烟气不仅包括燃烧排出的烟尘，同时也包括工业废气。烟气从烟囱排入大气后，逐渐与周围大气混合，污染物的浓度随之下降，这一变化过程称为烟气的扩散稀释。

对烟气的扩散稀释起决定性影响的因素是风与湍流。风不仅对污染物起着转移输送作用，相邻空气层或团块之间的相对运动还能产生湍流，从而降低大气中污染物的浓度。风的方向决定污染物迁移的方向，因此污染区常位于污染源的下风侧。湍流是空气的不规则运动。污染物在大气中扩散，主要靠湍流的作用，它使烟气逐

渐与周围大气混合。影响大气湍流强度的主要因素是风速梯度、地面粗糙度及气温的垂直分布等。

由于受到地面粗糙度的影响，距地面越近，风速越小，形成一定的梯度。下图所示为风速随高度变化的曲线。地面粗糙度越大，相邻气层之间的摩擦作用越强，湍流强度越大，烟气扩散稀释越容易。

图1 风速随高度的变化

不同高度的大气层因受热强度不同形成一定的密度差，从而引起热量与动量的流动，使大气湍流增强。由于大气压力随高度降低，在绝热状态 (不与外界发生热交换)下，上升空气团的体积将膨胀，其温度也随之下降。干空气与未饱和的湿空气的绝热递减率γd约为1℃/100m，即每上升100m时温度降低1℃。由于日照的昼夜变化、地面的冷热辐射、地形及冷暖气流运动等因素的影响，大气温度的实际垂直递减率γ可能大于、等于或小于γd。γ<γd称为超绝热递减; γ>γd称为亚绝热递减。若气温随高度升高而升高则称为温度逆增 (气温逆增)，简称逆温。当γ<γd时，作绝热膨胀的上升气团总是处于比它密度大的空气中，因而受到向上作加速运动的浮升力作用; 作绝热压缩的下降气团总是进入比它的密度小的空气中，因而受到向下作加速运动的沉降力作用。在这种情况下，大气处于热不稳定状态，垂直混合强烈，湍流强度大，大气的扩散稀释能力强。反之，在亚绝热递减状态下(尤其是出现逆温时)，γ>γd，作绝热膨胀的上升气团总是进入比它密度小的空气中，沉降力将力图使它回到原来的位置; 作绝热压缩的下沉气团将进入比它的密度大的空气中，浮升力将力图使它回到原来的位置。这时大气处于热稳定状态。垂直混合受到压抑，湍流强度小，大气的扩散稀释能力弱。当γ=γd时，上升与下降气团都处于与它本身的密度相同的空气介质中，既未受到继续向上运动所需的浮升力，又未受到继续向下运动所需的沉降力，气团处于随遇平衡状态。大气的湍流强度与扩散稀释能力均处于前述两种状态之间，大气处于中性状态。

随着大气层垂直温度结构的变化，从一烟囱或排气筒排出的烟气在大气中的扩散有如下几种主要类型。

图2-A为大气的实际递减率γ小于干绝热递减率γd的不稳定状态下的情况。由于大气的垂直混合强烈，烟气扩散速度快。最大地面浓度点至污染源的距离近，污染物落地浓度较高，但浓度随距离衰减较快。这一情况多见于日照强度较大的晴天的中午。

图2 烟气在大气中扩散稀释的几种类型

图2-B为γ接近于γd的近中性状态下的情况。烟气流呈锥形。大气的湍流强度，烟气扩散速度与相应的落地浓度都较前一类型低。这一情况多见于日照强度较低的阴天或多云的白昼及风速较大的夜间。

图2-C为温度逆增时的情况，此时大气的垂直混合受到压抑，烟流只能在水平方向扩展，呈扇形。污染物的扩散速度较慢，污染源附近地面浓度较低。但由于扩散稀释缓慢，污染物在大气中聚积。故在这种情况易形成较大的污染。

图2-D为烟流水平轴线上方不稳定而其下方有温度逆增的情况，在这种情况下，烟流向下的扩散受阻但可向上扩散，因此地面大气中污染物浓度较低。这一情况多出现于日落后近地层出现接地逆温，但尚未影响到高层大气或高层大气受冷气流影响的情况。

图2-E为烟流轴线上方为逆温而其下方的垂直递减率大于γd的情况。此时，由于存在逆温，烟流向上扩散受到限制，但可以向下扩散。故污染源附近地面浓度较高，可形成较严重的污染。这种情况一般在夜间有强逆温层后的次日出现。白天地面受到日照后温度升高较快，逆温层自下而上开始破裂，出现下层不稳定而上层稳定的情况。