第二章大氣環(huán)境

環(huán)境學(xué)概論山東師范大學(xué)人口·資源與環(huán)境學(xué)院王曉鳳

參考書目《環(huán)境保護概論》高等教育出版社，林肇信編《環(huán)境科學(xué)概論》高等教育出版社，楊志峰編《環(huán)境學(xué)導(dǎo)論》清華大學(xué)出版社，何強編《環(huán)境學(xué)》

高等教育出版社，左玉輝編大氣、水、生態(tài)等污染方面的書參考書1《環(huán)境導(dǎo)論》王淑瑩高春娣編.中國建筑工業(yè)出版社.2004.北京2《現(xiàn)代環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論》盛連喜主編.化學(xué)工業(yè)出版社.2003.北京3《環(huán)境科學(xué)概論》楊志峰等編.高等教育出版社.2004.北京4《環(huán)境學(xué)概論》（第二版）劉培桐主編.高等教育出版社.2004.北京5《環(huán)境學(xué)基礎(chǔ)》鞠美庭主編.化學(xué)工業(yè)出版社.2004.北京6《環(huán)境學(xué)導(dǎo)論》何強等主編.清華大學(xué)出版社.1993.北京7《環(huán)境生態(tài)學(xué)》程勝高等主編.化學(xué)工業(yè)出版社.2002.北京參考網(wǎng)站

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環(huán)境控制學(xué)環(huán)境監(jiān)測學(xué)環(huán)境工程學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)環(huán)境倫理學(xué)環(huán)境法學(xué)環(huán)境心理學(xué)環(huán)境教育學(xué)環(huán)境管理學(xué)環(huán)境經(jīng)濟學(xué)第二章大氣環(huán)境教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)大氣概述第二節(jié)大氣污染和污染物第三節(jié)大氣環(huán)境中污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化第四節(jié)大氣污染物的擴散第五節(jié)大氣污染控制第六節(jié)全球變化我們離不開大氣，如同魚兒離不開水。一、大氣的成分1、N2、O2等氣體3、冰晶和固體微粒（如塵埃、花粉）2、水滴（如云滴、霧滴）沒有水汽和懸浮物的空氣稱為干潔空氣，性質(zhì)穩(wěn)定第一節(jié)大氣概述源于土壤、巖石風(fēng)化、火山爆發(fā)、宇宙塵埃、植物花粉及海水飛沫等。來自海水蒸發(fā)，江河、湖泊水蒸發(fā)，土壤、植物的蒸騰作用?？臻g和季節(jié)變化。99.9%大氣組分恒定組分——氮78.09%、氧20.94%、氬0.93%和微量的氖、氦、氪、氙99%

可變組分——CO20.033%、H2O0-4%，含量隨地區(qū)、季節(jié)、氣象以及人們生活和生產(chǎn)活動的影響而變化。

不定組分——自然界的火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海嘯、地震等暫時性的災(zāi)害所引起。塵埃、硫化氫、硫氧化物、氮氧化物、重金屬鹽類、惡臭氣體、有毒有害氣體等，是人類社會的生產(chǎn)活動和環(huán)境管理不善等人為因素造成。大氣組成下面給大家介紹一些與環(huán)境問題有關(guān)的大氣成分二氧化碳：來源：呼吸作用，有機體的燃燒與分解?，F(xiàn)狀：在大氣中的含量有增加的趨勢。影響：強烈吸收地面的長波輻射，引起溫室效應(yīng)的加劇。臭氧：來源：高空通過光化作用，低空通過閃電或有機物氧化及高空傳輸。作用：能大量吸收太陽紫外線，使地面生物免受過量紫外線的灼傷。分布：自然大氣中含量很少。隨高度分布不均勻，也隨緯度和時間而異。水汽：來源：海洋和地面蒸發(fā)與植物蒸騰。分布：隨時間、地點變化很大。在鉛直方向，一般隨高度增加而減少。影響：形成云、霧、雨、雪等大氣現(xiàn)象。對生物的生長和發(fā)育有重要影響。微粒：種類：固體微粒與液體微粒。影響：影響太陽輻射傳輸，使能見度變低，有的能起凝結(jié)核的作用。高度（km）二、大氣的分層每升高100m降低0.65℃

N2O2ArCO2NeHeKrH2XeO3越往上氧、氦等氣體的原子態(tài)越多紫外線的強烈照射，N2和O2產(chǎn)生不同程度的離解低層大氣：摩擦層或邊界層自由大氣層：雨、雪、冰雹多現(xiàn)大氣邊界層：在對流層下部靠近下墊面的1.2-1.5公里范圍內(nèi)的薄層大氣。由于貼近地面，空氣運動受到地面摩擦作用影響，又稱摩擦層。大氣邊界層的主要特征：湍流運動、風(fēng)、溫度的垂直分布對流層的特點：（1）氣溫隨高度升高而遞減，每升高100m降低0.65℃

（2）地面空氣受熱膨脹上升，冷空氣下降，形成對流（3）密度大，3/4大氣總質(zhì)量集中在此層O3O3==O+O2O+O2==O3+放熱紫外線平流層特點（1）無對流，平流（2）空氣稀薄、干燥、水汽、塵埃少，透明度好，少云、雪等。中間層特點：（1）強烈的垂直運動（2）氣溫隨高度增加而下降。越往上氧、氦等氣體的原子態(tài)越多（2）紫外線的強烈照射，N2和O2產(chǎn)生不同程度的離解，又叫電離層熱成層特點：（1）吸收太陽輻射的紫外光，氣體溫度隨高度升高而升高散逸層特點：（1）發(fā)生電離（2）氣體及微粒能夠被撞出地球重力場進入太空散逸。第二節(jié)大氣污染大氣污染的定義起源于對有害影響的觀察，即若大氣污染物達到一定濃度，并持續(xù)足夠的時間，達到對公眾健康、動植物、材料、大氣特性或環(huán)境美學(xué)產(chǎn)生可以測量的影響，就是大氣污染。這種定義方法在很大程度上是基于傳統(tǒng)的公害概念，現(xiàn)在又有新的延伸。例如，大量能量（如熱能）釋放進入大氣引起不良影響，人類活動導(dǎo)致大氣中某些組分變化產(chǎn)生的危害等也歸入了大氣污染的范疇。干潔大氣成分穩(wěn)定，但是人為、自然的原因使大氣組分發(fā)生變化。大氣輸入輸出某種物質(zhì)濃度升高大氣污染的發(fā)生？自然源人為源化學(xué)、物理、生物反應(yīng)直接或者間接對人體、生物或材料造成急、慢危害大氣污染源：指向大氣環(huán)境中排放有害物質(zhì)或?qū)Υ髿猸h(huán)境產(chǎn)生有害影響的場所、設(shè)備和裝置。一、大氣污染源及污染物污染源天然源：自然界自行向大氣環(huán)境排放污染物的污染源。人為源：人類的生產(chǎn)活動和生活活動所形成的污染源?；鹕剑篠O2、H2S、CO2、CO、HF、山灰雷電造成森林大火：CO2、CO、SO2、NO2、HC自然塵：風(fēng)砂、土壤塵海浪飛沫：顆粒物硫酸鹽、亞硫酸鹽燃煤汽車空調(diào)（一）大氣污染源人為源：1、燃料燃燒：煤、石油、天然氣等CO、CO2、SO2、NOx、有機化合物、煙塵2、工業(yè)生產(chǎn)排放：

