城市气候学剖析.docx
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城市气候学剖析
前言
近几个世纪以来，全球人口急剧膨胀，而且有越来越向城市集中的趋势。
在城市中道路和建筑物鳞次栉比，参差不齐，形成了特殊性质的下垫面；工商业和交通运输频繁，是大气污染物的源地，在一定程度上改变了大气的组成成分；再加上城市中居民的生产和生活活动大量消耗能源，产生越来越多的人为热、温室气体和人为水汽进入大气。
因此，人类活动对气候的影响在城市中表现得最为突出，可以说城市是研究人类活动与气候关系的理想实验室。
所以，研究城市气候非常有实际意义，它一方面在论证人类活动与气候变化的关系上有着重要的理论意义，另一方面在城市气候预报、城市规划、城市建筑物设计、环境保护、能源使用、居民保健、城市灾害防御和生态平衡的改善上都有着非常重要的应用价值。
第一章绪论
第一节城市气候学的定义、研究对象和任务
一、什么是城市气候
1、城市气候：
是在区域气候背景之上，经城市化后，在城市这一特殊的下垫面和人类活动的影响之下形成的一种局地气候。
2、城市化地区的特点
⑴它是非农业人口高度密集的区域
据统计世界人口密度平均为每平方公里28人，而城市人口每平方公里却有数百人乃至数万人。
⑵它是高强度的经济活动区
城市交通发达，工业生产、商品流通和消费水平很高，使得生产资料、生活资料和能源使用都高度集中，高速运转，是人类高强度经济活动的所在，使城市环境发生了巨大的改变。
⑶它具有特殊的下垫面坚硬密实、干燥不透水
城市中人工建筑物、构筑物高度集中，以坚硬密实、干燥而不透水的建筑材料代替了原来疏松和植物覆盖的土壤或空旷的荒地。
道路纵横交错，建筑物参差不齐，使城市的轮廓忽升忽降。
这种“人为的立体下垫面”无论在物质构成上还是几何形状上都与郊区大不相同。
下垫面是气候形成的重要因素，它与空气间存在着复杂的物质交换和能量交换，又是下层空气运动的边界面。
它对空气的温度、湿度、风速、风向等都有很大的影响，这是导致城市气候与郊区不同的重要原因之一。
同时城市用地由于使用目的不同，又可分为不同的类型，各种用地的功能不同，其下垫面性质也相应地有很大差异，这是造成城市内部气候区域差异的主要原因之一。
⑷它是污染物、人为热、人为水汽的大量释放区
⑸城市的供水、排水方式与自然地表截然不同，从而影响其与大气的热量和水分的交换。
二、城市气候的研究范围
1、城市覆盖层：
城市建筑物屋顶以下至地面，属于“小尺度”气候，还可细分为建筑物气候、城市街道峡谷气候、住宅区气候、工业区气候、商业区气候等
2、城市边界层：
城市建筑物屋顶向上至积云中部高度，上限高度因天气条件而异，白昼和夜晚也不同，属于“中尺度”气候
3、城市尾羽层：
城市的下风方向郊区边界层以上至积云中间高度
4、乡村边界层：
在城市尾羽层下
城市气候学的研究对象就是包括这几层在内的局地气候。
三、城市气候学的研究任务
㈠城市气候观测
1、城市覆盖层内小气候观测
测点宜选择在不同性质的下垫面，不同功能区和不同走向、不同高宽比的城市街道峡谷中
2、城市、近郊、远郊乡村地面层对比观测
选择有典型意义的天气（如无云无风或微风），对城市中心区、边缘区、近郊区和远郊区有代表意义的测点进行同步观测。
3、城市和近郊区较大范围的三度空间观测
应用地面观测、低空探空系统、声雷达、平衡气球、双向测风仪等仪器同时在城市和附近郊区选择适当的东西向和南北向的测点进行同步三度空间的观测。
4、城市和近郊区下垫面特征的观测
可以进行直接观测，亦可利用航空遥感和卫星遥感图像进行分析，了解城乡下垫面的反射率、温度、植被和水分可用量等特征。
㈡分析城市各要素的特征及其相互关联性
在积累大量观测资料的基础上，分析城市日照、辐射、风速、风向、湿度、云、雾、降水和有关大气污染等方面的特征，揭示其周期性变化、非周期性变化和地区差异，研究各要素之间的相互关联和相互制约的规律性。
㈢研究城市气候的成因和过程
