大氣的熱力過程
（一）太陽、大氣和地面的熱交換
太陽是一個熾熱的球形體，表面溫度約為5727攝氏度，不斷以電磁波方式向外輻射能量。太陽（熱核輻射波長0.15-4um之間）→地面吸收（以3-120um波長向大氣輻射）→大氣（水汽、二氧化碳吸收長波輻射的能力很強）。而且近地面40-50m厚的氣層中就被全部吸收。低層大氣吸收了地面輻射後，又以輻射的方式傳給上部氣層，地面的熱量就這樣以長波輻射方式一層一層地向上傳遞，致使大氣自下而上的增熱。
(二)氣溫的垂直變化
(1) 大氣的絕熱過程與泊松方程
大氣的升降運動總是伴有不同形式的能量交換。如果大氣中某一空氣塊作垂直運動時與周圍空氣不發生熱量交換，則將這樣的狀態變化過程稱為大氣的絕熱過程。
一般可以將沒有水相變化的空氣塊的垂直運動近似地看作為絕熱過程。
由熱力學第一定律和理想氣體狀態方程，可以推匯出描述大氣熱力過程的微分方程.
泊松方程:
T/T0=(P/P0)R/Cp=(P/P0)^0.288
dQ＝dU＋dW＝CpdT－RT(dp/p) （3－1）
式中：Q－加入體系的熱量，J；
Cp－幹空氣的定壓比熱，Cp＝1005J／(kg.k)
R－幹空氣的氣體常數，R＝287.0J／(kg.k)；
T－氣塊溫度，k
P－氣塊壓力，hPa
對於大氣絕熱過程，dQ＝0，式（3－1）變為
dT/T=(R/Cp)*(dp/p) （3－2）
將上式從氣塊升降前的狀態（To，Po）積分到氣塊升降後的狀態（T，P），則得：
(2)幹絕熱直減率 (3)位溫 (4)溫的垂直分佈
(2)幹絕熱直減率
幹空氣塊（包括未飽和的溼空氣塊）絕熱上升或下降單位高度（通常取100m時）溫度降低或升高的數值，稱為幹空氣塊溫度絕熱垂直遞減率，以rd表示。其定義式為:
rd=-(dTi/dZ)d=g/Cp
g－重力加速度g＝9.81m／s2
Cp－幹空氣定壓比熱，Cp＝1005J／（kg．k）
下標i--表示空氣塊
下標d--表示幹空氣
，通常取 ，它表示幹空氣塊（或未飽和的溼空氣塊）每升高（或下降）100m時，溫度降低（或升高）約1k．
一干空氣塊絕熱升降到標準氣壓（1000hPa）處所具有的溫度稱為它的位溫。
(4)溫的垂直分佈
氣溫直減率
氣溫隨高度的變化特徵可以用氣溫垂直遞減率 來表示，簡稱氣溫直減率。它係指單位（通常取100m）高差氣溫變化率的負值。若氣溫隨高度增加是遞減的，為正值，反之，為負值。 若Z↑，T↓，r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)>0，正直，對流層，中間層。
若Z↑，T↑，r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)<0，負值，平流層，電離層。
大氣中的溫度層結又四種類型：
(1)氣溫隨高度增加而遞減，即 >rd，稱為正常分佈層結或遞減層結；
