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大气污染控制工程中的水平方向作用力

时间:2023-11-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:作用于大气的水平方向的作用力有气压梯度力、地转偏向力、摩擦力和惯性离心力等。由水平方向气压差引起的作用于单位质量空气上的力。由于地球自转产生的使运动空气偏离气压梯度方向的作用力,又称为科里奥利力。故将高度在1 km以下的大气层称为摩擦层,此高度以上称为自由大气。例如,讨论近地面或低纬度地区大气运动可以不考虑地转偏向力,对接近直线的运动可忽略惯性离心力,在自由大气中可忽略摩擦力。

大气污染控制工程中的水平方向作用力

作用于大气的水平方向的作用力有气压梯度力、地转偏向力、摩擦力和惯性离心力等。

(1)水平气压梯度力。由水平方向气压差引起的作用于单位质量空气上的力(FG)。它与气压梯度成正比(负号表示由高气压指向低气压),与空气ρ密度成反比,即

(2)地转偏向力。由于地球自转产生的使运动空气偏离气压梯度方向的作用力,又称为科里奥利力。它只能改变空气的运动方向,不能改变速度的大小。

(3)惯性离心力。做曲线运动的单位质量空气所受的惯性离心作用力。由于大气中存在的曲线运动的曲率半径很大,故惯性离心力一般很小。(www.xing528.com)

(4)摩擦力。有外摩擦力和内摩擦力两种。外摩擦力是贴近下垫面的运动空气所受到的下垫面(包括地面、山体、植被、建筑物等)的阻力,其大小与相对运动速度和下垫面粗糙度成正比,方向与运动方向相反。内摩擦力是做相对运动的空气层由于黏性作用而产生的。摩擦力随高度的增加而减小,到2 km以上已经可以忽略。故将高度在1 km以下的大气层称为摩擦层,此高度以上称为自由大气。

以上4种作用力中,水平气压梯度力是引起大气水平运动的原始动力,其他力是在运动发生以后才起作用,且作用大小随具体情况而异。例如,讨论近地面或低纬度地区大气运动可以不考虑地转偏向力,对接近直线的运动可忽略惯性离心力,在自由大气中可忽略摩擦力。

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