石油化工、有色金屬冶煉、酸堿鹽化、鋼鐵工業(yè)

SO2、H2S、CO2、NOx、氟化物、HCl、氰化物、酚、苯類、烴類3、交通運輸：汽車、飛機、輪船燃?xì)猓篊O、NOx、HC、含氧有機化合物、硫氧化物、鉛化合物4、農(nóng)業(yè)活動：農(nóng)藥、施肥（N肥）幾個概念固定式污染源：污染物從固定地點排出。

工業(yè)、家庭灶移動式污染源：污染物從流動源排出。

交通工具點源污染：排放污染物的空間集中在一點或一個可當(dāng)作一點的小范圍排放污染物。例如：煙囪面源污染：在一個大面積范圍排放污染物。

例：農(nóng)業(yè)氮肥過量使用造成地下水污染（二）大氣污染物：由于人類活動或自然過程排入大氣，并對人和環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。按形成過程，分為一次污染物和二次污染物直接由污染源排放的污染物進入大氣的一次污染物之間或與正常

大氣組分發(fā)生反應(yīng)，以及在太陽輻射下引起光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的新的污染物，它常比一次污染物對環(huán)境和人體的危害更為嚴(yán)重。按存在狀態(tài)，分為顆粒物和氣態(tài)污染物常表示為總懸浮微粒物（TSP）、飄塵和降塵、可吸入粒子（IP）。主要有一次污染物：SO2、H2S

、NO、NH3

、CO、CO2

、HF、HCl

、C1—C12化合物。二次污染物：SO3、H2SO4、MSO4

、NO2、MNO3

、醛類、酮類、酸類。

其粒徑絕大多數(shù)在100μm以下，其中多數(shù)在10μm以下。它是分散在大氣中的各種粒子的總稱，也是目前大氣質(zhì)量評價中的一個通用的重要污染指標(biāo)。

飄塵指可在大氣中長期飄浮的懸浮物，分為PM10（粒徑<10μm）和PM2.5（粒徑<2.5μm）。PM10可以通過呼吸道進入人體，從而對人體健康產(chǎn)生危害，PM2.5的危害則更為嚴(yán)重。

降塵是指用降塵罐采集到的大氣顆粒物,一般直徑大于30μm，由于其自身的重力作用會很快沉降下來。單位面積的降塵量可作為評價大氣污染物程度的指標(biāo)之一。1、氣溶膠狀態(tài)污染物形態(tài)分散質(zhì)粒徑(μm)形成特征主要效應(yīng)輕霧(mist)水滴>40霧化、冷凝過程凈化空氣濃霧(fog)液滴<10霧化、蒸發(fā)、凝結(jié)和凝聚過程降低能見度，有時影響人體健康粉塵(fume)(氣)固、液微粒0.01～1蒸發(fā)、凝聚、升華等過程，一旦形成很難分散影響能見度煙(smoke)固體微粒<1升華、冷凝、燃燒過程降低能見度、影響人體健康煙霧(smog)液滴和固體微粒<1冷凝過程、化學(xué)反應(yīng)同上煙炱（tai）(soot)氣體微粒-0.5燃燒、升華、冷凝過程影響人體健康霾(haze)液滴固粒<1凝聚過程、化學(xué)反應(yīng)濕度小時有吸水性，其它同煙顆粒物形態(tài)及其主要形成特征SO2、SO3，含硫燃料的燃燒、硫化物礦石的焙燒、冶煉、火力發(fā)電廠、有色金屬冶煉廠、硫酸廠、煉油廠和所有燒煤或油的工業(yè)鍋爐、爐灶SO2氧化-SO3結(jié)合水分子-H2SO4氣溶膠-MSO4

無機硫：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2有機硫：CH3CH2CH2CH2SHH2S+2H2+2C+C2H42H2S+3O32H2O+2SO2硫酸鹽：非可燃性硫，殘存于灰中2、硫氧化合物NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5等氮氧化物的總稱。造成大氣污染的NOx主要是指NO和NO2。大氣中NOx的人為源主要是燃料的燃燒。2/3汽車、1/3固定源燃燒產(chǎn)生的NOx主要是NO。一般假定燃燒產(chǎn)生的NOx中NO占90%。

3、氮的氧化物燃料燃燒形成NOx的類型（1）燃料型：燃料中含有的氮的化合物在燃燒過程中氧化成NOx。（2）溫度型：燃燒時空氣中的N2在高溫（>2100度）下氧化生成NOx。NOx的人為源鏈反應(yīng)機制：高溫裂解NOx的天然源：生物源（1）由生物體腐爛形成的硝酸鹽，經(jīng)細(xì)菌作用產(chǎn)生的NO及隨后緩慢氧化形成的NO2；（2）生物源產(chǎn)生的N2O氧化形成NOx；（3）有機體中的氨基酸分解產(chǎn)生的氨經(jīng)OH自由基氧化形成的NOx。大氣中的NOx最終轉(zhuǎn)化為HNO3和硝酸鹽微粒，經(jīng)濕沉降和干沉降從大氣中除去。NOx的人為源與天然源各占一半。4、碳的氧化物

（1）CO：人為源：CO是在燃料不完全燃燒時產(chǎn)生。80%汽車，家庭爐灶、工業(yè)燃煤鍋爐、煤氣加工等工業(yè)過程。（O2不足）CO+O2→CO2非常慢，因為CO之間是三鍵CO的天然源：CH4（生命有機體分解產(chǎn)生的）的轉(zhuǎn)化：海水中CO的揮發(fā)、植物排放物的轉(zhuǎn)化、植物葉綠素的光解。（2）CO2：人為源：礦物燃料的燃燒天然源：海洋脫氣，甲烷轉(zhuǎn)化，動植物呼吸5、碳?xì)浠衔铮℉C）