在掌握城市气候特征的基础上，从自然因素和人为因素两方面的结合上，研究城市气候形成的原因和过程，特别是要研究城市人类活动如何影响气候这个理论问题，如城市热岛、干岛、湿岛、浑浊岛和雨岛这“五岛”效应，城市雾的形成原因和过程等等。
㈣研究并建立城市大气覆盖层和边界层数值模式
城市气候的研究必须从定性走向定量，用数值实验的方法，进行控制不同物理过程和边界条件来模拟城市大气覆盖层和边界层中的风场、温度场和湿度场等要素变化的物理特性和污染物的扩散规律，达到了解城市气候的形成原因等理论问题的目的。
㈤探讨改善城市气候条件的途径
应用城市气候规律，采取必要的措施，控制大气污染物的排放，有意识地改造城市气候条件，使之向有利于城市居民生活和各项生产的方向发展。
㈥进行城市气候应用领域的研究
城市气候学的应用领域甚广，它与城市规划、建筑设计、能源利用、环境保护、城市水利建设、地下管道设计、城市医疗保健、城市气候资源开发、城市天气预报和城市气象灾害的防御等都有密切的关系。
第二节城市气候研究简史和新动向（自学）
第三节城市气候研究方法
一、历史对比法
为了研究城市化对气候的影响，对某些发展得比较快的城市，可以对比其多年气候资料，分析它在城市化前后和发展过程中气候的变化。
在应用此法时必须注意以下两个问题：
一是某一城市气候资料的来源，最好是出自同一气象站，或前后两站地理环境相差不大，所用仪器和观测规范是一致的。
二是在研究某一城市气候变化的历史时，还必须考虑在这段历史时间内由于大区域气候因子（如太阳黑子、大气环流等变化等）所引起的气候自然变化，要滤掉气候自然变化的因素才能显示“城市化”这个因子的影响。
二、周末与工作日对比法
利用同一气象站某些气象要素周末平均记录与工作日平均记录进行比较，求出两者的差值，从中可以看出城区人类活动强度不同时对城市气候的影响程度。
三、城郊对比法
应用城市气候资料与郊区同时间观测资料，进行对比，两者的差值可作为城市对气候影响的重要标志。
在应用此法时，必须注意以下几个问题。
首先，要注意城区站和郊区站的选址问题。
为了滤去自然地理因子的影响，两站必须具有相似的地形、海拔高度和区域气候条件。
其次，要注意观测时间的同步性和使用仪器的一致性。
此外，城市的影响会波及其下风方向的郊区站，最好在不同方位上都设有郊区对照站，以便在不同风向时，选择位于城市上风向的郊区站资料来与同时间城区站资料进行对比。
城、郊对比法是进行城市气候研究时经常使用的方法，在选择好适宜的城区站和郊区对照站之后，对主要气候要素的年际变化、季节变化和日变化都要进行对比，才能掌握城市和郊区气候周期性变化的异同。
四、城市内部不同性质下垫面对比法
城市内部具有多种不同性质的下垫面，在进行产生覆盖层气候研究时，最好先将城市内部下垫面按其不同功能、土地利用类型、建筑密度、不透水面积百分比、植被覆盖度等进行分类。
在不同类型的下垫面上设置观测点，可采用定点长期观测与短时期流动观测相结合的方法，观测其地表和城市覆盖层内不同高度的气象要素的分布和变化，分析其时空分布规律及其形成机制。
五、大小尺度因素相结合的方法
城市气候的形成不是孤立的，它本身的尺度虽是局地性的，但任何局地情况都受大尺度天气形势的影响。
当大型天气比较平稳，气压梯度小，无风或仅有微风，昼有晴空日射，夜晚无云时，则局地因素起主要作用。
城市与郊区以及城市内部下垫面性质不同的区域之间的差异，在这种天气下表现得最为明显。
相反，当大型天气气压梯度大，风力较强，阴云密布或有锋面降水时，则天气尺度的因素占优势，局地因素就被掩盖而不起主要作用，城郊气候差别不明显。
在大尺度天气中，风是控制局地要素的主要因子。
局地要素对大尺度天气最重要的反馈作用是影响当地的云量和降水。
在局地要素之间，有许多要素也是相互影响的。
例如局地的垂直温度分布和水平温度分布影响局地风的结构，风的结构又影响空气污染物浓度的分布等。
六、模拟实验法
为了确知城市化对气候的影响，还采用模拟实验法。
