几种大气污染扩散模式的应用比较
大气污染物的扩散与气象条件2
气象条件对大气污染物扩散的影响
7、天气形势
一般的污染物高浓度往往出现在准静止反气旋控制的区域内。 这类反气旋的结构特征为地面是高气压，高空有暖温度脊与 之相伴。在这种情况下，一般天气比较晴朗，风速 较小，并 伴有空气的下沉运动，往往在几百米或1〜2 km的高度上形 成下沉逆温，阻止污 染物的扩散，抑制湍流的向上发展，容
气象条件对大气污染物扩散的影响
(3)扇型。当气温自下向上增加，大气处于稳定状态，一般风速微弱，烟 气在逆温层内只能在水平方向呈扇型逐渐散开，扩散极慢。 这种烟形的大气污染物可传输到很远的地方，如遇山丘或高建筑物 则发生下沉作用，以致对该地区造成严重污染。 如果污染源排放的烟羽髙度高于逆温层，则近源处地面的污染物浓低； 如果污染源排放的烟羽位于逆温层内，则污染物难以稀释扩散，易造成
大气污染。其多发生在晴天的夜间或清晨，风速 较小的情况下。
气象条件对大气污染物扩散的影响
(4)熏烟型。 在烟囱顶部以上的大气层处于稳定状态，烟囱高度以下的大气层处于
不稳定状态，此时上面的逆温层好像一个“锅盖”，使污染源排放的烟 气不能向上扩散，而只能大量下沉，在下风向地面造成严重污染，许 多烟雾事件均是在此条件下形成的。这种烟形通常发生在冬季日出后 1~2 h，持续时间约0.5〜1 h。
夜间：山坡降温快，山坡冷空气流向谷底——山风
处于山谷地区的污染源很难扩散，早期一些大气污染事件都 发生在山区，马斯河谷烟雾事件。如今人们认识到这一常识， 山区成为旅游胜地，而不再是建造工业企业的胜地。
山谷风
山谷风：谷风
精品课件！
精品课件！
山谷风：山风
复杂风场对大气污染物扩散的彩响
复杂风场对大气污染物扩散的彩响
大气扩散模型及其应用研究
大气扩散模型及其应用研究近年来，大气污染问题在许多城市愈发严重，给人们的生活和健康带来了巨大的威胁。
为了更好地了解和控制大气污染的扩散过程，科学家们提出了一种称为大气扩散模型的研究方法。
大气扩散模型是一种数学模型，通过模拟和预测大气污染物的传播和分布，为环境管理人员提供科学依据。
在大气扩散模型的研究中，常用的一种是气象数据驱动的模型。
通过分析风速、风向、温度和湿度等气象参数，可以确定大气污染物的扩散范围和浓度。
这些模型通常基于气象监测数据，使得模拟结果更加准确可靠。
此外，大气扩散模型还可以考虑到地理条件、气体的化学性质以及颗粒物的大小分布等因素，提高对污染物传输和转化过程的模拟精度。
大气扩散模型在环境管理中有着广泛的应用。
首先，它可以用于评估和预测大气污染的程度和影响范围。
通过建立污染物扩散模型，可以确定污染源对周边地区的影响程度，并且可以提前预警，制定相应的控制措施，从而降低环境污染的风险。
其次，大气扩散模型可以用于源地识别和解析。
通过分析实测数据，结合模型模拟的结果，可以确定大气污染源的具体位置和贡献程度。
这对于环境管理者来说是非常重要的，因为它可以帮助他们更有针对性地制定污染控制策略，减少污染源的排放，改善环境质量。
此外，大气扩散模型还可以用于紧急情况下的应急管理。
在如化学泄漏、火灾等突发事件发生后，通过模型的运算和分析，可以快速评估和预测事故产生的污染物扩散路径和范围，提供决策参考，减少可能的危害。
值得一提的是，大气扩散模型的发展离不开计算机技术的支持。
计算机模拟的速度和精度的提升，使得模型能够更加准确地模拟大气的运动和污染物的传输，为环境管理者提供更多的数据和决策支持。
然而，虽然大气扩散模型在环境管理中有着重要的应用，需要指出的是，模型的可靠性和准确性仍然是一个挑战。
现实生活中，大气条件的变化和复杂性往往会对模型的精度产生一定的影响。
因此，我们需要不断地优化和改进模型算法，结合实测数据进行验证和修正，以提高模型预测的准确性。
大气环境污染物的迁移与扩散
大气环境污染物的迁移与扩散大气环境污染物是指在大气中存在的并对环境和人类健康造成负面影响的物质，包括但不限于颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物和重金属等。
这些污染物的迁移与扩散过程对于评估和治理大气污染至关重要。
本文将探讨大气环境污染物的迁移与扩散机制、影响因素及相关治理措施。
一、迁移与扩散机制1.湍流扩散湍流扩散是大气污染物迁移与扩散的主要机制之一。
大气中存在着各种气流运动，如对流和湍流。
污染物的扩散过程会受到这些气流运动的影响，形成不同尺度上的湍流涡旋，使得污染物在大气中的传输产生随机性。
2.稳定层限制稳定层限制是另一个影响大气污染物扩散的重要因素。
稳定层限制时，大气中的温度垂直分布呈现逆温趋势，导致污染物在较低的空间高度上聚集，难以扩散到更高空间层次。
3.地理地形地理地形对大气污染物的迁移与扩散也有显著影响。
山脉、山谷和海洋等地形特征会改变风向和风速，影响大气污染物的传输路径和速度。
二、影响因素1.气象条件气象条件是影响大气污染物迁移与扩散的关键因素之一。
风向、风速、温度和湿度等气象要素都会对污染物的传输路径和速度产生重要影响。
2.排放源强度和位置污染物的排放强度和位置直接决定了污染物释放到大气中的数量和速率。
高排放源和密集排放源会导致周围地区的浓度升高，使得污染物在迁移和扩散过程中产生更大的影响。
3.化学性质不同污染物的化学性质有所不同，这会影响它们的迁移与扩散行为。
一些污染物在不同环境条件下会发生化学反应，形成新的物种，进而影响它们的迁移和扩散特性。
三、治理措施1.源头治理源头治理是最为有效的大气污染物治理措施之一。
通过控制工业排放、交通尾气和机动车污染等措施，减少大气污染物的排放量，从根本上降低污染物的迁移与扩散程度。
2.空气净化技术空气净化技术可以有效去除大气中的污染物，改善空气质量。
常见的空气净化技术包括静电吸附、活性炭吸附和光催化等方法。