通常是指C1～C8可揮發(fā)的所有碳?xì)浠衔?，又稱烴類。它是形成光化學(xué)煙霧的前體物。CH4在大氣中占80-85%。CH4：厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過程，自然界的淹水土體，如水稻田，原油和天然氣的泄漏都會釋放出相當(dāng)量的CH4

。非甲烷烴：自然界值物釋放的萜烯類化合物，汽油燃燒，焚燒，溶劑蒸發(fā)，石油蒸發(fā)和運輸損耗，廢物提煉。占人為排放量的95.8%。6、其他污染物含鹵素化合物：鹵代烴，甲基氯，氯氟烴類或稱氟利昂，氯氣(Cl2)和氯化氫(HCl)，氟化物。硫酸煙霧：SO2在相對濕度高、氣溫低、有顆粒氣溶膠存在時產(chǎn)生的。光化學(xué)煙霧：一種含有碳?xì)浠衔锖蚇Ox等一次污染物的城市大氣，由于日光輻射而發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，所產(chǎn)生的生成物（二次污染物）與反應(yīng)物的特殊混合物。二、大氣污染類型1、根據(jù)污染物的性質(zhì)劃分：還原型（煤炭型）：以使用煤炭和石油為燃料的地區(qū)。SO2、CO、顆粒物等

特點：一次性污染物在低空聚集，生成還原性煙霧。

氧化型（汽車尾氣型）：以使用石油為燃料的地區(qū)。CO、NOx、HC

一次性污染物能引起光化學(xué)反應(yīng)生成二次性污染物（O3、醛類、酮類、過氧乙酰硝酸酯等）。具有強氧化特性。2、根據(jù)燃料性質(zhì)和大氣污染物的組成劃分：（1）煤炭型：煤炭燃燒（2）石油型：汽車排氣、石油冶煉及石油化工廠的排放（3）混合型：煤炭和石油的燃燒（4）特殊型：有關(guān)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)排放的特殊氣體所造成的局部小范圍的污染。3、按污染范圍分為：局部地區(qū)的大氣污染區(qū)域性大氣污染廣域性大氣污染全球性大氣污染。（一）煤煙型污染主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和微粒物質(zhì)，它們遇上低溫、高濕的陰天，且風(fēng)速很小并伴有逆溫存在的情況時，一次污染物擴散受阻，易在低空聚積，生成還原型煙霧。倫敦?zé)熿F事件幾種典型的大氣污染（二）交通型污染污染源主要是機動車（汽油車和柴油車）和機動船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相對濕度較低的夏季睛天，交通污染嚴(yán)重的地區(qū)可能會出現(xiàn)典型的二次污染——光化學(xué)煙霧。它對人體、動植物、材料均會產(chǎn)生破壞作用，并且嚴(yán)重影響大氣能見度。洛杉磯光化學(xué)煙霧酸雨（三）酸沉降污染

它是指大氣中的酸通過降水（如雨、霧、雪）遷移到地表，或在含酸氣團氣流的作用下直接遷移到地表。引起酸沉降的主要物質(zhì)是人為和天然排放的SOX（SO2和SO3）和NOX（NO和NO2），其天然源一般是全球分布的，而人為排放的SOX和NOX則具有地區(qū)性分布的特點。（一）大氣污染對人體健康的危害（二）大氣污染對植物的危害（三）大氣污染對材料的危害（四）大氣污染對環(huán)境的危害三、大氣污染的危害（一）大氣污染對人體健康的危害A、呼吸道吸入；B、隨食物和飲水?dāng)z入；C、體表接觸侵入。1、大氣顆粒物4、氮氧化物5、光化學(xué)氧化劑3、一氧化碳2、二氧化硫顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置；化學(xué)組成決定沉積位置上對組織的影響。損害肝臟。且由于SO2通常與多種污染物共存，吸入之后產(chǎn)生的復(fù)合作用危害更大。NO2對呼吸器官有刺激性，可引起肺水腫、慢性支氣管炎等疾病，若與SO2共存，則危害更重。所有大氣污染物中散布最廣的一種，嚴(yán)重阻礙血液輸氧，引起缺氧中毒。臭氧：對鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運動時吸入則更嚴(yán)重。（二）大氣污染對植物的危害損害植物酶的功能組織；影響植物新陳代謝的功能；破壞原生質(zhì)的完整性和細(xì)胞膜。此外，還會損害根系生長及其功能；減弱輸送作用與導(dǎo)致生物產(chǎn)量減少。（三）大氣污染對材料的危害大氣污染可使建筑物、橋梁、文物古跡和暴露在空氣中的金屬制品及皮革、紡織等物品發(fā)生性質(zhì)的變化，造成直接和間接的經(jīng)濟損失。（四）大氣污染對大氣環(huán)境的危害大氣污染會導(dǎo)致降水的增加或減少，它對降水化學(xué)的影響表現(xiàn)在酸性化合物的輸入，即出現(xiàn)酸雨。大氣污染還會產(chǎn)生全球性的影響：大氣中CO2等溫室氣體濃度增加導(dǎo)致的全球變暖、人們大量生產(chǎn)氟氯烴化合物等導(dǎo)致的臭氧層耗竭等。室內(nèi)空氣污染污染原因：建筑材料及裝潢材料、涂料中有害物質(zhì)的揮發(fā)、人們不健康的生活習(xí)慣。苯、甲醛、氡多開窗換氣，戒煙，正確使用家庭化學(xué)劑，增加戶外活動，擺放室內(nèi)花卉植物第三節(jié)大氣環(huán)境中污染物的轉(zhuǎn)化污染源排放進大氣中的污染物，在擴散、輸送過程中，由于其自身的物理、化學(xué)性質(zhì)的影響和陽光、溫度、濕度等條件的影響，在污染物之間，以及他們與空氣原有組分之間進行化學(xué)反應(yīng)，形成新的二次污染物，這一反應(yīng)過程稱為大氣污染的化學(xué)轉(zhuǎn)化。包括光化學(xué)過程和熱化學(xué)過程。一、大氣光化學(xué)特性二、硫氧化物在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化(Z)三、氮氧化物在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化(Z)四、大氣污染“光化學(xué)煙霧”的形成(Z)

