空气质量模型

空气质量模型就是用数学方法来模拟影响大气污染物的扩散与反应的物理与化学过程。基于输入的气象数据与污染源信息如排放率,烟囱高度等,这些模型可以模拟直接排入大气的一次污染物与由于复杂的化学反应形成的二次污染物。这些模型对空气质量管理就是非常重要的,因为她们被许多机构用来测算源分担率,同时帮助制定有效的削减污染物排放的政策。例如空气质量模型可以用来预测一个新的污染源会不会达标排放,如果超标的话,还可以给出适当的控制措施。此外,空气质量模型还可以预测未来新的政策法规实施后的污染物的浓度。可以估计政策法规的有效性以及减少人类与环境暴露。

最常用的控制质量模型包括以下3类:

一。扩散模型。这些模型主要用来模拟污染源附近接收点的污染物浓度。

扩散模型运用数学公式可描绘污染物扩散过程,基于源强与气象数据,扩散模型可以用来预测下风向接收点的浓度。这些模型用来评估National Ambient Air Quality Standards (NAAQS), and other regulatory requirements such as New Source Review (NSR) and Prevention of Significant Deterioration (PSD) regulations的有效性。

扩散模型主要包括:

1、Aermod 模型系统

就是稳态大气扩散模式,适用于地面源与抬升源,简单与复杂地形。

2、Calpuff模型系统

就是非稳态大气扩散模式,适用于大范围传输与复杂地形。

3、BLP

BLp就是一个高斯烟流模型,适用于处理烟气抬升与下洗来自于固定线源

4、CALINE3

CALINE3 就是一个稳定的高斯扩散模型,用来预测不就是很复杂地形的区域的高速路下风向接收点的浓度

5、CAL3QHC/CAL3QHCR

CAL3QHC基于CALINE3 开发,适用于十字路口的延误与排队等待。CAL3QHCR 就是CAL3QHC 的精简版本

6、CTDMPLUS

Complex Terrain Dispersion Model Plus Algorithms for Unstable Situations (CTDMPLUS) 就是一个精简的点源高斯空气质量模型,适用于稳定气象条件与复杂地形,这个模型完全涵盖了稳定与中性气象条件。CTSCREEN 就是一个the screening version of CTDMPLUS、

7、OCD

Offshore and Coastal Dispersion Model Version 5 (OCD)海岸扩散模型就是一个线性高斯模型,用来预测海岸线附近点源,面源,线源排放引起的排放,该模型融入了烟流传输与扩散,需要输入小时气象数据

二。光化学模型。这些模型主要用在大空间的多种污染源作用下的污染物浓度及其惰性污染物与非惰性污染物的沉降。

大气光化学模型分两类:一类就是拉个朗日法,该法计算简单,但就是大气物理过程描述不全面,一类就是欧拉法能更好的刻画大气物理化学过程。

1、CMAQ(Community multi-scale air quality)

EPA's CMAQ 模型系统包括includes state-of-the-science capabilities for conducting urban to regional scale simulations of multiple air quality issues, 包括O3,PM,空气毒物,酸沉降,能见度下降等。

2、CAMx(comprehensive air quality model with extensions)

模型可以处理大量的惰性与化学活性物质,包括臭氧,颗粒物,有机,无机的PM2、5/PM10,汞等有毒有害物质,该模型还可以源分配功能与plume-in-grid 功能。

3、REMSAD(Regional modeling system for aerosols and edposition)

REMSAD通过预测一定区域内的大气物理与化学过程来计算惰性的与化学活性物质的浓度,可以处理地区灰霾,颗粒物,及其她外来传输的大气污染物,包括可溶性的酸与汞。4、UAM-V(Urban airshed model variable grid)

UAM-V 光化学模型系统主要用来研究臭氧,它就是一个3维的光化学网格模型,模型可以处理大量的惰性与化学活性物质,这个模型主要应用在计算不利气象条件下臭氧浓度。

三。接收点模型

这些模型运用观测技术,通过对接收点与源的排放污染物的的测量来衡量源对接收点的污染的贡献。不像光化学模型与扩散模型,接收点模型不用源强,气象数据,化学传输机理来预测污染源对接收点的污染贡献率。而就是用源与接收点气体或者颗粒物的理化特征来鉴别污染源对接收点的浓度贡献率、

1、CMB (Chemical Mass Balance)

The EPA-CMB Version 8、2用源信息与空气质量数据来界别源分担率,理化特征相同的源排放物质该模型不能将其区别开来、

2、UNMIX模型

不用源的化学数据,而就是使用大气监测数据通过该模型来给出源的化学特征,利用数学公式进行因子分析,源解析,对一个特定的污染物,该模型可以估计源的数量,源的组成与源的分担率。

3、PMF(Postive Matrix Factorization