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一.确定混合层高度的方法
（1）图解计算法
\(H= \frac {R}{g} t ln \frac {Po}{PH} \)
式中
R为干空气比气体常数,R=287[J/(kg.K)];g为重力加速度,g=9.8(m/s2);Po 为地面大气压,hPa;PH为H高度(污染物扩散高度的上界)的大气压,hPa;t为下垫面至H高度的层内平均气温(K);H为大气混合层高度,m。
（2）图解概算法
\(H= \frac {Po-PH}{12.4} \times 100\)
严格地说,大气压随高度增加是按指数规律减少的。因此,这一计算结果只是近似值。
\(h_1= \frac {121}{6} (6-P)(T-Td)+ \frac {0.169(Uz+0.257)Ps}{12f ln(Z/Zo)} \)
式中
T为地面气温,K;Td为露点温度,K;U- z为z高度处的平均风速,m/s;Zo为地面粗糙度,m;f为柯氏参数,1/s,f=2ΩsinΥ,Ω为地转角速度,Υ 为地理纬度;P为帕斯圭尔稳定度级别(大气稳定度级别为A至F时,P值依次为1至6)。
这种方法的最大优点是计算用的气象资料较易获得。
(1)选用的资料及计算方案
按干绝热曲线法的图解等面积法、罗氏法和导则法,分别计算出1986年内每日的大气混合层高度,求出月平均值、年平均值。用相关分析方法,分析三种方法相关的程度及计算结果的差异。分析西安市大气混合层高度变化的规律。
(2)结果分析
用三种方法求取的1986年各月平均大气混合层高度给在表1和图2中。
表1三种方法计算的混合层高度月平均值
| 月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 年平均 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 干绝热曲线法 | 1097 | 1261 | 1489 | 1409 | 1403 | 1637 | 1563 | 1565 | 1272 | 1051 | 877 | 779 | 1283 |
| 罗氏法 | 1186 | 1435 | 1053 | 1066 | 854 | 1265 | 1154 | 1109 | 1135 | 883 | 855 | 890 | 1073 |
| 导则法 | 599 | 715 | 1305 | 1202 | 913 | 1015 | 1128 | 1206 | 728 | 927 | 523 | 955 | 919 |
表2三种方法计算的混合层高度间相关分析表
| 时间 | 干绝热法和罗氏法混合层高度间关系 | 干绝热法和导则法混合层高度间关系 | ||
|---|---|---|---|---|
| 相关关系 | 回归方程 | 相关系数 | 回归方程 | |
| 年 | 0.48 | H1=680.5+0.306H | 0.60 | H2=260+0.514H |
从表1和图2可知,用干绝热曲线法、罗氏法和导则法计算的月平均大气混合层高 度的变化趋势基本一致,罗氏法和导则法计算的混合层高度均小于干绝热曲线法 的。以年平均大气混合层高度为例,罗氏法 比干绝热曲线法小16%,导则法比干绝热曲线法小28%。三种方法的回归方程列于表2中。从表2的数据看,三种方法符合线性关系,可用线性回归方程描述三者关系。