3.政策与法规完善的政策与法规对于大气污染物的治理至关重要。
大气污染物扩散模式的应用研究综述
于不 同尺度 的污 染 物 扩散 研 究 ， 中 不少 模 式 经过 其 验证都 获 得 了较 好 的结 果 ， 内 的相 关 研 究 中尤 其 国 以高斯 类模 式 的应用 最 为广泛 。
笔
染 物扩 散模 式 的应 用 ， 合 模 式 的理 论 核 心 以及 应 结
用 特征 ， 目前 常用 的扩散 模式 以 高斯 公式 、 将 拉格 朗 日方 法 、 欧拉 方法 为基础 分 ３类进 行 阐述 ， 针 对模 并 式 的适用 范 围（ 中小 尺度 或 大尺 度 ） 地 形复 杂 度 、 、 污 染 物 扩散 的短 期／ 长期浓 度 以及 瞬 间／ 续排 放 的 污 连
工业 污染 源 的排 污对大 气环 境质 量 有直 接 的影 响， 同时也 直 接影 响 了周 围居 民 的身体 健 康及 生 活 。 但 由于高 成本 和 相 关 实 验 的难 度 ， 污 染 物 浓 度 进 对 行 准确 的动 态分 时 空 监 测 不是 十 分 可 行［５。 因 此 】∞ ， ］ 大气 污染物 扩散 模式 被广 泛地用 来 模 拟预 测污 染 物 的扩 散分 布情况 ， 估大气 环境 质量 。 评
关 键 词 工 业点 源 污染 物 扩散 模 式
Ａ ｅ ｉｗ ｈ ｅ ｅｏ ｒ ｖｅ ｏｆｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｎｄ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆ ａｒ ｐｏ ｌｔ ｎｔｄｉｐ ｒ ｉｎ ｄｅｓ ＣｈｉＹａ ｎｔａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｉ ｌｕ ａ ｓ ｅ ｓｏ ｍｏ ｌ ｎｙａ ， ｎ Ｚｈａ ｎｇ ｕｉ ａｎ Ｈ ｙｕ ． （ ． １
ｔｄ ｅ ．Ｔｈ ｕ ｔ ｂ ｌ ｙ ｏ ｈ ｄ ｌ ｕ ｄ ｒｄ ｆｅ ｅ ｔｋ ｎ ｓｏ ｏ ｄ ｔｏ ｓ ｗａ ｏ ａ ｅ ｒ ｍ ｈ ｏ ｎ ｆ ｉｗ ｆａ ｐ ｉａ ｅ ｓ ｉ ｉ ｔ ｆｔ ｅ ｍｏ ｅｓ ｎ ｅ ｉｆ ｒ ｎ ｉ ｄ ｆ ｎ ｉｉｎ ｓ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｆｏ ｔ ｅｐ ｉ ｔｏ ｅ ｏ ｐ ｌ ～ ａ ｉ ｃ ｖ ｃ
扩散的原理及主要应用
扩散的原理及主要应用1. 扩散原理扩散是一种物质传输的过程，其基本原理是物质由高浓度区域自发地向低浓度区域传播，直到达到平衡状态。
主要有以下几种扩散方式：•自由扩散：物质分子随机运动，通过相互碰撞传播，直到达到浓度均一的状态。
•表面扩散：物质在材料的表面上传播，通常发生在材料的晶界、孔隙或界面处。
•体扩散：物质通过固体材料内部的晶粒间传播，形成浓度梯度。
•液相扩散：物质通过液体传播，如溶质在溶液中的传播。
•气相扩散：物质通过气体传播，如气体分子在气相中的自由运动。
扩散的速率取决于浓度梯度、温度、材料性质和扩散距离等因素。
通常使用菲克定律描述扩散速率，即扩散通量和浓度梯度成正比。
2. 扩散的主要应用2.1. 材料科学领域扩散在材料科学领域有着广泛的应用，为研究材料的结构和性能提供了重要手段。
•材料合成：扩散可以用于合成新材料，如在固相反应中，原料物质通过扩散相互作用，形成新的化合物。
•相变研究：扩散在相变过程中起关键作用，如固态相变中，扩散可以影响相界面的移动和晶粒的长大。
•材料改性：通过控制扩散过程，可以改变材料的性能，如通过表面扩散在材料表面形成保护层，提高耐蚀性。
•扩散焊接：扩散焊接是一种金属焊接方法，通过金属之间的扩散作用实现接头的形成，具有高强度和高密度的特点。
2.2. 生物学领域在生物学领域，扩散在生物体内物质交换和生命过程中起着重要作用。
•细胞内扩散：细胞内许多生化反应和物质交换过程都依赖于扩散，如细胞膜上的离子和小分子物质的跨膜扩散。
•气体交换：在呼吸过程中，氧气和二氧化碳通过肺泡和血液中的扩散过程进行气体交换。
•养分吸收：在消化系统中，养分通过细胞膜上的扩散过程吸收到血液中，被输送到全身各个组织。
•药物传递：药物在体内的吸收、分布和代谢过程中往往涉及到扩散，影响药物的治疗效果和毒副作用。
2.3. 地球科学领域在地球科学研究中，扩散有助于解释地表和地下过程，并提供了理解自然界现象的基础。
种常见拉格朗日大气污染扩散模型的理论与应用研究
数,m,与大气扩散系数为正相关关系。
1. 1 拉格朗日粒子扩散模型基本理论
拉格朗日粒子模型,是基于湍流统计理论所得到
的扩散模型,其通 过 记 录 标 记 粒 子 的 运 动 轨 迹,计 算
由于空间内污 染 源 是 连 续、不 间 断 的,且 空 间 任
1) 拉格朗日粒子模型,该类模型可以细致追踪每 1 个
粒子在大气中的运动状态,计算精确但对数据处理能
力要求较高;2) 拉格朗日烟团模型 [ 20] ,其假设污染物
此第 i 个烟团对空间内任一 点 ( r,z) 的 浓 度 q 的 作 用
满足关系式( 6) :
q i ( r,z) =
Qi
( 2π) 3 / 2 σ r 2 σ z
(
exp -
r2
2σ r 2
) (
exp -
以一系列独立的分离烟团方式在大气中扩散,这种方
法简便实用,但处理的难点在于如何选取合适的烟团
性状特征,以及如何描述不同烟团在整个污染物扩散
过程中的变化情况。
z2
2σ z 2
)
( 6)
式中:r 为该点距离该烟团中心的水平距离,m;z 为该
点距离烟团中心的垂 直 距 离,m; Q i 为 该 烟 团 的 物 质
environmental problems.
