Factores meteorológicos que causan la propagación de la contaminación del aire
Un factor meteorológico importante que afecta a la propagación de la contaminación del aire es la turbulencia atmosférica. La llamada turbulencia atmosférica se refiere al movimiento irregular de la atmósfera a diferentes escalas en un corto período de tiempo. Se puede imaginar que la atmósfera está compuesta de vórtices (llamados vórtices turbulentos) de diferentes tamaños. Un vórtice turbulento grande contiene muchos vórtices turbulentos pequeños, y un vórtice turbulento pequeño contiene muchos vórtices turbulentos más pequeños. La escala de la turbulencia se puede subdividir en el nivel molecular. La turbulencia atmosférica se compone de estos vórtices turbulentos grandes y pequeños. Una nube de humo contaminado en flujo turbulento es arrastrada por diferentes remolinos turbulentos y se expande gradualmente. Las pequeñas turbulencias más pequeñas que el tamaño del grupo de humo contaminado no pueden cambiar la posición general del grupo de humo contaminado, pero pueden hacer que el borde del grupo de humo se desvanezca gradualmente y se puedan mover grandes vórtices turbulentos más grandes que el tamaño del grupo de humo contaminado; la posición de todo el grupo de humo, provocando humo contaminado. La curvatura y oscilación de la órbita instantánea del contaminante, que es comparable en tamaño al humo del contaminante, puede separarse y desgarrarse. El humo contaminante se separa, lo deforma y acelera su proceso de difusión. Hay turbulencias de varias escalas en la atmósfera. El efecto combinado de varias turbulencias hace que los contaminantes se dispersen gradualmente mientras se mueven con el viento y se mezclen con el aire limpio circundante para diluirse.
La fuerza de la turbulencia atmosférica puede afectar directamente la capacidad de la atmósfera para difundir contaminantes. El estado de la superficie subyacente afecta la intensidad de la turbulencia atmosférica: si la superficie subyacente es rugosa y ondulada, la turbulencia es fuerte; si la superficie subyacente es lisa y plana, la turbulencia es débil; La distribución de la temperatura atmosférica a lo largo de la dirección vertical también afecta la intensidad de la turbulencia atmosférica. Este efecto se determina comparando la tasa de cambio de la temperatura atmosférica con la altura (tasa de atemperamiento vertical) Γ y la tasa de atemperamiento adiabático seco Γd. El valor de Γd es 0,98°C por 100 metros, es decir, la temperatura disminuye 0,98°C por 100 metros. Cuando Γ>Γd, la turbulencia tiende a aumentar, la atmósfera está en un estado inestable y la capacidad de difusión y dilución de los contaminantes es fuerte; cuando Γ<Γd, la turbulencia tiende a debilitarse, la atmósfera está en un estado estable; la capacidad de difusión y dilución es débil cuando Γ = Γd, la atmósfera está en un estado de equilibrio neutro y los contaminantes se detienen dondequiera que sean empujados.
A través del experimento de difusión de nubes de humo trazadoras, o al observar las nubes de humo contaminante emitidas por las chimeneas, podemos ver que la forma de las nubes de humo cambia con las condiciones climáticas y las diferentes horas del día. Las nubes son consistentes con el estado de turbulencia atmosférica conectada (ver columna de humo).