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[杂谈]让我们再来谈谈霾

大气之象  · 知乎专栏  ·  · 2017-01-24 16:08

正文

上篇文章 中,我已经就各位小伙伴的关心的一些问题做了解释。在本篇 [杂谈] 中,我会从另一个角度入手为各位解释霾。

一、这是一道小学数学题

1 、或许各位还一直对小学里一边进水,一边放水的“ 疯狂泳池管理员 ”有所印象。

题目通常是这样的(已略去单位)

已知泳池的体积是V,进水口进水的速度是a,出水口出水的速度是b。如果一边进水一边出水,那么泳池的情况会是怎样?

我们都知道用泳池的体积除以进水速度和出水速度的绝对值,就是泳池装满或排空的时间T。

T=\frac{V}{\left| a-b \right| }

2 、我现在对这道小学的数学题进行变化

在一个体积为V的房间里,原本有N个小球,有一个进口一个出口,进口以 a 个/s的速度向房间里均匀输送小球,出口以b个/s的速度从房间里清除小球。

求经过时间T(s)后在这个房间中单位体积里小球的个数ρ。

理想情况 :设小球在房间里均匀分布,小球体积可以忽略不计,时间T时房间里仍然有小球)。

这依旧是一道小学就可以解决的题目 ,在小学这样的表述可能稍难了一些。而到了中学接触了密度的概念,就知道我在 模拟密度的概念

公式是这样的

\rho =\frac{N+T\left( a-b \right) }{V}

3、对于 污染物 来说

如果说 小球 相当于 污染物

如果说 进水口 相当于 污染物向大气的排放

如果说 泳池或房间的体积 相当于 大气自身能承载污染物的能力

如果说 出水口 相当于 大气清除污染物的过程

那么对于上面的题目是不是就可以有了新的理解呢。


二、在污染小球模型下对一些问题的解释。

对于这个小球模型(名字是我起的。。。。),我再重复一下内容

在控制变量的情况下

原始污染物含量(N)越大,越严重。(工业区、长时间污染区)

输入速度(a)越大,越严重。(工业区、城市市中心)

输出速度(b)越大,越不严重。(大风区、海洋)

承载能力越小,越严重。(高压控制区、逆温层存在且很低)


了解了之后,我们来看看关于雾与霾(主要是霾)的有关事件:

1、一些标题:天啊!欧美地区也有雾霾,罕见!

在小球模型下, 欧美地区的特点 是: N、a都比较小,这使得污染密度很难提高

而在某些 天气背景 下导致大气清除污染物的能力弱( b减小 ),大气承载污染物的能力也变弱( V减小 )。随然a很小,但是如果b变得更小,而且V也在减小。那么在 经过时间的积累后 ,污染也会变得严重。

所以,欧美等地区也是会有污染天气的,但是频率很小(谈不上罕见),加上a-b的值很小,导致污染不会非常严重。

同时,这张图也适用我国蓝天后,稳定天气系统的回归使得霾回归。







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