[发明专利]调节逆温层温度,控制大气污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及调节大气基本结构，治理大气污染环保技术领域，特指专门用于监测与预报逆温层危害，通过人工调节逆温层的温度和密度，加速大气垂直对流运动的方法，以达到消散逆温层气团，促进烟尘、污染物、水汽凝结物扩散，控制大气污染的效果。

背景技术

太阳作为一个炽热的球形体，表面温度约为5727摄氏度，它不断以电磁波方式向外辐射能量。太阳辐射的波长大致可分为四个波段：短于0.1微米的波段，其能量主要来自太阳的色球层和日冕部分，该波段主要对大气起光致电离作用；大于0.1微米的三个波段，其能量主要来自太阳的光球层，其中0.1～0.2微米的辐射占太阳总辐射能的万分之一，有使氧分子光致离解的作用；0.2～0.3微米的辐射占太阳总辐射能的1.75％，有使臭氧发生光致离解的作用；波长大于0.3微米的能量，占太阳总辐射能量的98％，易被水汽和地面所吸收，有照明和转化为热能的作用。太阳辐射中波长短于0.1微米的部分可深入大气到距地表约90公里以上，白天为约60公里以上，能使大气中的氮和氧等成分电离。在距地表100公里以下，分子氧离子很多，原子氧离子很少。但在距地表200公里到500～1000公里之间，原子氧离子比分子氧离子多。太阳的热核辐射波长0.15-4um之间，被地面吸收，又以3-120um波长向大气辐射，大气中的水汽、二氧化碳吸收长波辐射的能力很强。低层大气吸收了地面辐射后，又以辐射的方式传给上部气层，地面的热量以长波辐射方式一层一层地向上传递，致使大气自下而上增热。大气是由多种成分组成的混合气体，除去水汽和杂质的空气称为干燥清洁空气。大气层中空气质量的分布不均匀，随高度的增加，空气密度逐渐变小。在超过1000～1400km的高空，气体非常稀薄。根据大气在垂直方向上的温度、组成与物理性质、太阳辐射进入大气后产生热效应以及大气圈由于太阳辐射的光致电离，在结构上整个大气从上到下大致分为五层：散逸层、热成层(电离层)、中间层、平流层和对流层。

散逸层的大气极为稀薄，气温高，分子运动速度快，高速运动的粒子能克服地球引力的作用而逃逸到太空中去。热成层(电离层)从距地表60公里到距地表500～1000公里之间，这一层空气更加稀薄，气体在宇宙射线作用下处于电离状态，受光致电离较盛，形成了电离层。在电离层中，中性分子的数密度较大，离子运动受中性分子运动的干扰较大，难以受地磁场的控制。但在太阳辐射中短于0.1微米的电磁波，从大气顶深入到距地表约90公里，白天约60公里的过程中，使大气光致电离的同时，也被大气吸收而不断削弱，从而难以透入到距地表60公里以下的大气中，致使60公里以下的大气几乎无光致电离过程，大气保持了中性，形成了温度随高度增加而递减的中间层。在距地表12公里和50公里高度之间，气温随高度而升高，形成了平流层。平流层内空气干燥，几乎没有水汽和尘埃，大气透明度好。平流层的空气无垂直对流运动，主要是平流运动。自地面向上到约12公里处，温度随高度而递减，形成了对流层。对流层是大气圈中最接近地面的一层。对流层集中了占大气总质量75％的空气和几乎全部的水蒸气，是天气变化最复杂的层次。

对流层和中间层都是下热上冷的温度结构，所以对流较盛，其间夹有一个下冷上热的较稳定的平流层，但平流层温度向上递增的现象不及其上下层的温度向上递减现象显著，综合分析对流层、平流层和中间层，可知湍流混和作用是主要的。

对流层是大气层中的最底层，由于上升气流的不均匀性而形成许多涡旋气团，使温度、湿度不断变化，在涡旋气团内部及其周围的介电系数由随机的小尺度起伏，形成了不均匀的介质团。在对流层中除了有规则的空气流动外，经常存在着湍流运动。一般说来，和液体一样，气体的运动可以是片流，也可以是湍流。片流的特征是有规则性，一层相对于另一层，以一定的速度运动，而湍流是及不规则的，在任何时刻，空间任一点出的气流速度都是以随机方式，在某平均值附近脉动，并且这种脉动速度可以和平均速度向比拟。