Keywords: Lagrangian diffusion model;CALPUFF; HYSPLIT-4; TAPM
0 引 言
大气扩散模型是大气污染治理的重要工具之一,
其目的是研究排放进入大气的空气污染物的扩散、转
Protection Agency,USAEPA) 于 20 世 纪 70 年 代 推 出
大气环境污染物扩散模型的研究与应用
大气环境污染物扩散模型的研究与应用随着人类工业和交通运输的迅速发展，大气环境污染已成为全球普遍关注的问题。
污染物的排放不仅会影响到空气质量，还可能导致健康问题和气候变化等全球性问题。
因此，大气环境污染物扩散模型的研究和应用变得越来越重要。
一、模型的定义及分类大气环境污染物扩散模型是指利用数学和物理学等方法，对大气中污染物的排放、扩散、转化以及沉降等过程进行模拟和预测的一种工具。
根据模型的复杂度和研究对象的不同，可将其分为不同类型。
常见的分类包括Gaussian模型、Box模型、系统动力学模型以及数值模型等。
二、模型的构建大气环境污染物扩散模型的构建需要根据研究对象的特点和目的考虑。
在建模过程中，需要考虑如下因素：1. 污染物特性污染物的化学特性对扩散模型有着很大的影响。
例如，挥发性有机物的挥发度、燃烧产物的排放速率以及氧化反应的速率等，都会对模型结果产生影响。
2. 大气环境扩散模型还要考虑大气环境的因素，包括风速、风向、大气稳定度以及湍流强度等。
3. 地形和建筑物地形和建筑物可对模型结果产生影响。
在城市环境中，建筑物的密度和高度会影响扩散的路径。
三、应用及局限性大气环境污染物扩散模型在决策和管理中扮演着重要的角色。
主要应用于以下领域：1. 空气质量管理扩散模型可用于衡量污染物对人体健康和环境的影响，以及不同污染物之间的交叉效应，从而确定相应的污染物减排策略。
2. 突发事件应对在罕见的污染事故或大气爆炸事件发生时，扩散模型可以用于评估事故范围和影响，并制定应急响应方案。
虽然大气环境污染物扩散模型已经成为当代环境科学的重要工具，但它也有着一些局限性。
例如，模型需要大量的空气质量监测数据来准确模拟大气环境中的污染物扩散。
此外，不同模型对环境的理解和描述存在一定差异，造成了模型的误差。
四、未来展望为了更好地解决环境问题和制定科学合理的环境政策，大气环境污染物扩散模型需要不断发展和改进。
未来，模型将更多地考虑空气质量、气候和能源等领域的交叉效应，同时结合信息技术和数据科学等新技术，深化对空气质量和大气污染的理解。
污染物大气扩散模型构建与应用教程
污染物大气扩散模型构建与应用教程大气污染是全球面临的一项严重问题，其不仅对人类健康和生态环境造成威胁，还对气候和全球变暖产生负面影响。
为了了解和研究污染物在大气中的传输和扩散规律，科学家们发展了各种大气扩散模型。
本篇文章将针对污染物大气扩散模型构建与应用进行详细介绍。
1. 污染物大气扩散模型的基本原理污染物大气扩散模型是建立在大气动力学和污染物输送理论基础上的数学模型。
它通过模拟大气环境中的污染物传输过程，预测和评估污染物浓度分布和扩散范围。
一般而言，污染物大气扩散模型可分为随机模型和确定性模型两类。
随机模型基于概率统计理论，通过考虑风速、大气不稳定度、地形、排放源和污染物本身的特性等因素，采用概率分布函数描述污染物的扩散过程。
其中，最常用的随机模型是高斯扩散模型，它基于高斯曲线假设，将传输过程简化为了扩散、平流等过程。
确定性模型则基于物理和数学原理，通过求解一系列大气动力学方程和污染物传输方程，来模拟污染物的扩散过程。
常见的确定性模型有Box模型、Eulerian模型和Lagrangian模型等。
2. 污染物大气扩散模型的构建与参数选择构建可靠的污染物大气扩散模型需要准确选择和确定一系列关键参数。
首先，要考虑大气条件，包括风速、风向、大气稳定度和地形等因素。
这些参数直接影响污染物传输过程中的平流和湍流扩散效应。
根据实际情况和需求，可以采用风速计、气象站等设备获取风速和风向数据，并通过测站数据、气象预报模型或卫星数据获取大气稳定度等信息。
其次，需要考虑污染物特性和排放源的参数。
不同的污染物具有不同的化学和物理特性，例如挥发性有机物（VOCs）、颗粒物（PM2.5、PM10）等。
确定污染物的溶解度、迁移速率等参数，有助于准确模拟污染物的传输过程。
排放源的位置、排放速率和时间等参数也是模型构建的重要输入。
可以通过实地调查、监测数据或排放源模型来获取相关信息。
最后，还需要确定模型的空间和时间分辨率。
空间分辨率决定了模型的空间尺度和网格精度。
大气污染扩散长期模型(ISCLT3)及其应用尝试
大气污染物迁移与扩散模型的建立与应用
大气污染物迁移与扩散模型的建立与应用大气污染对环境和人类健康带来的威胁日益凸显，因此大气污染物的迁移与扩散模型的建立与应用成为了重要的研究课题。
本文将探讨大气污染物迁移与扩散模型的建立和应用，以期对于解决大气污染问题起到一定的借鉴作用。
1. 大气污染物的来源与影响大气污染物的来源主要包括工业排放、机动车尾气、生物质燃烧等。
这些污染物主要包括PM2.5、二氧化硫、氮氧化物等，对空气质量和人们的健康产生了严重影响。
因此，建立大气污染物迁移与扩散模型，对于准确评估污染源对周围环境的影响具有重要意义。
2. 大气污染物迁移与扩散模型的建立大气污染物迁移与扩散模型的建立需要考虑多种因素，如气象条件、污染源排放量、环境背景等。
其中，气象条件是模型建立的重要参数。
大气污染物的扩散受气象条件的影响较大，包括风速、风向、湍流强度等。