一、大氣光化學(xué)特性

（一）光輻射特點（二）光化學(xué)特性

（一）光輻射特點

紫外光區(qū)：波長<380nm可見光區(qū)：波長380-760nm近紅外區(qū)：波長760-2000nm遠(yuǎn)紅外區(qū)：波長>2000nm光子：一個電子在兩個能級之間作一次躍遷所發(fā)射出的電磁波。輻射：當(dāng)一個電子降到較低能級時所發(fā)出的能量。光化輻射：波長>=380nm的光稱為光化輻射。（二）光化學(xué)特性光化學(xué)反應(yīng)：一個原子、分子、自由基或離子吸收一個光子所引發(fā)的反應(yīng)。一、大氣光化學(xué)特性二、硫氧化物在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化三、氮氧化物在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化四、大氣污染“光化學(xué)煙霧”的形成1、光化學(xué)氧化:直接光化學(xué)氧化：在低層大氣中，吸收陽光中大于290nm的吸收光譜，進行躍遷，生成單重態(tài)或三重態(tài)的SO2，進一步反應(yīng)生成SO3。間接光化學(xué)反應(yīng)：與強氧化性自由基反應(yīng)而被氧化。2、催化氧化：在催化劑作用下，氧化成SO3，然后吸水，溶解成H2SO4。(一)SO2的氧化SO2直接光化學(xué)氧化SO2間接光化學(xué)氧化：與強氧化性自由基反應(yīng)而被氧化。SO2的催化氧化：在催化劑作用下，氧化成SO3，然后吸水，溶解成H2SO4。催化劑包括：某些金屬鹽，例Mn和Fe的硫酸鹽和氯化物，常以微粒懸浮在空氣中。(NH4)2SO4氣溶膠顆粒物的形成：CS2、H2S、COS、CH3SCH3被氧化成SO2。對波長>=290nm區(qū)域的吸收很小，光解不予考慮。氧化反應(yīng)是主要的。OH、NO3(二)低價硫化物的氧化一、大氣光化學(xué)特性二、硫氧化物在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化三、氮氧化物在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化四、大氣污染“光化學(xué)煙霧”的形成NO2的光化學(xué)反應(yīng)：產(chǎn)生O3。

NO2+hvNO+O*O*+O2+MO3+MO3是光化學(xué)煙霧的主要污染物質(zhì)。

O3+NONO2+O2

O3

濃度取決于NO與NO2濃度比NO2的光化學(xué)氧化產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的第一步NO2的化學(xué)反應(yīng)NO2與OH的反應(yīng)：是氣態(tài)HNO3的主要來源NO2+OH——HONO2NO2與O3的反應(yīng)：是大氣中NO3的主要來源：NO2與NO3的反應(yīng)：生成N2O5亞硝酸的化學(xué)反應(yīng)，光解反應(yīng)是OH的主要來源之一，兩種來源，①OH與NO作用②NO2、NO吸水生成。NO2的化學(xué)氧化HNO2是可與仲胺生成致癌物質(zhì)M亞硝酸（HONO）的化學(xué)反應(yīng)HONO的生成反應(yīng)當(dāng)發(fā)現(xiàn)有催化表面（例如容器壁）存在時，HONO已發(fā)現(xiàn)開始生成。由于室內(nèi)取暖及炊事活動，NO2可以生成，因此HONO可以成為室內(nèi)二次污染物。這個現(xiàn)象值得注意，因為已知HONO可與仲胺反應(yīng)生成致癌物亞硝酸鹽胺。HNO3的化學(xué)反應(yīng)光解慢、沉降快。溶解度高，水吸收過程快，對酸雨的形成貢獻最大。25℃，RH<62%時，NH4NO3以固體存在25℃，RH>62%時，以液態(tài)存在大氣中RH<62%時，氣態(tài)HNO3和NH3與NH4NO3固體粒子共存大氣中RH>62%時，氣態(tài)HNO3和NH3與液態(tài)NH4NO3共存RH：RockwellHardness洛氏硬度光化學(xué)煙霧：含有氮氧化物和烴類的大氣，在陽光中紫外線照射下發(fā)生反應(yīng)所產(chǎn)生的產(chǎn)物及反應(yīng)物的混合物被稱為光化學(xué)煙霧。四、大氣污染“光化學(xué)煙霧”的形成

(Z)光化學(xué)煙霧的日變曲線光化學(xué)煙霧的形成機理美國加利福尼亞大學(xué)的哈根－施密特(Haggen-Smit)根據(jù)煙霧箱模擬曲提出光化學(xué)煙霧的形成機理。基傳遞反應(yīng)引發(fā)反應(yīng)終止反應(yīng)烷過氧烷基醛過氧酰基過氧乙酰硝酸酯燃料燃燒產(chǎn)生NO2光解NO向NO2的轉(zhuǎn)化（O3的生成）——形成“光化學(xué)煙霧”的關(guān)鍵：因為NO、N2、O2、CO、C3H6都不吸收紫外輻射，只有NO2吸收紫外輻射。碳?xì)浠衔锸钱a(chǎn)生“光化學(xué)煙霧”的主要成分醛類、O3和過氧乙酰硝酸酯（PAN）系列等二次污染物的形成是“光化學(xué)煙霧”的最終產(chǎn)物。光化學(xué)煙霧的形成過程地理條件：太陽輻射強（提供290-430nm光輻射）；天氣晴朗高溫、低濕；逆溫、無風(fēng)（有利于污染物在地面聚集）。污染源條件：以石油為動力的燃料工廠；汽車排氣污染物：NONO2，RH醛、酮、PAN、O3生成。光化學(xué)煙霧的形成條件對人體健康的危害：刺激眼睛和上呼吸道的粘膜，使人呼吸困難，引起慢性呼吸系統(tǒng)疾病惡化。對植物的危害：使植物喪失遺傳能力光化學(xué)煙霧能使大片樹林枯死，使農(nóng)作物減產(chǎn)。降低大氣能見度：臭氧為主的氧化劑及顆?；旌衔锲渌：Γ盒纬伤嵊?。光化學(xué)煙霧的危害第四節(jié)大氣中污染物的擴散一、大氣邊界層的溫度場(Z)二、大氣水平運動和湍流(Z)三、影響大氣污染的地理因素四、影響大氣污染的其他因素大氣污染程度污染物的源參數(shù)氣象條件近地層下墊面狀況數(shù)量、組成、排放方式、源幾何形狀、相對位置、源高、密集程度稀釋擴散速率、遷移轉(zhuǎn)化途徑；在源參數(shù)一定的情況下，是主要影響因素