最常用的是将城市实况按比例做一模型，采用风洞试验，使带烟气流通过次城市模型，利用烟气活动观察上风方向、下风方向气流变化的情况。
七、数学、物理建模法
第一类为城市气候统计模式：
主要是根据城市与其邻近郊区大量观测资料，对某一城市气候特征进行回归分析，找出其相互关联的经验统计模式，最常见的是有关城市热岛强度的模式。
第二类是建立在动力学和热力学基础上的城市边界模式：
1、能量平衡模式
主要是研究发生在地—气界面上的能量收支等物理过程。
按照研究的范围不同，主要有简单的地面能量平衡模式和具有与上层边界层相互作用的边界层能量平衡模式。
2、混合层模式
主要是根据城市下垫面粗糙度、城市表面风速、城市热量输入以及在上风向乡村逆温强度等控制参数，模拟一个充分混合的城市边界层内温度结构及其对下风方向郊区影响所及的厚度。
3、动力学模式
根据流体动力学方程、热力学方程，有时兼用辐射方程来模拟城市大气边界层的平均温度场、流场和湍流特征。
八、应用气候学研究法
例如在城市规划中如何合理布局，安排好工业区与居住区的位置，尽可能减少居住区受到大气污染。
又例如城市建筑结构设计需要根据城市风压数据，日照、风向来确定城市建筑物的最佳和适宜的朝向及建筑间距。
再例如城市排水管道系统的设计，需要当地长期的降水资料，特别是暴雨值作为依据。
第二章城市的大气
第一节城市的大气成分及大气污染概况
一、城市的大气污染
1、自然界近地面大气层的成分：
干洁空气、水汽及气溶胶粒子
2、大气污染
⑴大气污染：
是指排入大气的污染物或由其转化的二次污染物的数量、浓度及在空中的滞留时间达到了妨碍人体健康、影响动植物生存以及损坏各种设备、器皿，即破坏自然环境的危害现象。
⑵造成大气污染的有自然过程和人为因素两种。
一般说来，由于自然环境本身所具有的自净作用，会使自然过程造成的污染在一定时间后自动清除，因此人类的生产活动和生活活动成为大气污染的主要根源。
⑶大气污染的主要过程由污染物排放、大气传播、人与物受害三个环节构成。
二、城市大气污染源
城市中大气污染物的来源分为固定源和流动源两种。
㈠工业生产
这是大气污染的主要来源，由于工业生产的性质、规模、原材料、产品以及工艺过程各有不同，对大气的污染程度也各有差异。
火力发电厂是最大的污染源，其次是钢铁厂、有色金属冶炼厂、焦化厂，再次是化学工业。
污染物的排放途径主要有：
1、燃料的燃烧。
煤和石油是重要的工业燃料，在燃烧过程中释放出不少有害物质，主要有烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烃类以及重金属等。
2、生产过程中排放的废气。
例如石油在裂解过程中会排放出二氧化硫、一氧化碳、烃类等。
㈡生活炉灶与采暖锅炉
这些设备燃烧效率很低，耗用的原煤不加处理，因此排放的有害物质数量较大，特别是在采暖季节，用煤量倍增，如遇不良的气象条件，释放出的烟尘及二氧化硫等污染物无法扩散，积聚在低层，造成危害。
㈢废物焚化
主要指固体废物的焚化，以烟尘、二氧化碳及其他有毒气体的排放为主。
㈣交通运输
机动车排放出的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物的数量相当可观。
例如日本东京，汽车对氮氧化物的贡献占70%，工厂只占30%。
而且机动车排放高度低，直接危害人体健康。
为了控制和改善大气质量，防止生态破坏，保护居民健康，世界上许多国家均先后制定了相应的空气质量标准，对空气污染物的浓度值作了规定。
我国在1982年也颁布了大气环境质量三级标准，根据这个标准，大气质量分为三类：
一类区为自然保护区、风景游览区、名胜古迹区、疗养地等，空气质量最好；二类区为城市规划中的居民区、商业交通居民混合区、文化区、、乡村等，空气质量较好；三类区为大气污染比较严重的城镇和工业区及城市交通枢纽、干线等，空气质量较差。
这三类区分别对应于三级标准，如一类区执行一级标准，以此类推。
三、城市中的大气污染物
㈠气溶胶状态污染物