因此，建立一个真实可靠的气象监测系统是模型建立的前提。
此外，污染源的排放量也是模型建立中需要考虑的重要因素。
通过对污染源排放的监测与分析，可以得到准确的排放数据，为模型的建立提供数据支持。
3. 大气污染物迁移与扩散模型的应用大气污染物迁移与扩散模型的应用可以用于估算污染源对周围环境的影响范围和程度。
通过模型的预测，可以了解污染物对不同地区的影响，并根据预测结果采取相应的控制措施。
例如，针对某一工业区的大气污染问题，可以通过模型的分析，确定合理的管控措施，从而减少污染物的排放，提高空气质量。
此外，大气污染物迁移与扩散模型的应用也可以用于评估环境风险。
通过模型的分析，可以评估潜在污染源对周围环境的影响，为环境管理提供科学参考。
例如，在选址某一工厂或厂区时，可以通过模型的计算，评估污染物的迁移与扩散情况，以判断选址是否合理。
4. 大气污染物迁移与扩散模型的局限性与挑战尽管大气污染物迁移与扩散模型具有一定的应用前景，但也面临一些局限性和挑战。
首先，模型建立需要大量的监测数据，而某些监测数据可能存在不完善或缺失的情况，这会影响模型的准确性。
4大气污染浓度估算模式
4大气污染浓度估算模式气污染是指空气中存在的有害物质的浓度超过了对人类和环境健康的安全限值。
为了准确估算大气污染浓度，科研人员提出了多种模式，以下介绍四种常用的大气污染浓度估算模式。
1.高斯模型高斯模型是一种常用的空气污染浓度估算模式，也被称为点源模型。
这种模型假设污染物在大气中的传输和扩散过程符合高斯分布，即呈现出一个钟形曲线。
它通过输入源点的位置、排放速率、周围环境条件等参数，估算出不同距离和方向上的浓度。
高斯模型适用于估算点源的扩散浓度，如烟囱排放的污染物。
2.插值模型插值模型是一种基于测量而非计算的方法，用于估算大范围区域内的污染物浓度。
它通过采集分布在空间上的有限浓度数据点，并通过数学插值技术来推断其他地点的浓度。
插值模型可以更好地描述污染物随空间变化的趋势和分布规律。
常用的插值方法包括反距离权重插值法、克里金插值法等。
3.气象-扩散模型气象-扩散模型是一种综合考虑大气环境条件和物质扩散规律的模型。
它根据气象因素（如风速、风向、湍流强度等）和地理地形（如高度、植被覆盖等）等参数，模拟污染物的输送和扩散过程。
气象-扩散模型可以提供更准确的大范围区域内的污染物浓度预测，适用于城市、地区或国家层面的空气质量评估。
4.化学传输模型化学传输模型是一种综合考虑化学反应和扩散过程的模型，用于估算大范围区域内的污染物浓度。
它通过输入大气环境条件、污染物排放源的位置和排放量等参数，模拟和计算污染物在大气中的传输、转化和沉降过程。
化学传输模型可以评估不同化学物质的影响，预测和分析复杂的气象和污染过程。
这四种大气污染浓度估算模式各有优势和适用范围，可以根据具体情况选择合适的模型进行预测和分析。
大气污染模型介绍
AERMOD模型系统流程图
AERMOD模型应用的优缺点 优点：1）用于控制AERMOD运行的Inp参数文件语法 简洁，相关控制参数简单明了。
2）该模型能按用户需要，一次计算同时输出各种各 样格式和要求的文件，如输出小时浓度、日均、季 均、年均不同保证率的浓度值，以及不同污染源的 影响值、预测区各点最大浓度值等。若配合相关软 件（如Excel、Sufer和Arcview等），后期分析制图 会更加方便。 缺点:1)部分气象数据获取不易。 2）目前常用的AERMOD模式系统为美国EPA网站推出 的DOS版本，没有Windows用户熟悉的窗口式界面。
AERMOD模型应用 ① 杨洪斌、张云梅、邹训东、刘玉彻等在沈阳应用 AERMOD模型系统还礼并验证了空气扩散模型。 ② 丁峰、李时蓓、蔡芳等对 AERMOD模型系统在国 内环境影响评价中实例验证的研究成果，宁波市 北仑地区SO2、NO2 预测浓度值与现状监测的比 值在0.5～2.0的频率数分别为64.3%、85.7%。 ③ 王格利用铁岭市在2004年的PM10（可吸入颗粒） 和SO2大气环境监测资料、污染排放清单资料和 气象资料，运用AERMOD模型对铁岭市大气环境 质量区域进行了评价。 ④ 刘永清对AERMOD模型种采用的大气边界层理论 和大气扩散方法进行了分析。
1、ADMS（Atomspheric Dispersion Modeling
System）模型应用基于Monin-Obukhov（M-O）长度 和边界层高度来描述边界层结构和参数的最新物理 知识。 ADMS模型是一个三维高斯模型，以高斯分布公 式为主计算污染浓度，但在非稳态条件下的垂直扩 散使用了倾斜式的高斯模型。ADMS模型系统包括气 象数据输入模块，边界层参数计算模块，烟羽抬升 和浓度计算模块，干湿沉降和化学处理模块和复杂 地形模块及建筑物模块。
几种大气污染扩散模式的应用比较
几种大气污染扩散模式的应用比较近年来，由于大气污染问题越来越引人关注，对于大气污染扩散模式的研究也越来越重要。
目前，有多种大气污染扩散模式被广泛应用于大气环境模拟、预测和评估等方面。
本文将对几种大气污染扩散模式进行应用比较，并探讨其各自的特点和局限性。
一、格点模式格点模式是一种利用数值方法离散处理空间和时间的模式，在大气科学中应用广泛。
格点模式将大气分为网格单元，每个单元内只考虑该单元内的大气运动。
由于计算量较小，格点模式可以提供较短时间内的大气污染预测。
然而，格点模式对大气的细节处理相对简化，存在较大的误差，特别是在处理复杂地形和城市复杂气象条件下，误差更大。
二、有限元模式有限元模式常用于模拟气体和流体的传输。