一、大氣邊界層的溫度場

（一）氣溫垂直遞減率（二）大氣穩(wěn)定度（三）逆溫（四）不同溫度層結(jié)下的煙型（一）氣溫垂直遞減率低層大氣：摩擦層或邊界層自由大氣層：雨、雪、冰雹多現(xiàn)大氣中垂直運動的氣團，因上升向外膨脹或下降受外力壓縮所引起的溫度變化比外界交換所引起的溫度變化大的多，因此，空氣的上下運動可視為絕熱變化。氣團上升，外界壓力降低，氣團膨脹，做功消耗內(nèi)能，溫度降低（絕熱冷卻）；氣團下降，外界壓力增加，氣團膨脹做功，氣團內(nèi)能增加，溫度升高（絕熱增溫）。干絕熱遞減率：干空氣塊或未飽和的濕空氣在絕熱條件下每升高單位高度（通常取單位高度100m）所造成的溫度下降數(shù)值稱為干絕熱遞減率。溫度層結(jié)：氣溫沿垂直高度的分布曲線rd=0.98K/100m：每升高或下降100m，溫度月降低或升高1K溫度層結(jié)的四種類型：(1)正常分布層結(jié)或遞減層結(jié)：氣溫隨高度增加而遞減，r>0(2)中性層結(jié)：氣溫直減率等于或近似于干絕熱直減率。r=rd(3)等溫層結(jié)：氣溫不隨高度變化,r=0(4)逆溫：氣溫隨高度增加而增加,r<0

高度Ｚ（m)高度Ｚ（m)（二）大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度：在垂直方向上大氣穩(wěn)定的程度。（１）大氣穩(wěn)定：當(dāng)外力除去后，氣塊減速并返回原來高度的趨勢。（２）大氣不穩(wěn)定：當(dāng)外力除去后，氣塊加速上升或下降。（３）大氣中性：當(dāng)外力除去后，氣塊被外力推到哪里就停在哪里或者做等速運動。如何判斷氣體是否穩(wěn)定？是大氣靜力穩(wěn)定度的判據(jù)r：溫度直減率（三）逆溫氣溫隨高度增加而增加，這種溫度逆增的現(xiàn)象稱為逆溫。（此時γ﹤0）出現(xiàn)逆溫的大氣層稱為逆溫層。逆溫對污染有特別重要的影響，逆溫層頂象一個蓋子，阻擋下面的污染物向上擴散，逆溫層內(nèi)的空氣穩(wěn)定，擴散弱，許多空氣污染事件都發(fā)生在逆溫條件下。逆溫的分類有時逆溫是接地的——接地逆溫有的逆溫懸浮在空中——上層逆溫按逆溫形成的原因分為：輻射逆溫，下沉逆溫，湍流逆溫，鋒面逆溫，平流逆溫。１、輻射逆溫在晴空無云（或少云）的夜間，當(dāng)風(fēng)速較小（<3m/s）時，地面因強烈的有效輻射而很快冷卻，近地面氣層冷卻最為強烈，較高的氣層冷卻較慢，因而形成了自地面開始逐漸向上發(fā)展的逆溫層，稱為輻射逆溫。溫度高度(a)下午時遞減溫度層結(jié)(b)日落前一小時逆溫開始形成(c)隨著地面有效輻射的增強地面迅速冷卻，逆溫逐漸向上發(fā)展，黎明時達到最強(d)日出后太陽輻射逐漸增強，地面逐漸增溫，空氣也隨著自下而上的增溫，逆溫便自下而上的逐漸消失(e)大約上午１０點左右逆溫層完全消失。輻射逆溫的特點:１、陸地常年可見輻射逆溫，冬季最強；２、輻射逆溫厚度可以達到200-300m，可達400m；３、冬季晴朗無云和微風(fēng)的白天，由于地面輻射越過太陽輻射，也會形成逆溫層。2、下沉逆溫當(dāng)高壓區(qū)內(nèi)某一層空氣發(fā)生強度較大的氣團下沉運動時，?？墒乖瓉砭哂蟹€(wěn)定層結(jié)的空氣層壓縮成逆溫層結(jié)。當(dāng)它下沉?xí)r，由于周圍大氣對它的壓力逐漸增大，以及由于水平輻散，該氣層被壓縮成Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’,厚度減小為h’（<h)。若氣層下沉是絕熱的，且氣層內(nèi)各部分空氣仍然保持原來的相對位置，則由于ＣＤ下沉到Ｃ‘Ｄ’的距離比底部ＡＢ下沉到Ａ‘Ｂ’的距離大，使氣層頂部的絕熱增溫大于底部。形成逆溫。３、平流逆溫由暖空氣平流到冷地表面上而形成的逆溫。形成原因：底層空氣受地表面影響大、降溫多、上層空氣降溫少形成的。４、湍流逆溫低層空氣湍流混合形成的逆溫稱為湍流逆溫。５、鋒面逆溫

鋒面：在對流層中的冷空氣團與暖空氣團相遇時，暖空氣團的密度小就會爬到冷空氣上面去，形成一個傾斜的過渡區(qū)，稱為鋒面。

鋒面逆溫：鋒面上如果冷暖空氣的溫差較大，也可以出現(xiàn)逆溫，這種逆溫稱為鋒面逆溫。一、大氣邊界層的溫度場(Z)二、大氣水平運動和湍流(Z)三、影響大氣污染的地理因素四、影響大氣污染的其他因素第四節(jié)大氣中污染物的擴散二、大氣水平運動和湍流(Z)（一）大氣的水平運動（二）大氣的湍流運動

（一）大氣的水平運動

１、作用與大氣上的力：（１）水平氣壓梯度力（２）地轉(zhuǎn)偏向力（３）慣性離心力（４）摩擦力（１）水平氣壓梯度力

氣壓梯度力：單位質(zhì)量的空氣在氣壓場中受到的作用力。

垂直氣壓梯度力：與空氣質(zhì)量重力平衡

水平氣壓梯度力：水平方向存在氣壓差，大氣由高壓向低壓運動。

大氣運動的主要原因。（２）地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力：大氣在轉(zhuǎn)動的地球上運動時，由于地球轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的使運動偏離氣壓梯度方向的力。只能改變大氣的運動方向，但是不改變運動的速度。（３）慣性離心力當(dāng)大氣作曲線運動時，將受到慣性離心力的作用。

方向：與大氣運動方向垂直，由曲率中心指向外；

大?。号c曲率半徑成反比。因為大氣運動的曲率半徑很大，所以，慣性離心力很小。（４）摩擦力運動速度不同的相鄰兩層大氣之間以及貼近地面運動的大氣和地表之間，產(chǎn)生阻礙大氣運動的阻力，即摩擦力。方向：與大氣運動方向相反大?。航貙幼铒@著，隨高度增高作用力減弱。２、近地層風(fēng)速廓線（L）