在大气污染中，气溶胶是指悬浮在空气中沉降速率很小的固体和液体微粒。
按其来源和物理性质，主要可分为粉尘、烟尘和雾滴。
1、粉尘：
工业生产排放出的废气中含有的固体微粒，从0.1到几百微米
2、烟尘：
由冶金或化学过程形成的固体粒子气溶胶或由燃烧过程产生的飞灰和黑烟，粒子直径为0.01至1微米左右
3、雾：
是气体中液滴悬浮物的总称
通常情况下，还根据大气中的粉尘（或烟尘）颗粒的大小，将其分为三类，粒径小于10微米的称为飘尘，粒径大于10微米的称为降尘，而粒径小于100微米的所有颗粒称为总悬浮颗粒物。
降尘在空气中停留时间短，大部分在污染源附近降落。
而飘尘在空气中可以悬浮很长时间，且分布广，影响很大。
飘尘中约有一半以上是小于2微米的颗粒，并且大部分在5微米以下，能通过呼吸道浸入人体，或沉积于肺泡，会吸收到血液及淋巴内，从而危害人体健康。
㈡气体状态污染物
1、气态污染物的种类
气态污染物是以分子状态存在的污染物，大部分为无机气体，常见的有：
①含硫化合物：
主要是二氧化硫，它是目前城市大气中分布很广，影响很大的气态污染物，在研究城市大气污染时常以它的浓度作为大气污染的指标。
根据目前的研究，二氧化硫的光氧化是大气中三氧化硫和硫酸雾的重要来源，而硫酸雾引起的刺激作用和生理危害，要比二氧化硫气体强烈得多。
②含氮化合物：
主要是一氧化氮、二氧化氮，而后者的毒性是前者的5倍，当二氧化氮参与大气中的光化学反应，形成光化学烟雾后，其毒性更强。
③碳的氧化物：
主要是一氧化碳和二氧化碳。
④碳氢化合物：
主要来自燃料燃烧和机动车尾气排放，其中的多环芳烃类物质，如苯并a芘是致癌能力很强的物质。
碳氢化合物的危害还在于它参与大气中的光化学反应，生成危害性更大的光化学烟雾。
⑤卤素化合物
一次污染物：
是指直接从污染源排放到大气中的原始污染物
二次污染物：
是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。
2、城市的光化学烟雾
⑴光化学烟雾：
是由汽车尾气或石油化工及炼制业大量排放的一次污染物（氮氧化合物和碳氢化合物）在强光照射下，经光化学反应而形成的一种浅蓝色烟雾，其主要成分是臭氧、醛类和过氧乙酸硝酸酯。
⑵形成过程
空气中的氮气通过燃烧之类的过程被氧化生成一氧化氮，然后被氧化成二氧化氮，对流层中的近紫外线和部分可见光可使N—O键断裂生成原子氧，在大气中的催化剂的作用下与氧气结合生成臭氧。
汽车尾气中大量的碳氢化合物在近紫外线的作用下，可分裂为自由基（不含成对电子的原子或原子团），立刻与一氧化氮发生反应生成二氧化氮，于是臭氧就残留在空气中，并且浓度逐渐增加，造成危害。
同时臭氧能与碳氢化合物1，3丁烯在光能作用下形成醛类。
一些碳氢化合物的自由基还可与二氧化氮反应生成过氧乙酰硝酸酯。
⑶形成条件
①当地排放的一次污染物（氧化氮和碳氢化合物）的浓度
②太阳光的强度
③气象条件：
大气稳定度、气温、相对湿度和风等
④其他地理环境因素
四、城市大气污染的差异和变化
㈠城市大气污染的地区差异
1、基本无污染的城市
冰岛首都雷克雅未克利用其得天独厚的地热资源发电、取暖，很少使用煤和石油，全市没有一根烟囱，是一个天然暖气化的的无烟城市。
2、几个著名发达国家城市的大气污染状况
许多发达国家对城市大气污染的认识要早于发展中国家，解决城市大气污染大体经历了三个阶段：
第一阶段着重解决尘的问题；第二阶段全面解决二氧化硫问题；第三阶段着手解决氮氧化物和光化学烟雾问题。
⑴日本
⑵欧美城市
3、我国情况
我国的大气污染仍是以粉尘、二氧化硫为主要污染物的煤烟型污染。
其宏观规律为：
一是北方城市污染程度重于南方，尤以冬季最为明显；二是大城市污染发展趋势有所减缓，中小城市污染增长超过大城市；三是污染程度与人口、经济、能源密度及交通密度呈正相关；四是大气污染有冬季重于夏季，早晚重于中午的时间变化规律。
因此，大气中的主要污染物仍是来自燃料燃烧，燃煤方式不合理乃是造成空气污染的症结所在。
㈡城市大气污染的变化
1、煤炭型