它不仅考虑了大气的空间布局和时间演变，还能模拟氧化反应和化学组分的传输。
相对于格点模式，有限元模式处理大气的细节更加精细，误差更小。
但是，有限元模式仍然存在一些限制，它需要大量的计算，模型运行时间更长。
此外，需要管理大量组分，需要具有更高的数据精度。
三、散射模型散射模型主要应用于颗粒物的传输。
散射模型假设大气颗粒物均匀分布在空气中，并进行传输和扩散。
它可以提供粒子浓度和水平分布等信息。
然而，散射模型本身并不考虑风场和大气环流的影响，仅适用于相对平坦的地形和简单的湍流条件。
总体来说，以上三种大气污染扩散模式都有各自的特点和局限性，需要结合实际应用进行选择。
格点模式的计算速度快，适用于简单气象条件下的大气污染扩散研究。
有限元模式更精细，适用于对大气细节更为精细的模拟分析。
散射模型可提供更加精密的颗粒物传输信息，但需要考虑使用条件。
此外，也可以结合以上三种模式来解决实际问题。
大气污染物扩散模型的改进及应用
大气污染物扩散模型的改进及应用近年来，随着工业的不断发展和城市化进程的加速，大气污染问题日益严重。
大气污染物的扩散模型成为环境保护领域研究的热点之一，它可以帮助我们预测和控制大气污染。
目前，大气污染物扩散模型面临着许多挑战，如精度不够高、应用范围过窄等。
因此，改进大气污染物扩散模型是当前环保研究的重要方向。
一、大气污染物扩散模型常见问题1. 精度不够高当前的大气污染物扩散模型采用的数学模型较为简单，对大气环境中不同类型污染物的影响和相互作用关系理解不够深入，导致模型预测精度不够高。
2. 应用范围过窄大气污染物扩散模型的适用范围仅限于特定的大气环境，对于城市、山区等不同类型的大气环境，需要较大的改进和完善。
二、大气污染物扩散模型的改进方向1. 增加各种因素的考虑通过研究大气污染物扩散的各种因素，如风向、地形、人口密度等，对模型进行改进和完善，提高预测精度。
2. 提高计算精度利用高性能计算机、大数据等技术，提高模型计算精度和预测效率。
3. 开发新型大气污染物扩散模型开发新型大气污染物扩散模型，将不同类型的污染物考虑在内，从而提高模型的适用性和预测精度。
三、大气污染物扩散模型的应用1. 预测和控制污染物的扩散范围利用改进后的大气污染物扩散模型，可以更加准确地预测和控制污染物的扩散范围。
2. 优化城市规划通过模型对城市污染物扩散情况的分析，可以对城市规划进行优化，提高城市环境质量。
3. 指导环保决策通过大气污染物扩散模型，可以为环保决策提供科学依据和数据支持。
四、结语改进大气污染物扩散模型，提高环境保护的科学性和精准性，是当前环保领域的重要任务。
通过不断创新和研究，相信我们能够开发出更加高效、准确和可靠的大气污染物扩散模型，为人们创造更健康、更美好的环境。
大气湍流扩散模型及应用研究
大气湍流扩散模型及应用研究引言：大气湍流扩散模型是大气环境科学研究中的重要工具之一，能够模拟大气中颗粒物、污染物等的扩散传播过程，为环境保护、灾害防范等领域提供科学依据。
本文将从湍流基础知识、模型原理以及应用研究等方面进行探讨。
一、湍流基础知识：湍流是在流体运动过程中出现的不规则流动现象。
它的存在使得扩散过程更加复杂，同时也增加了我们研究和预测大气污染传播的难度。
湍流的骚乱程度通常由雷诺数来描述，雷诺数越大，湍流现象就越显著。
在湍流扩散模型中，我们需要考虑湍流弥散系数，它描述了湍流扩散和分散的程度。
湍流弥散系数受到风速、地表粗糙度、植被覆盖等因素的影响。
了解湍流基础知识对于后续模型应用和研究至关重要。
二、大气湍流扩散模型原理：大气湍流扩散模型主要基于运动方程、传输方程和仿真技术等原理，模拟大气中各种污染物的传输和扩散过程。
其中，对湍流的描述往往采用雷诺平均Navier-Stokes方程组或雷诺平均对流扩散运输方程。
在模型中，我们还需要考虑气象场、地形地貌、排放源等因素的影响。
通过数值模拟和仿真技术，可以预测不同条件下大气污染物的传播范围和浓度分布，为环境管理和灾害预防提供科学依据。
三、大气湍流扩散模型应用研究：1.环境影响评价：湍流扩散模型在环境影响评价中具有重要作用。
通过模拟不同工业、城市发展项目对大气污染物扩散的影响，可以有效评估项目对周边环境的影响程度，为环境审批和决策提供科学依据。
2.灾害防范：大气湍流扩散模型在灾害防范中有广泛应用。
比如在核事故、化学泄漏等突发环境事件中，利用湍流模型可以预测污染物的传播路径和范围，及早采取措施保护人民生命财产安全。
3.空气质量监测：利用湍流扩散模型可以实时监测和预测城市空气质量。
通过结合大气污染物的排放数据和气象场数据，模拟预测不同天气条件下的空气质量状况，提醒公众注意健康与环境保护。
4.环境规划优化：湍流扩散模型可以指导城市和地区环境规划的优化。
通过模拟评估不同规划方案的环境效应，可以选择最合适的规划方案，减少污染物排放和环境影响。
海陆风环流情况下的大气扩散模式
海陆风环流情况下的大气扩散模式
答案解析
由于海陆风的存在，白天陆地上的污染物随气流抬升后，在高空流向海洋，下沉后有部分可能又被海风带回陆地。
晚上，随陆风带至海面上的污染物，到第二天白天又可能随海风吹回陆地，或者进入海陆风局地环流中，污染物不断积累达到较高浓度可能造成严重的大气污染。
拓展：山谷风、城市热岛环流情况下的大气扩散模式：
山谷风在转换时往往造成严重的大气污染。
山区辐射逆温因地形作用而增强，这样使得位于山谷盆地的工厂释放的大气污染物长期滞留在谷中难于向外输送，不易扩散，很容易造成大气污染现象。
城市热岛环流是由城乡温度差引起的局地风。