（１）中性層結(jié)條件下的風(fēng)速廓線模式（２）非中性層結(jié)條件下的風(fēng)速廓線模式風(fēng)速廓線：平均風(fēng)速隨高度變化的曲線。（Z）風(fēng)速廓線模式：風(fēng)速廓線的數(shù)學(xué)表達式。（Z）（一）大氣的水平運動（二）大氣的湍流運動（二）大氣的湍流運動１、大氣湍流：大氣的無規(guī)則運動。結(jié)果：風(fēng)速的漲落和風(fēng)向的擺動種類：（１）熱力湍流：由于垂直方向上溫度分布不均勻引起。（２）機械湍流：由于垂直方向上風(fēng)速分布不均勻及地面粗糙度引起。

作用：湍流的擴散能力很強，風(fēng)速越強，湍流越強，污染物的擴散越快，污染物的濃度就越低。

風(fēng)和湍流是決定污染物在大氣中擴散稀釋的最直接最本質(zhì)的因素。1、地形和地貌的影響地形：山地、丘陵、山脈、河谷等，改變風(fēng)向、風(fēng)速。地貌：城鎮(zhèn)、堤壩等加重污染三、影響大氣污染的地理因素2、山谷風(fēng)

(發(fā)生在山區(qū))山風(fēng)和谷風(fēng)相反，但穩(wěn)定，若有大量的污染物排入山谷，不易擴散，長時間停留，污染加強。24小時為周期的局地環(huán)流3、海陸風(fēng)

海陸風(fēng)局地環(huán)流交錯，隨海風(fēng)吹到海面上的污染物，白天又隨海風(fēng)吹回，不易擴散。24小時為周期的局地環(huán)流4、城市熱島效應(yīng)（城市風(fēng)、城市熱島環(huán)流）由于城市人口密集，工業(yè)集中，覆蓋物熱容大，放熱慢，使城市比周圍鄉(xiāng)村溫度高（尤其夜間），平均溫差0.4～1.5℃（有時可達6～8℃），形成城市風(fēng)。若城市周圍有較多工廠，污染物夜間向市中心輸送，造成嚴(yán)重污染。污染物的性質(zhì)和成分：顆粒物、氣態(tài)。污染物的幾何形狀和排放源：排放源：點源、線源和面源；瞬時源和連續(xù)源；地面源和高架源。四、影響大氣污染的其他因素第五節(jié)大氣污染控制無論是大氣污染源、污染物、污染類型還是大氣污染的危害，都具有多樣性?？刂莆廴倦y度大在符合自然規(guī)律的前提下，運用社會、經(jīng)濟、技術(shù)多種手段對大氣污染進行從源頭到末端的綜合防治，才能達到人與大氣環(huán)境的和諧。（一）清潔能源包括常規(guī)能源的清潔利用；可再生能源的利用；新能源的開發(fā)；各種節(jié)能技術(shù)等世界一次能源替代趨勢清潔能源的典型案例1、潔凈煤技術(shù)潔凈煤技術(shù)是指從煤炭開發(fā)利用的全過程中，旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等新技術(shù)，主要包括煤炭洗選、加工、轉(zhuǎn)化、先進發(fā)電技術(shù)、煙氣凈化等方面的內(nèi)容。清潔能源的典型案例2、西氣東輸清潔能源的典型案例3、西電東送它有南、中、北三大通道。一是將烏江、瀾滄江、紅河水的水電資源，以及黔、滇兩省坑口火電廠的電能開發(fā)出來送往廣東；二是將長江三峽和金沙江干支流水電送往華東地區(qū)；三是將黃河上游水電和山西、內(nèi)蒙古坑口火電送往京、津、唐地區(qū)。它是從根本上實現(xiàn)全國能源資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵性工程，是一項東西部“雙贏”的戰(zhàn)略。德國風(fēng)力發(fā)電4、風(fēng)能發(fā)電德國路燈（風(fēng)力發(fā)電）西藏利用地?zé)岚l(fā)電4、海洋能5、生物能6、地?zé)崮?、核能8、氫能（二）綠色交通我國一些主要城市的大氣污染類型正在由煤煙型向交通型轉(zhuǎn)化，汽車尾氣排放已成為城市重要污染源。合理的交通規(guī)劃、發(fā)展清潔汽車綠色交通的典型案例1、上海的新世紀(jì)交通藍圖加快軌道交通建設(shè)：形成地鐵、城市輕軌、新型有軌電車等多種方式組成的軌道交通網(wǎng)絡(luò)體系。建設(shè)約650公里的高速公路網(wǎng)路：實現(xiàn)15分鐘上網(wǎng)、30分鐘互通、60分鐘抵達的“15、30、60”目標(biāo)。公交優(yōu)先：大力發(fā)展軌道交通，優(yōu)化調(diào)整地面交通，適度發(fā)展小汽車，限制摩托車，逐步替換助動車。綠色交通的典型案例2、電動汽車電動汽車是全部或部分由電能驅(qū)動電機作為動力系統(tǒng)的汽車，包括純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池汽車三種類型。經(jīng)過多年的探索與努力，我國電動汽車電池、電機、電控三大關(guān)鍵技術(shù)相繼取得突破。業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，我國電動汽車技術(shù)群體性突破的時期已經(jīng)到來，電動汽車將迅速大規(guī)模進入市場。三、環(huán)境自凈污染物經(jīng)過末端治理達到排放標(biāo)準(zhǔn)后被排入大氣，但此時它們的濃度一般要高于環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，要使其進一步達標(biāo)將要依靠環(huán)境的自凈作用。利用氣象規(guī)律稀釋污染物、加強綠化環(huán)境自凈的典型案例城市綠化

城市綠化的實施需要五律協(xié)同自然：植物配植的適地適樹原則技術(shù)：園藝人員要有相當(dāng)?shù)膶I(yè)知識與技術(shù)環(huán)境：城市綠化應(yīng)兼顧和諧與無污染經(jīng)濟：建立一套完善的市場機制保證其正常運行社會：城市廣場是社會規(guī)律在特定時期的一種表現(xiàn)形式

有些樹木還可以釋放殺菌物質(zhì)，殺滅細(xì)菌，從而起凈化空氣的作用。成林的樹木其效果更為顯著。實驗證明，通過30-50米的林帶，一升水中的含菌量比裸地的對照組中減少70%-90%。這說明樹木具有明顯的凈化空氣的作用。樹木吸收毒物和凈化空氣的作用大氣污染對動植物都會產(chǎn)生影響，也同樣會威脅到人類的生存。