⑴污染物：
主要是燃烧煤炭产生的大量烟气、粉尘，其中一次污染物是二氧化硫、各种金属氧化物和碳粒，二次污染物是二氧化硫被氧化生成的硫酸以及再反应生产的盐类
⑵年变化：
冬季最强，夏季污染最小
⑶日变化：
双峰曲线
⑷形成条件：
高相对湿度和低温条件
2、石油型
⑴污染物：
主要是来自石油和石油化工产品及各种机动车排放的废气，主要的一次污染物是氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等，它们在强光的照射下由光化学作用生成二次污染物臭氧、过氧乙酸硝酸酯等
⑵年变化：
夏秋季最浓，冬季最淡
⑶日变化：
单峰曲线，中午最大，傍晚最小，夜晚为零
⑷形成条件：
低相对湿度和高的环境温度条件下通过阳光的作用发生，高于60度维度的地区，不易发生，北纬30~45度的带状区域如日、美等易发生
3、混合型
4、特殊型
第二节城市大气污染与气象条件
城市大气是否会发生污染以及污染的浓度和分布如何，一方面取决于污染源的多寡、性质和排放强度，另一方面还要根据当时当地的气象条件而定。
在不同的气象条件下，同一个污染源造成的地面污染浓度可相差几十倍乃至几百倍，其影响的区域也可以完全不同，且污染物的性质亦可产生质的变化。
气象条件对大气污染物所产生的重大影响表现在许多方面，其中主要为：
大气对污染物的稀释扩散能力随着气象条件的改变而发生巨大的变化；气象条件对大气污染物的物理和化学转化过程有显著的影响和大气状况对污染源本身的影响等。
一、对大气污染物的积聚和扩散作用
㈠风和湍流的影响
风的第一个作用是整体的输送作用，污染区总是在污染源的下风方向，在污染源的下风方向污染物的浓度要比其他方向大得多。
风的另一个作用是对污染烟气的冲淡稀释作用，风速越大，单位时间内与烟气混合的清洁空气越多，所以污染物浓度与风速成反比。
在近地层，风速随高度的变化还与湍流的强度和性质有关，对扩散产生间接作用。
总之，风大和湍流强时扩散稀释速率快，污染浓度低。
国内外大量的研究都表明，在城市中严重的大气污染现象都出现在微风和静风时，一般都在风速≤2m/s或＜3m/s时。
而当风速＞6m/s时，空气中污染物稀释扩散较快，除特别强的污染源附近外，就很少有严重污染现象。
在近地面的大气层中，大气运动很少是平稳的片流，在绝大多数情况下具有不同于主流方向的各种尺度的次生运动或涡旋运动，在气象学上称这种不规则的运动为湍流。
湍流运动的直接后果就是造成流场各部分之间的强烈混合，使污染物从高浓度区向低浓度区输送，使之逐渐被分散、稀释，我们称这样的过程为湍流扩散过程。
按照湍流形成的原因，近地层大气湍流可分为两种：
一种是由于垂直方向温度分布不均匀引起的热力湍流，其强度主要取决于温度层结；第二种是由于垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙引起的机械湍流，它的强弱主要与风速梯度和下垫面粗糙度有关。
城市下垫面的粗糙度远远大于临近的郊区农村和旷野平原，当城市中低层风速增大时，由于粗糙下垫面的作用可形成很强的机械湍流，有利于污染物的稀释扩散。
反之，风速减小，湍流变弱，则有利于污染的累积。
但实际情况并非都是如此的简单，观测表明，如果风速剧增，在烟囱的下风方向近地层反而会出现较高的污染浓度。
这是因为烟囱下风方向近地面空气污染浓度不仅与风速有关,也与烟囱的有效高度有关。
而烟囱的有效高度是指烟囱的实体高度与烟气上升高度之和,也就是烟流中心线完全变成水平时的高度。
烟囱有效高度越高,下风方向地面污染浓度越小,但随着风速增大，烟气离开烟囱口以后的上升高度随之降低,从而使烟囱有效高度也随之降低,这样就会使地面附近污染浓度增大。
这个效果正好与风速对污染浓度的影响效果相反。
所以当风速增大到某一定值时,在烟囱附近的下风方向,就有可能出现最高的地表污染浓度。
特别是当烟气从烟囱口排出的速度小于风速时,烟气就在烟囱背后发生涡流,在附近建筑物的影响下,涡流卷入涡旋,急速降落地面形成为下曳气流，造成附近下风方向近地层空气严重污染。
