隨着大氣高度而變化，這是因為空氣本身是具有重量的，而地球對物質又具有引力作用，且中心距離越近，引力也越大。所以大氣愈接近場面愈密集，愈向高空愈稀薄，氣壓也隨着氣温的變化而變化，這是因為氣體具有熱脹冷縮作用，氣温低，氣體收縮，密度增加，氣壓增大，相反，氣温高，氣體膨脹，密度減小，所以氣壓也減小。

雲按照高度分類通常可分為四大類型；即高雲、中雲、低雲和直展雲，高雲的雲層高度在六千米以上，通常又分為捲雲、卷層雲、卷積雲；中雲雲底高度在二千五百米至六千米之間，一般分為高層雲和高積雲；低云云底高度低於二千五百米，又分為層積雲、層雲和雨層雲；直展云云底高度低於二千五百米，有積雲和積雨之分。 積雨雲：雲濃而厚，雲體龐大如聳立高山，頂部開始凍結，輪廓模糊，有的有毛絲般纖維結構，底部十分陰暗，常有雨幡、碎雨雲。

作物內部都是由許許多多的細胞組成的，作物內部細胞與細胞之間的水分，當温度降到攝氏零度以下時就開始結冰，從物理學中得知，物體結冰時，體積要膨脹。因此當細胞之間　的冰粒增大時，細胞就會受到壓縮，細胞內部的水分被迫向外滲透出來，細胞失掉過多的水分，它內部原來的膠狀物就逐漸凝固起來，特別是在嚴寒霜凍以後，氣温又突然回升，則作物滲出來的水分很快變成水汽散失掉，細胞失去的水分沒法復原，作物便會死去。

大氣為什麼會運動、是什麼力量驅使它運動的呢，原因是錯綜複雜的。水平的風，垂直的升降氣流，不規則的亂流運動，都各有其複雜的成因。這裏先就風的成因談起吧。自從十七世紀出現了氣壓表，指出空氣有重量因而有壓力這個事實以後，為人們尋找風的奧秘提供了開竅的鑰匙。十九世紀初，有人根據各地氣壓與風的觀測資料，畫出了第一張氣壓與風的分佈圖。這種圖不僅顯示了風從氣壓高的區域吹向氣壓低的區域，而且還指明瞭風的行進路線並不直接從高氣壓區吹向低氣壓區，而是一個向右偏斜的角度。一百多年來，人們抓住氣壓與風的關係這一條從實踐中得來的線索，進一步深入探究，總結出一套比較完整的關於風的理論。風朝什麼地方吹，為什麼風有時候刮起來特別迅猛有勁，而有時候卻懶散無力，銷聲匿跡，這完全是由氣壓高低、氣温冷暖等大氣內部矛盾運動的客觀規律在支配着的。人們不僅用這種規律來解釋風的起因，而且還用這些規律來預測風的行蹤。 地球上任何地方都在吸收太陽的熱量，但是由於地面每個部位受熱的不均勻性，空氣的冷暖程度就不一樣，於是，暖空氣膨脹變輕後上升；冷空氣冷卻變重後下降，這樣冷暖空氣便產生流動，形成了風。在氣象上，風常指空氣的水平運動，並用風向、風速（或 ^[1]  風力）來表示。風向指風的來向，一般用16個方位或360度來表示。以360度表示時，由北起按順時針方向量度。風速指的是單位時間內空氣的行程，常以米/秒、公里/小時、海里/小時來表示。1805年，英國人F.蒲福根據風對地面（或海面）物體的影響，幾經修改後，得出了風力等級表。 風級 名稱 風速（米）* 陸地物象 海面波浪 浪高（米）