樹木根據(jù)樹種的不同，對污染物質(zhì)有抵抗力。樹木能吸收二氧化碳，氯氣、氨氣以及含鉛、汞、鋅、銅、鐵等重金屬的氣體還可以吸收放射性物質(zhì)、吸滯煙塵和粉塵。草坪及其功能★草坪除光合放出O2為天然“吸塵器”外，根據(jù)北京環(huán)?？蒲兴鶞y試，3～4級風(fēng)下，裸地空氣中的粉塵濃度為草坪地的13倍，草坪足球場近地含塵量僅為場外黃土地的1/3-1/6?！餃p少沙塵暴和二次揚塵對城市的影響，減塵量為1.0～1.4mg/m2。減塵率為40％～70％。滯塵效果大大超過喬木和灌木。

★殺菌效果—草坪分泌一定量殺菌素，據(jù)測定草坪上空含菌量僅為公共場所的0.003％。降溫(夏天）3.5～5℃，保溫（冬天）3.5～5℃。（四）末端治理推行清潔能源與綠色交通從源頭上減少了大氣污染的產(chǎn)生。對于已經(jīng)產(chǎn)生的污染，則需進行末端治理。除塵、脫硫氮氧化物的治理技術(shù)、氟化物的治理技術(shù)除塵技術(shù)除塵裝置：從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備。機械式除塵裝置袋式除塵裝置濕式除塵裝置電除塵裝置1、干式機械式除塵裝置僅利用重力、慣性力及離心力等沉降作用去除氣體中粉塵粒子的裝置。對大粒徑粉塵去除具有較高效率（1）沉降室除塵重力（2）旋風(fēng)除塵器旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力5um以下的塵粒去除率達50%（3）慣性除塵裝置2、過濾式除塵裝置濾紙、玻璃纖維：通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)砂、礫、焦炭：高溫?zé)煔獬龎m纖維織物的袋式：工業(yè)尾氣99%3、濕式除塵裝置含塵氣體與液體（水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞或使粒徑增大的裝置。20um兗州青鋼焦化廠4、電除塵裝置含塵氣體在通過高壓電場進行電離過程中，使塵粒荷電，并在電場力的作用下使塵粒沉集在集塵極上，將塵粒分離出氣體。技術(shù)類型優(yōu)點缺點干式機械除塵結(jié)構(gòu)簡單、易造價低、施工快、便維修、阻力小過濾式除塵效率高、操作簡便、適合含塵低的氣體占地多、維修費高、不耐高溫高濕濕式除塵結(jié)構(gòu)簡單、造價低、占地小、操作維修方便、凈化效率高、能處理高溫高濕的氣流管道腐蝕、污水污泥處理難小結(jié)技術(shù)類型優(yōu)點缺點電除塵去除粒徑小、耐高溫、氣流阻力小、不受含塵濃度和煙氣流量的影響投資高、占地大、技術(shù)要求高續(xù)表脫硫（SO2）技術(shù)燃料脫硫燃燒過程中脫硫煙氣脫硫1、燃料脫硫（1）煤炭的洗選:

利用煤和雜質(zhì)（矸石）的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，通過物理、化學(xué)或微生物分選的方法使煤和雜質(zhì)有效分離，并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加工技術(shù)。按選煤方法的不同，可分為物理選煤、物理化學(xué)選煤、化學(xué)選煤及微生物選煤等?；瘜W(xué)選煤：借助化學(xué)反應(yīng)使煤中有用成分富集，除去雜質(zhì)和有害成分的工藝過程。目前在實驗室常用化學(xué)的方法脫硫。根據(jù)常用的化學(xué)藥劑種類和反應(yīng)原理的不同，可分為堿處理、氧化法和溶劑萃取等。

（2）煤炭的轉(zhuǎn)化：指煤的氣化或液化，即對煤進行脫碳或加氫改變其原有的C/H，將燃料變成清潔的二次燃料。煤氣的主要成分是H、CO和CH4等可燃混合氣。煤氣中的S主要以H2S形式存在，可以用濕法脫出大部分H2S。（3）重油脫硫2、燃燒脫硫（1）石灰/石灰石洗滌（2）氨法（3）噴霧干燥吸收法（4）流化床燃燒脫硫

（1）石灰/石灰石洗滌

漿液中的固體（包括燃煤飛灰）連續(xù)從漿液中分離出來（2）氨法吸收率90%以上且可以制成含氮肥料

（3）噴霧干燥吸收法

SO2被霧化了的Ca(OH)2漿液或NaOH溶液吸收，溫度較高的煙氣使液滴干燥脫水，形成固體廢物。干廢物由袋式除塵器或電除塵器捕集。唯一工業(yè)化的干法煙氣脫硫技術(shù)，逐漸代替濕法（4）流化床燃燒脫硫流化床本質(zhì)上是一種低溫燃燒過程，爐內(nèi)存有局部的還原氣氛，因而NOx的發(fā)生量減少，常用的脫硫劑是石灰石或白云石。將石灰石或白云石粉碎成與煤同樣的粒度，即粒徑在2mm左右，與煤同時加入爐內(nèi)，在高溫下石灰石受熱分解析出CO2，形成多孔的CaO，進而和SO2作用，生成硫酸鹽，達到固硫作用。適合中小規(guī)模的工業(yè)鍋爐和爐窯3、SO2的吸附凈化一般采用活性炭作為吸附劑。當(dāng)煙氣中有足量的水蒸氣和氧氣時，SO2伴隨著發(fā)生化學(xué)吸附，在活性炭表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，SO2被氧化成SO3，并與水反應(yīng)生成H2SO4。一級標(biāo)準(zhǔn)：為保護自然生態(tài)和人群健康，在長期接觸情況下，不發(fā)生任何危害影響的空氣質(zhì)量要求

二級標(biāo)準(zhǔn)：為保護人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動、植物，在長期和短期的情況下，不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。

三級標(biāo)準(zhǔn)：為保護人群不發(fā)生急、慢性中毒和城市一般動、植物(敏感者除外)能正常生長的空氣質(zhì)量要求。環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分級

一類區(qū)為自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護的地區(qū)。

二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。

三類區(qū)為大氣污染程度比較重的城鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)以及城市交通樞紐、干線等。環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分類第六節(jié)全球大氣環(huán)境變化全球變暖臭氧層破壞過去140年和過去1000年氣溫變化（與1961年-1990年的平均值比較）。上圖數(shù)據(jù)來自測溫儀器，下圖數(shù)據(jù)紅線是來自測溫儀器，藍線來自樹木年輪、珊瑚、冰核以及歷史文獻。