由于城市气温经常比周围郊区高（特别是夜间），这样城市上空暖而轻的空气上升，周围郊区的冷空气向城市流动，于是形成城市热岛环流。
在这种环流作用下，使城市周围工业区的污染物以及城市自身排出的污染物在夜晚向市中心输送，导致市区大气污染加剧，尤其是夜间城市上空存在逆温层。
扩散模型的应用领域
扩散模型的应用领域
扩散模型是一种数学模型，用于描述物质或信息在空间或时间中的传播过程。
该模型
可以应用于各种领域，其中包括以下几个方面：
1. 环境领域
在环境领域，扩散模型可以用于预测和研究污染物在水、大气、土壤等介质中的传输
和分布规律。
例如，利用扩散模型可以预测污染物在地下水中的传输，以及大气中二氧化
碳和其他温室气体的传输。
2. 医学领域
在医学领域，扩散模型可以用于探究生物分子在细胞内的传输特性，例如药物在人体
内的传输规律。
此外，还可以通过该模型来探究疾病的扩散机理，例如流感病毒的传染过程。
3. 网络领域
在网络领域，扩散模型可以用于研究信息在网络中的传播机理，例如社交网络中的信
息传播、谣言传播等。
此外，该模型还可以用于研究网络攻击和病毒的传播。
4. 金融领域
在金融领域，扩散模型可以用于研究股票价格、汇率等金融变量的波动规律。
例如，
布莱克-肖尔斯模型可以用于研究期权价格的变化规律。
5. 工程领域
在工程领域，扩散模型可以用于研究物质传输的过程，例如液体在管道内的传输、汽
车尾气的传输等。
此外，还可以利用该模型来研究建筑物中温度和湿度等参数的变化规律，帮助设计和改进建筑物的能源效率和舒适性。
总之，扩散模型可以广泛应用于许多领域，帮助我们更好地理解和预测物质和信息在
空间或时间中的传播过程。
大气污染的不同治理策略比较分析
大气污染的不同治理策略比较分析大气污染是当代社会面临的一大挑战，严重影响着人民的健康和环境的可持续发展。
为了解决这一问题，各国纷纷采取不同的治理策略。
本文将就不同治理策略进行比较分析，探讨其优劣和适用性。
一、传统治理策略：排放控制传统的大气污染治理策略主要侧重于控制工业和交通等领域的排放。
通过实施严格的排放标准，限制污染物进入大气。
这种策略相对简单直接，易于操作和管理。
然而，排放控制对企业和经济发展的压力较大，需要大量投资和技术支持。
此外，传统治理策略忽视了污染物的传输和扩散过程，可能造成局部治理效果的局限性。
二、新兴治理策略：技术创新随着科技的不断发展，新兴的治理策略越来越多地依赖于技术创新。
例如，电动汽车的推广可以减少交通排放，智能监测系统可以实时掌握污染情况，清洁能源的利用可以减少工业污染。
技术创新的治理策略具有较好的适应性和可持续性，同时也具备一定的经济效益。
然而，技术创新需要较长的时间和大量的资金投入，同时在推广应用过程中可能遇到社会接受度低和技术可行性等问题。
三、综合治理策略：区域合作大气污染的治理是全球性问题，单一国家的努力往往难以取得显著效果。
综合治理策略强调区域合作，各国共同制定治理标准和行动计划。
例如，东亚地区合作组织成员国签署了《东亚区域大气污染防治协议》，共同努力减少污染物的排放。
区域合作的治理策略有助于减少污染物的跨界传输和扩散，提高治理效果。
然而，区域合作需要各国政府的支持和承诺，并面临文化差异、利益分配等问题。
四、综合治理策略：生态修复生态修复是一种以生态系统为基础的治理策略，通过调整生态系统结构和功能恢复，降低大气污染物的生成和排放。
例如，湿地的建设可以吸附和分解部分污染物，植被的种植可以吸收大气中的有害物质。
生态修复的治理策略具有良好的环境效应和生态效益，对可持续发展具有重要意义。
然而，生态修复需要较长的时间周期和大量的投资支持，同时也面临生态系统复杂性和不确定性等挑战。
污染物扩散计算模式汇总情况
大气稳定度分级常用的大气稳定度分类方法有帕斯奎尔(Pasquill)法和国标原子能机构IAEA推荐的方法。
这里介绍的是中国现有法规中推荐的修订帕斯奎尔分类法（简记P·S），分为强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定六级。
它们分别表示为A、B、C、D、E、F。
确定等级时首先计算出太阳高度角按表B1查出太阳辐射等级数，再由太阳辐射等级数与地面风速按表B2查找稳定等级。
注：云量（全天空十分制）观测规则与现国家气象局编定的《地面气象观测规范》相同。
注：地面风速（m/s）系指距地面10m高度处10min平均风速，如使用气象台（站）资料，其观测规则与国家气象局编定的《地面气象观测规范》相同。
太阳高度角h o 使用下式计算：()[]30015cos cos cos sin sin arcsin -++=λσψσψt h o .....................(B1)式中： h o ----太阳高度角，deg ； ψ----当地纬度，deg.； λ----当地经度；deg ； t----进行观测时的北京时间；σ----太阳倾角，deg ，可按下式计算：πθθθθθθσ/180]3sin 001480.03cos 002697.02sin 000907.02cos 006758.0sin 070257.0cos 39912.0006918.0[o o o oo o +-+-+-=式中： θo ----360d n /365，deg ；d n ---- 一年中日期序数，0、1、2、······364。
1.1.1.1 地形对烟羽的影响此前的扩散模式都假设地面是完全平整的（烟囱底部是一个无限大的水平面，其高程为0），因此在扩散过程中烟羽的中心线可保持水平不变。