0 無風 0.0-0.2 煙直上 平靜 0.0

1 軟風 0.3-1.5 煙示風向 微波峯無飛沫 0.1

2 輕風 1.6-3.3 感覺有風 小波峯未破碎 0.2

3 微風 3.4-5.4 旌旗展開 小波峯頂破裂 0.6

4 和風 5.5-7.9 吹起塵土 小浪白沫波峯 1.0

5 勁風 8.0-10.7 小樹搖擺 中浪折沫峯羣 2.0

6 強風 10.8-13.8 電線有聲 大浪到個飛沫 3.0

7 疾風 13.9-17.1 步行困難 破峯白沫成條 4.0

8 大風 17.2-20.7 折毀樹枝 浪長高有浪花 5.5

9 烈風 20.8-24.4 小損房屋 浪峯倒卷 7.0

10 狂風 24.5-28.4 拔起樹木 海浪翻滾咆哮 9.0

11 暴風 28.5-32.6 損毀普遍 波峯全呈飛沫 11.5

12 颶風 32.7- 摧毀巨大 海浪滔天 14.0

注：本表所列風速是指平地上離地10米處的風速值

極光是一種大氣光學現象。當太陽黑子、耀斑活動劇烈時，太陽發出大量強烈的帶電粒子流，沿着地磁場的磁力線向南北兩極移動，它以極快的速度進入地球大氣的上層，其能量相當於幾萬或幾十萬顆氫彈爆炸的威力。由於帶電粒子速度很快，碰撞空氣中的原子時，原子外層的電子便獲得能量。當這些電子獲得的能量釋放出來，便會輻射出一種可見的光束，這種迷人的色彩就是極光。地球的兩極有兩個大磁場，帶 ^[1]  電粒子流受地球磁場的影響，飛行路線就要向兩極偏轉，兩極地區形成的粒子流較中緯度更多，在高緯度地區人們能觀察到極光的機會更多些。出現於北極的叫北極光，出現於南極的叫南極光。極光通常有帶狀、弧狀、幕狀或放射狀等多種形狀。由於空氣中含有氫、氧、氮、氦、氖、氬等氣體，在帶電粒子流的作用下，各種不同氣體便發出不同的光。比如氖氣發出紅光，氬氣發出藍光，……因此極光的顏色也是豐富多彩、變幻無窮的。極光往往突然出現，連續一段時間以後又突然消失。在瑞典、挪威、前蘇聯和加拿大北部，一年可以看到100次左右的極光，出現的時間大多在春季和秋季。在加拿大北部的赫德森灣地區，每年見到的極光多達240次左右。中國最北部的黑龍江省漠河地區，人們常常可以看到五彩斑斕北極光。

在炎熱的夏季或沙漠地區，當近地面的空氣受到太陽的猛烈照射時，温度升得很高，空氣密度變小了，而上層的空氣仍然比較冷，空氣密度也大，這樣由遠方物體各點所投射的光線在穿過不同密度的空氣層時，就要向遠離法線的方向折射。當光線快射到地球表面時，就會發生全反射，於是遠處物體上下各點所投射的光線就沿下凹的路徑到達觀察者眼中，出現“海市蜃樓”。而在地面逆温較強的地區，尤其是在冷海面或極地冰雪覆蓋的地區，由於底層空氣密度很大，而上層空氣密度很小，這種上疏下密的空氣就能使物體投射的光線經過它產生折射和全反射現象，以致出現“海市蜃樓”的景象。

虹：是光線以一定角度照在水滴上所發生的折射、分光、內反射、再折射等造成的大氣光象，光線照射到雨滴後，在雨滴內會發生折射，各種顏色的光發生偏離、其中紫色光的折射程度最大，紅色光的折射最小，其它各色光則介乎於兩者之間，折射光線經雨滴的後緣內反射後，再經過雨滴和大氣折射到我們的眼裏，由於空氣懸浮的雨滴很多，的所以當人們仰望天空時，同一弧線上的雨滴所折射出的不同顏色的光線角度相同，於是我們就看到了內紫外紅的彩色光帶，即彩虹。霓：有時在虹的外側還能看到第二道虹，光彩比第一道虹稍淡，色序是外紫內紅。稱為副虹或霓。霓和虹的不同點僅僅大於光線在雨點內產生二次內反射，因此光線通過雨滴後射到我們眼簾時，光弧色帶就與虹正好相反。 大氣的重量、濕度、壓力。

減少大氣中的CO2，現最切實可行的辦法是廣泛植樹造林，加強綠化；停止濫伐森林。用太陽光的光合作用大量吸收和固定大氣中的CO2。

減少並逐步禁止氟氯烴等消耗臭氧層的物質的排放，積極研製新型的製冷系統.

我們知道礦物燃料燃燒排放出來的硫氧化物、氫氧化物以及它們的鹽類，是形成酸雨的主要原因，因此，減少人為硫氧化合物和氮氧化合物的排放是最根本的途徑。

1 制定嚴格的大氣環境質量標準，限制固定污染源和汽車污染源的排放量，加強排放控制地的管理。

2 調整能源結構，增加無污染或少污染的能源比例，發展太陽能、核能、水能、風能、地熱能等不產生酸雨污染的能源。

3 積極開發利用煤炭的新技術，推廣煤炭的淨化技術、轉化技術，改進燃煤技術，改進污染物控制技術，採取煙氣脱硫、脱氮技術等重大措施。

4 加強大氣污染的監測和科學研究，及時掌握大氣中的硫氧化物和氮氧化物的排放和遷移狀況，瞭解酸雨的時空變化情況和發展趨勢，以便及時採取對策。

5 調整工業佈局，改造污染嚴重的企業，改進生產技術，提高能源利用率，減少污染排放量。

6 地球是全人類共同的家園。大氣環境不分國界不分種族，人類共享。