(2)氣溫直減率等於或近似等於幹絕熱直減率，即=rd ，稱為中性層結；
(3)氣溫不隨高度變化，即 ＝0，稱為等溫層結；
(4)氣溫隨高度增加而增加，即 <0，稱為氣溫逆轉，簡稱逆溫。
(三).穩定度
汙染物在大氣中的擴散與大氣穩定度有密切的關係。
1.大氣穩定度的概念
大氣穩定度是指在垂直方向上大氣穩定的程度，即是否易於發生對流。對於大氣穩定度可以作這樣的理解，如果一空氣塊由於某種原因受到外力的作用產生了上升或下降運動後，可能發生三種情況：(1)當外力去除後，氣塊就減速並有返回原來高度的趨勢，則稱這種大氣是穩定的；(2)當外力去除後，氣塊加速上升或下降，稱這種大氣是不穩定的；(3)當外力去除後，氣塊被外力推到哪裡就停到哪裡或作等速運動，稱這種大氣是中性的。
2.大氣穩定度的判別
根據牛頓第二定律和準靜力條件和理想氣體狀態方程得
(-rd) 符號決定了氣塊加速度與其位移的方向是否一致，也就決定了大氣是否穩定。穩定條件常出現在晴天日落後至翌日日出前；中性常出現在陰天和大風時；不穩定條件常出現在晴天中午。
(四)逆溫
<rd<0，z↑，T↑．逆溫層是一種強穩定大氣層，又稱阻擋層，某一高度上的逆溫層像一個蓋子一樣阻礙著氣流的垂直運動。由於微軟的空氣不能穿過逆溫層，而只能在其下面積聚或擴散，所以可能造成嚴重汙染。空氣汙染事件多數發生在有逆溫層和靜風條件下，因此對逆溫應予以足夠重視。
(1)逆溫層的定義
大氣溫度層結一般是>0，即氣溫隨高度增加是遞減的。但在特定條件下也會發生 ＝0或<0的現象，即氣溫隨高度增加而不變或增加。一般將氣溫隨高度增加而增加的氣層稱為逆溫層。 逆溫可發生在近地層中，也可能發生在較高氣層（自由大氣）中。
(2)逆溫的分類
根據逆溫生成的過程，可將逆溫分為輻射逆溫、下沉逆溫、平流逆溫、鋒面逆溫及湍流逆溫等五種。
（五）煙流形狀與大氣穩定度的關係
煙流擴散的形狀與大氣穩定度有密切的關係，大氣穩定度不同，高架點源煙流擴散形狀和特點不同，造成的汙染狀況差別很大。共有五種典型的煙流
大氣的熱力過程
（一）太陽、大氣和地面的熱交換
太陽是一個熾熱的球形體，表面溫度約為5727攝氏度，不斷以電磁波方式向外輻射能量。太陽（熱核輻射波長0.15-4um之間）→地面吸收（以3-120um波長向大氣輻射）→大氣（水汽、二氧化碳吸收長波輻射的能力很強）。而且近地面40-50m厚的氣層中就被全部吸收。低層大氣吸收了地面輻射後，又以輻射的方式傳給上部氣層，地面的熱量就這樣以長波輻射方式一層一層地向上傳遞，致使大氣自下而上的增熱。
(二)氣溫的垂直變化
(1) 大氣的絕熱過程與泊松方程
大氣的升降運動總是伴有不同形式的能量交換。如果大氣中某一空氣塊作垂直運動時與周圍空氣不發生熱量交換，則將這樣的狀態變化過程稱為大氣的絕熱過程。
一般可以將沒有水相變化的空氣塊的垂直運動近似地看作為絕熱過程。
由熱力學第一定律和理想氣體狀態方程，可以推匯出描述大氣熱力過程的微分方程.