全球變暖原因：溫室效應(yīng)的加劇溫室效應(yīng)：太陽發(fā)出的短波輻射透過大氣層到達地面，使地表溫度上升，發(fā)出長波輻射，大氣中的溫室氣體對短波吸收很弱，而對長波輻射吸收很強。因此地表從太陽輻射獲得的熱量相對多，而散失到大氣層以外的熱量相對少，地球表面的溫度得以維持，這就是大氣的溫室效應(yīng)。溫室氣體：二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、

CFC11、CFC12、四氯化碳、一氧化碳溫室效應(yīng)產(chǎn)生的原因：（1）人口的劇增和工業(yè)化的發(fā)展：石油、煤燃燒（2）森林的破壞（1）海平面上升：低地被淹，海岸被沖蝕，排洪不暢，土地鹽漬化，海水倒灌等。全球變暖可能產(chǎn)生的影響未來海平面變化的預(yù)測預(yù)測者預(yù)測年份上升量（cm）世界氣象組織（WMO）202520-140Mercer2030500日本環(huán)境廳203026-165Bloom2030100歐洲共同體21世紀(jì)20-165Barth&Titus

202513-55聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）21世紀(jì)末65氣溫升高了0.6度—導(dǎo)致—海平面上升了10-15cm預(yù)測：海平面每年6cm的速度上升，到2030年將上升20cm，2100年將上升66cm。海平面上升直接影響到：低地被淹；地表水和地下水的鹽分含量增加；地下水位上升。如果極地冰上融化，經(jīng)濟發(fā)達、人口稠密的沿海發(fā)達地區(qū)就會被海水吞沒，馬爾代夫、塞舌爾等低洼島國就會消失。上海、香港、威尼斯、東京、曼谷、紐約等海濱大城市將難逃厄運。（2）引起氣候變化洪澇、干旱、高熱、高寒等災(zāi)害發(fā)生的頻率及其季節(jié)變化、降水的年際變化和空間分布都會變化。這將使許多海岸區(qū)遭受洪水泛濫的機會增大、遭受風(fēng)暴影響的程度和嚴(yán)重性加大，尤其在珠江三角洲、長江三角洲和渤海灣地區(qū)。全球變暖最嚴(yán)重的危害不是全球平均氣溫升高，而是引起的嚴(yán)重干旱災(zāi)情的發(fā)生頻繁。美國國家大氣研究中心的華人科學(xué)家戴愛國等人發(fā)現(xiàn)，從20世紀(jì)70年代至今，地球上嚴(yán)重干旱地區(qū)的面積幾乎擴大了一倍，這是全球變暖造成的。

戴愛國和同事們發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)70年代，全球嚴(yán)重干旱地區(qū)占陸地面積的10％至15％，而到2002年已達到約30％，這一增長的一半可歸因于氣溫升高而不是降水量下降，實際上同期全球平均降水量還略有增長。

10%-----30%

戴愛國等人發(fā)現(xiàn)，由于全球氣溫的升高，地表水分加速向空中蒸發(fā)，即使降雨量有所增加，多數(shù)地區(qū)也會形成干旱。研究人員還發(fā)現(xiàn)，由氣溫升高導(dǎo)致的干旱多數(shù)發(fā)生在北半球的中高緯度，包括亞洲和歐洲的大部分地區(qū)、加拿大、非洲西部和南部、澳大利亞東部地區(qū)等，而東亞和撒哈拉地區(qū)的干旱主要是由于降雨減少而引起的。與此相反，美國和阿根廷等部分地區(qū)將更加濕潤。

戴愛國等人在論文中寫道，全球氣候變化模型已經(jīng)預(yù)言，當(dāng)二氧化碳等溫室氣體排放增加導(dǎo)致氣候變暖時，大多數(shù)陸地會出現(xiàn)干旱，他們的分析顯示“這一干旱過程已經(jīng)開始”。

他認(rèn)為，在人類活動導(dǎo)致全球變暖的前提下，他們的研究成果敲響了全球干旱的“警鐘”。（3）對生物多樣性的影響氣候是決定生物群落分布的主要因素，氣候變化能改變一個地區(qū)不同的物種的適應(yīng)性，并且能夠改變生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部不同種群的競爭力，自然界的動植物，尤其是植物群落，可能因為無法適應(yīng)全球變暖的速度而做適應(yīng)性轉(zhuǎn)移，從而慘遭厄運。并且還可能使一些物種滅絕，消失。動物:

北極熊、海豹可能消失蝴蝶是對全球變暖最敏感的物種之一，研究發(fā)現(xiàn)分布在歐洲和北美洲的斑蝶的分布區(qū)向北遷移了達200公里，但是植物的遷移要滯后很多。每年斑蝶都在加利福尼亞北部和加拿大度過夏天，冬天到墨西哥越冬，由于氣候變暖，南部分布區(qū)正在消失，向北部和高海拔的地區(qū)擴展。調(diào)查顯示：一些高海拔地區(qū)以前從來沒有瘧疾或其他蚊子傳播的疾病!現(xiàn)在也開始發(fā)生。1997年坦桑尼亞和印度尼西亞的熱帶高地第一次暴發(fā)了瘧疾。登革熱以前只在海拔1000米以下的地區(qū)發(fā)生，現(xiàn)在在墨西哥海拔2000米的地區(qū)也有報道。在哥倫比亞超過海拔2000米的地區(qū)發(fā)現(xiàn)了登革熱和黃熱病的媒介昆蟲。Monteverde金蛙是生活在哥斯達黎加Monteverde

森林的特有物種，70-年代以來，由于溫度上升、云層升高，導(dǎo)致在這個森林里生活的鳥類、爬行類和兩棲類動物種群發(fā)生了巨大變化。其中有21種蛙類在這個森林消失。由于Monteverde金蛙只生活在這片森林中，它在當(dāng)?shù)氐南В砹诉@個物種在地球上的消失。

(4)

全球變暖對農(nóng)業(yè)的影響一年中溫度和降水的分布是決定種植何種作物的主要因素。a、氣候的變化曾經(jīng)導(dǎo)致生物帶和生物群落空間（緯度）分布的重大變化，例如公元800-1200年北大西洋地區(qū)的氣溫比現(xiàn)在高1度，使玉米在挪威種植成為可能，但是到了1500-1800年。西歐出現(xiàn)了小冰川期，平均氣溫比現(xiàn)在低1-2度，就造成了挪威一半的農(nóng)場棄耕，冰島的農(nóng)業(yè)耕種幾乎全部停止。

b、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加，產(chǎn)量波動大

據(jù)估算，我國種植