但如果在预测点（x,y,z ）处，地面有一定的高程h T (0<h T >z)，则在对（x,y,z ）式应用以上模式时，应对有效烟羽高度进行一些修正。
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第32卷第10期2007年10月环境科学与管理ENV I R O N M ENTAL SC I ENCE AND M ANAGE M ENT Vol 132No 110Oct .2007收稿日期:2007-04-16作者简介:马春香(1964-),女,研究生,副教授,研究方向:环境工程。
文章编号:1673-1212(2007)10-0035-02几种大气污染扩散模式的应用比较马春香1,赵淑敏2(1.黑龙江建筑职业技术学院,黑龙江哈尔滨150008;2.哈尔滨市环境监测中心站,黑龙江哈尔滨150076)摘 要:几种大气污染扩散模式应用比较表明:C APPS 模式应用于国内一些城市空气污染预报,方法简单;NAQP M 模式对物理、化学过程的处理、气象场模拟、污染源排放、地域环境特征、数据处理分析与计算均采用较为科学的方案;I SC 在污染源排放清单和气象参数确定方面更加细致、准确;ADMS 的主要特色是应用的多功能性,主要用于环境容量测算、环境质量评价方面以及大气污染预报等;Models -3模式对各种大气污染物浓度分布实施有效预测,进行较为全面的空气质量控制策略的评估。
大气污染扩散模式的不断完善,使得空气质量控制和管理更加富有成果。
关键词:大气污染扩散模式;数值预报;空气质量控制中图分类号:X84文献标识码:AApp licati on Comparis on of A ir Polluti on D is persi on ModelsMa Chunxiang 1,Zhao Shu m in2(1.Heil ongjiang College of Constructi on,Harbin 150008,China;2.Harbin Envir on mentalMonit oring Central Stati on,Harbin 150076,China )Abstract:The comparis on bet w een air polluti on dis persi on models reveals:CAPPS model is relatively a si m p le method in p redicting urban air polluti on;NAQP M offers more scientific s oluti ons t o physical and che m ical p r ocess handling,meteor ol ogical field si m ulati on,s ource e m issi on,regi onal envir on ment feature and data p r ocessing analysis and calculati on;I S C gives a more de 2tailed deter m inati on of e m issi on invent ory and meteor ol ogical para meters;ADMS ,with multifuncti on,is mainly used for envir on 2mental capacity measure ment,envir on mental quality assess ment,at m os pheric polluti on p redicti on,etc .;Model -3may realize an effective forecast of air polluti on concentrati on distributi on and comparatively comp rehensive evaluati on of air quality contr ol strategies .However,the continuous i m p r ovement of air polluti on dis persi on models will enable us t o have more achieve ments in air quality contr ol and manage ment .Key words:air polluti on dis persi on model;nu merical f orecast;air quality contr ol 大气污染扩散模式是一种用以处理大气污染物在大气中输送、扩散问题的物理和数学模型,在理论模型基础上结合排放参数、气象资料及地形条件等开发出各种应用软件,用于空气污染预报、环境影响评价、城市大气环境容量测算及城市规划和决策等。
1 国内大气污染扩散模式的应用根据平流扩散方程开发出的城市空气污染预报系统[1](CAPPS,City A ir Polluti on Predicti on Sys 2te m ),可以进行空气质量数值预报。
基于对大气物理和化学过程的理解,建立大气污染浓度在空气中的输送扩散数值模型,借助计算机来预报大气污染物浓度在空气中的动态分布,称之为数值预报。
CAPPS 模式预报污染物的质量浓度时,需要前一天的污染物日均质量浓度作为初始值,在假设两日内平均污染源强没有显著变化的情况下,由气象条件计算污染物质量浓度的变化。
