第1章CALPUFF模型简述
CALPUFF是一个中小尺度的空气质量烟团模型，模型系统包括CALPUFF扩散模型及气象预处理模块CALMET。 1.1 CALPUFF扩散模型
CALPUFF是一个用来模拟不稳定状态的多层、多物种污染的高斯型烟团扩散模式，它适用于模拟时空都在变化的气象条件下污染物的迁移、转化和清除。它考虑了复杂地形的影响，海岸的交界影响，建筑物的下洗影响，干湿沉降以及简单的化学转化，可以计算出在预设点的浓度和沉降量。具体特点如下： ·可以处理时变的点源、面源污染； ·适合于粗糙、复杂地形条件下的模拟；
·可以模拟几十米到几百公里的区域；
s3800·可以预测一小时到一年的污染物浓度；特效三光脚气粉
·考虑了污染物的线性去除过程和化学转化机制。
1.2 CALMET气象预处理模块
气象场是扩散模式描述污染物的输送、扩散和稀释作用的主要动力因子，气象场的质量优劣直接影响到空气质量模拟结果的精度，甚至对模拟成功与否起着关键的作用。在空气质量模拟的前期准备工作中，尽可能的获得接近客观的气象场是至关重要的。
CALPUFF模式有专门的 CALMET模块来处理气象资料。其核心部分包括诊断风场以及微气象场模式，它通过质量守恒连续方程对风场进行诊断，在输入模式所需的常规气象观测资料或大型中尺度气象模式输出场后，模拟并生成包括逐时的风场、混合层高度、大气稳定度和微气象参数等的三维风场和微气象场资料。
CALMET模块对于气象资料输入要求至少有1个气象探空站的每日探空资料和尽量多的气象地面站的每日逐时观测资料。模式的模拟过程中详细考虑了地形的动力学影响、倾斜气流和阻塞效应，模块生成的三维常规风场输出最多可达25层。在微气象场模拟过程中的模拟包括地表湍流热通量和动量通量参数、三维温度场和降水资料的内插。模型模拟输出的气象场，可以全面细致地描述污染物在近地面层扩散的微气象背景场和长距离输送的对流层中β尺度常规气象背景场。
本研究利用气象模块CALMET对研究区域的气象场进行模拟，以期获得理想的三维时变风场和微气象处理资料。模拟过程中选用诊断风场模式，经过两步模拟，最后形成完整的诊断风场。
第2章研究内容和方法
2.1 研究内容
本案例利用CALPUFF空气质量扩散模式，对辽中地区空气质量进行数值模拟，通过比较不同时段的控制点的模拟结果与监测结果，对CALPUFF的适用性作出评述，并提出的应用该模型系统时应该注重的问题。
研究范围：研究区域范围是以东经122.5º、北纬40.5º为西南角坐标，向东延伸240km、向北延伸300km，区域内包括沈阳、鞍山、铁岭、抚顺、辽阳和本溪六个城市。
研究时段：2004年全年及2004年1月、4月、7月、10月。分别代表全年和冬、春、夏、秋四个季节。
控制点：在课题实施过程中，有效数据的控制点共38个。
2.2 研究方法
在对空气质量现状及研究区域的城市布局、产业结构、能源结构充分了解和把握的基础上，采用气象数据和污染源数据利用扩散模式对研究区域的空气质量进行模拟计算，通过将模拟结果与空气质量监测结果的对比、适当调整计算参数和模式验证，建立模型系统。
磁性表座水箅以2004年为研究基准年，对辽中地区六个城市之间的一次污染来源进行影响分析。包括：
·确定区域内城市之间污染的相互影响和相互输送作用规律；
·重点描述外来源对沈阳市的空气质量贡献作用；
·沈阳市本地源对其空气质量贡献的定量描述；
研究的技术路线见图2-1。
图2-1 研究的技术路线
第3章基础数据资料
3.1 气象资料
地面气象数据采用辽宁省35个地面观测站2004年全年的逐时气象数据，其中包括风向、风速、温度、湿度、气压、云量（低云和总云）、降水等；
探空气象数据采用辽宁省4个探空站2004年全年的每天4次（分别为2时、8时、14时和20时）的探空数据。地面观测站和探空站位置见图3-1。
图3-1 本研究所需气象站地理位置图
本研究设定48×60×10的网格系统作为模拟区域，x、y方向网格间距均匀相等为5km，z方向为不等距，分别为20m、40m、80m、160m、300m、600m、1000m、1500m、2200m和3000m共计10层，模块采用UTM投影坐标。
运行CALMET模块，可以获得上述研究区域的时变10层模拟气象场，用以分析高空以及地面的气象场对污染物的传输和扩散的影响。
3.2 地理资料桑叶采摘器
CALMET模块所必需的地理资料包括土地类型，海拔高度，地表参数(表面粗糙度，距离，反照率，波文比率，土壤热传导系数和植被区域分类)和人为热
传导系数。土地类型和海拔有关的数据需要按网格输入，地表参数和人为热传导系数可以按网格输入，也可根据各网格点土地类型数据通过查表得到，模式已经提供了与土地信息相关的这些参数的缺省值。
地理数据中的土地类型和海拔高度取自于U.S.Geological Surveys EROS Data Center EROS 的全球30``的数据库。为表征辽宁省以及模拟区域地形情况，本次模拟选用中心坐标为东经122º、北纬41.5º的1000km ×800km 的地形数据，见图3-2。模拟区域地形呈东高西低，南高北低，海拔高度最大值为1063.5m ，最小值为2.8m 。
凸轮滚子
图3-2 模拟区域地形图
通过详细分析辽中地区的土地类型，本研究确定使用5类用地类型信息描述北京市地形特征，分别为：非城市用地、灌溉农业用地、灌溉农业用地、林地和水体，与这些用地信息相关的输入参数的缺省值如表3-1所示。
表3-1本研究使用的用地类型列表 土地
类型
特征 描述 表面粗 糙度 反照率 波文 比率 土壤热 流动 人为热 流动 叶表面积指数 10
城市用地 1.0 0.18 1.5 0.25 0.0 0.2 20 农业用地 0.25 0.15 1.0 0.15 0.0 1.0
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议