㈡温度层结的影响
温度层结是指大气在垂直方向的温度梯度，它是大气垂直运动稳定度的标志，与大气湍流运动的强弱密切相关。
大气是否稳定以γ与γd的值来判别，γ是气温直减率，γd是气温干绝热递减率，大气中的空气团在绝热上升过程中，每升高100m温度降低0.98℃。
当γ>γd时，由于上升的气块比周围大气温度高，因而产生浮力，即在运动方向上继续上升，此时空气层处于不稳定状态（不稳定层结）；当γ<γd时，上升气块比周围大气温度低，气温随随高度降低很少，甚至还有逆温出现，此时空气层处于稳定状态（稳定层结）；当γ=γd时，上升或下降的气块与周围大气没有温差，这时大气呈中性状态（中性层结）。
温度层结是影响污染物在大气中扩散的极重要的热力学因子，对烟流扩散形态有重要影响。
⑴全层不稳定型（波浪型）：
在地面和烟气所及高度的空气层内，γ>γd，全层处于不稳定状态。
排入大气中的烟气由于湍流混合作用强，沿着主导风向向下风向流动扩散很快，形成波浪型。
烟气在离烟囱较近的地方就扩散到地面，最大地面浓度比稳定条件下更高，但随距离增加很快降低。
这种情况一般多出现在夏季或者其他季节的晴天或午后。
城市中由于热岛效应，再热岛区对流旺盛，出现这种类型的频率比郊区多。
⑵全层中性（锥型）：
当γ=γd，大气处于中性稳定状态，垂直方向和水平方向湍流强度差别不大，但湍流强度比不稳定时小，比平展型大。
这种情况多出现在阴天中午或风力较大的夜间。
⑶全层稳定（扇型）：
当γ<γd时，全层气温直减率极小或出现逆温，大气处于稳定状态。
垂直湍流受到抑制，烟气的上下流动小，象扁平的飘带伸向远方，又称为“平展型”。
如果从高处往下看，烟气则呈扇型展开。
对于高架源，在近距离地面上不会造成污染，而在远方造成污染；但对于低架源，在近距离地面会造成严重污染，这种情况多发生在晴天风小的夜间或早晨。
⑷下层稳定上层不稳定（屋脊型）：
烟囱高度以下，气温直减率小或出现逆温，而上层气温直减率大，气温层结曲线中途回折。
这是白天向夜间过渡的一种类型，在日落后不久可以见到。
因空气下层稳定，烟气不向下扩散，而向上方不稳定层扩散，形成屋脊型，地面可免受污染。
⑸下层不稳定上层稳定（熏烟型）：
气温层结曲线亦发生曲折，但曲折方向与上述情况相反，下层直减率大，上层出现逆温。
在这种气温层结下，烟囱上面有稳定层抑制烟气向上方扩散，好像盖上了一个锅盖，烟气被迫下沉。
下面又是不稳定层，湍流扩散强烈，大量烟气弥漫在下风地面处，造成严重污染。
这种情况多出现在日出后风力微弱的一段时间内。
因为头一天夜间地面辐射冷却，在近地面层空气出现辐射逆温，日出后地面受热增暖，逆温层逐渐由下向上被破坏，当破坏到烟囱高度时，夜间积集在烟囱高度层内的污染物突然随强烈湍流向下扩散，所以容易造成地表严重污染。
㈢天气形势的影响
天气形势是指大范围的环流形势与不同类别天气系统分布的概貌。
多数学者的研究指出：
在反气旋的天气形势下，一般天气晴朗，有下沉逆温，风小，污染物不易扩散，往往造成较大的污染浓度；在气旋形势下，一般风速较大，有上升气流，气层往往不稳定，有利于污染物的稀释扩散，造成污染的机会较少。
如果遇上较为激烈的天气系统，如冷锋过境，伴有大风和降水，则会导致污染浓度降低。
必须指出的是在注意大尺度天气系统对局地污染影响的同时，特别需要看到中小尺度流场对于污染物浓度分布的重要作用，才能对一些特殊现象作出合理的解释与分析，如局地气流的辐合辐散，气流过山的背风漩涡、海陆风现象以及城市热岛环流等，都应引起足够的重视。
二、对大气污染物的冲洗和凝聚的影响
㈠降水的冲洗作用
降水对于污染物有冲洗作用并对空气有净化效应，这首先是由于雨、雪在其下降过程中能捕获一部分颗粒状污染物质，使之一起下落到地面，把它们从大气中清洗掉。
其次，降水还可以将能溶解于水的气体污染物
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