该模式最大的优点是充分考虑了污染监测点实时资料及气象探空资料,将其作为初始场,该模式是一个以中尺度动力天气预测模型为基础的平流扩散预报模型,可以进行空气污染潜势预报,在国内12个省市气象部门得到应用。
但由于该类模式在化学以及污染源等方面的局限性,所以主要应用于无化学活性污染物的扩散以及简单的有一定化学活性的轨迹模拟。
中国科学院大气物理研究所的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQP MS,Nested A ir Quality Pre 2dicti on Modeling Syste m )[2],研究污染物排放、气象・53・第32卷第10期2007年10月马春香等・几种大气污染扩散模式的应用比较Vol132No110Oct.2007条件、平流输送、扩散、干湿沉降和气相、液相及非均相反应等物理与化学过程。
基础数据系统为下垫面资料、污染源资料、气象资料和实时监测污染物监测资料。
中尺度天气预报系统为第五代中尺度天气预报模式(MM5),进行气象场模拟,为空气质量预报提供逐时气象场。
使用图形处理软件以及网页制作软件,将模式输出结果进行可视化并进行网络发布,使公众更直观地了解污染物的变化情况。
NAQP MS 充分借鉴吸收国际上先进的空气污染数值预报模式的优点,并体现了中国各区域、城市的地理、地形环境、污染源的排放等特点,实现在计算机技术上的低成本、大容量、高速度的计算,解决了预报时效问题,同时对物理、化学过程的处理均采用较为成熟、科学的方案。
系统已经在北京、上海、深圳等环境监测中心实施空气质量的实时预报。
2 国外大气污染扩散模式的应用I SCST(I ndustrial Sources Comp lex短期模型)和I SCLT(I SC长期模型)建立了各种气象条件下的扩散参数曲线[3],将气象和排放数据参数化,形成输入文件,进行模式验证与参数修正,使之适合城市的实际条件,通过模式模拟污染物浓度的分布特征,分析气象、排放等条件对污染物浓度的影响,各时段的浓度仅由该时段的排放源清单和气象参数确定。
气象参数包括逐时风向、风速、温度、稳定度等级、Monin -Obukhov长度、混合层高度、风速廓线指数、地表摩擦系数、地表粗糙度、降水速率等。
英国剑桥环境研究公司的ADMS[4]城市大气扩散模型根据城市实际设置模型参数,按照工业源、道路交通源和网格源整理成污染源排放清单,输入模型,选择合适的控制点位,确立各控制点位的控制目标,选择合适的控制时段的气象参数,以文本格式输入模型,进行模型运算,计算所有源对各控制点位的浓度贡献率,计算各控制点位模拟地面浓度,与全市各监测点位的监测值进行比较分析,计算相关系数,得出线性相关方程,进行模型验证。
本模型应用了现有的基于Monin-Obukhov长度和边界层高度描述边界层结构的参数的最新物理知识,边界层结构被可直接测量的物理参数定义。
使得随高度的变化而变化的扩散过程可以更真实地表现出来,所获取的污染物的浓度预测结果更精确、可靠。
1998年6月美国EP A发布的Models-3[5] (Third-Generati on A ir Quality Modeling Syste m)吸收一个大气的观念,综合考虑了不同物质之间的相互影响与转化,拟将所有的大气问题均考虑进模式之中,有效地进行各种大气污染物浓度的预测和较为全面的空气质量控制策略的评估。
模式是一个多模块集成,多重网格嵌套,将模拟的区域分成大小不同的网格范围来分别模拟,提高了模拟的准确度。
该模式系统由三部分组成:中尺度气象模式MM5、排放模式系统S MOKE和通用多尺度空气质量模型系统C MAQ(Community Multiscale A ir Quality Mod2 eling Syste m)。
C MAQ模式中最核心的部分是化学输送模块,其化学反应机制CB4包括36种化学反应物、93种化学反应和11种光分解率。
Models-3更加全面细致地描述了大气中各种物理、化学过程,可同时进行多种污染物模拟。
3 结束语CAPPS系统对城市空气质量污染预报克服了污染源调查不确定的困难。
NAQP MS既可以研究区域空气污染又可以研究城市空气质量的变化规律,将来系统集成到全球环境大气输送模式(GE AT M),能够实现从城市群到全球双向耦合功能的模式系统。
在城区尺度、复杂多源的情况下,I SC模式应用广泛。
ADMS的主要特色是应用的多功能性,用于对市区空气质量现状评价,测算所有控制点的污染物地面浓度均达到相应控制标准的污染源允许的排放总量,即环境容量,进行环境影响评价、城市规划以及大气污染预报等。
Models-3代表了空气质量模型发展方向。
参考文献:[1]王繁强,王建鹏,胡琳,等.C APPS2在西安市大气污染分区预报中的应用[J].陕西气象,2006(5):8-11.[2]王自发,谢付莹,王喜全,等.嵌套网格空气质量预报模式系统的发展与应用[J].大气科学,2006,30(5):778-789.[3]陈开平,马永亮,傅立新.I SC长期模型在烟台市空气污染控制规划中的应用[J].上海环境科学,2002,21(8): 494-496.[4]刘振忠,董芃,王丽.城市大气环境污染预测与容量控制方法研究[J].电站系统工程,2005,21(4):17-19.[5]安兴琴,左洪超,吕世华,等.Models-3空气质量模式对兰州市污染物输送的模拟[J].高原气象,2005,24(5): 748-756.・63・。