泊松方程:
T/T0=(P/P0)R/Cp=(P/P0)^0.288
dQ＝dU＋dW＝CpdT－RT(dp/p) （3－1）
式中：Q－加入體系的熱量，J；
Cp－幹空氣的定壓比熱，Cp＝1005J／(kg.k)
R－幹空氣的氣體常數，R＝287.0J／(kg.k)；
T－氣塊溫度，k
P－氣塊壓力，hPa
對於大氣絕熱過程，dQ＝0，式（3－1）變為
dT/T=(R/Cp)*(dp/p) （3－2）
將上式從氣塊升降前的狀態（To，Po）積分到氣塊升降後的狀態（T，P），則得：
(2)幹絕熱直減率 (3)位溫 (4)溫的垂直分佈
(2)幹絕熱直減率
幹空氣塊（包括未飽和的溼空氣塊）絕熱上升或下降單位高度（通常取100m時）溫度降低或升高的數值，稱為幹空氣塊溫度絕熱垂直遞減率，以rd表示。其定義式為:
rd=-(dTi/dZ)d=g/Cp
g－重力加速度g＝9.81m／s2
Cp－幹空氣定壓比熱，Cp＝1005J／（kg．k）
下標i--表示空氣塊
下標d--表示幹空氣
，通常取 ，它表示幹空氣塊（或未飽和的溼空氣塊）每升高（或下降）100m時，溫度降低（或升高）約1k．
一干空氣塊絕熱升降到標準氣壓（1000hPa）處所具有的溫度稱為它的位溫。
(4)溫的垂直分佈
氣溫直減率
氣溫隨高度的變化特徵可以用氣溫垂直遞減率 來表示，簡稱氣溫直減率。它係指單位（通常取100m）高差氣溫變化率的負值。若氣溫隨高度增加是遞減的，為正值，反之，為負值。 若Z↑，T↓，r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)>0，正直，對流層，中間層。
若Z↑，T↑，r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)<0，負值，平流層，電離層。
大氣中的溫度層結又四種類型：
(1)氣溫隨高度增加而遞減，即 >rd，稱為正常分佈層結或遞減層結；
(2)氣溫直減率等於或近似等於幹絕熱直減率，即=rd ，稱為中性層結；
(3)氣溫不隨高度變化，即 ＝0，稱為等溫層結；
(4)氣溫隨高度增加而增加，即 <0，稱為氣溫逆轉，簡稱逆溫。
(三).穩定度
汙染物在大氣中的擴散與大氣穩定度有密切的關係。
1.大氣穩定度的概念
大氣穩定度是指在垂直方向上大氣穩定的程度，即是否易於發生對流。對於大氣穩定度可以作這樣的理解，如果一空氣塊由於某種原因受到外力的作用產生了上升或下降運動後，可能發生三種情況：(1)當外力去除後，氣塊就減速並有返回原來高度的趨勢，則稱這種大氣是穩定的；(2)當外力去除後，氣塊加速上升或下降，稱這種大氣是不穩定的；(3)當外力去除後，氣塊被外力推到哪裡就停到哪裡或作等速運動，稱這種大氣是中性的。
2.大氣穩定度的判別
根據牛頓第二定律和準靜力條件和理想氣體狀態方程得
(-rd) 符號決定了氣塊加速度與其位移的方向是否一致，也就決定了大氣是否穩定。穩定條件常出現在晴天日落後至翌日日出前；中性常出現在陰天和大風時；不穩定條件常出現在晴天中午。
(四)逆溫
<rd<0，z↑，T↑．逆溫層是一種強穩定大氣層，又稱阻擋層，某一高度上的逆溫層像一個蓋子一樣阻礙著氣流的垂直運動。由於微軟的空氣不能穿過逆溫層，而只能在其下面積聚或擴散，所以可能造成嚴重汙染。空氣汙染事件多數發生在有逆溫層和靜風條件下，因此對逆溫應予以足夠重視。
(1)逆溫層的定義
大氣溫度層結一般是>0，即氣溫隨高度增加是遞減的。但在特定條件下也會發生 ＝0或<0的現象，即氣溫隨高度增加而不變或增加。一般將氣溫隨高度增加而增加的氣層稱為逆溫層。 逆溫可發生在近地層中，也可能發生在較高氣層（自由大氣）中。
(2)逆溫的分類
根據逆溫生成的過程，可將逆溫分為輻射逆溫、下沉逆溫、平流逆溫、鋒面逆溫及湍流逆溫等五種。
（五）煙流形狀與大氣穩定度的關係
煙流擴散的形狀與大氣穩定度有密切的關係，大氣穩定度不同，高架點源煙流擴散形狀和特點不同，造成的汙染狀況差別很大。共有五種典型的煙流