大气扩散浓度估算模式教学课件.ppt

模式性能评价 模式检验 八、空气质量模式的新进展 ①浓度差分析：以相同时间、地点的观测值和计算值为数据对，求其差值： 下标o、p分别表示观测值与模式预测值。 ②最大浓度分析：在空气污染分析中，地面最大浓度常是人们最关心的。 最大浓度差： 式中： ——分别表示观测和模拟的地面最大浓度。 * 模式性能评价 模式检验 八、空气质量模式的新进展 ③浓度比值分析：计算每一对浓度计算值与观测值的比值K 将K值落在0.5～2范围内作为模式精度是否可取的指标。 通常较佳模式K值落在上述范围内的成数应超过50％。 ④相关分析：计算由浓度观测值和计算值组成的数据对序列的相关系数 ⑤浓度时空分布比较：为了更直观地考察模式的预测效能，可以绘制计算浓度和观测浓度的时间、空间变化图，比较它们高、低中心区的位置、数值以及分布图形是否一致。 * 模式性能评价 灵敏度分析 八、空气质量模式的新进展 模式输出(计算浓度)对输入变量的偏导数。 可以定量判别影响空气质量的各个因子的相对重要性，确定它们的误差和不确切性对模式输出的影响。 包括： 分析模式输入——输出响应关系的合理性，为改进模式提供依据。 明确模式所依据的各项基础资料的相对重要性以及对它们的精度和分辨率要求，以便改进观测方案，以及确定模式输入参数的方法。 为评价控制空气污染的策略提供可靠性分析和环境效益分析。 * 举例说明大气湍流现象；产生大气湍流的主要原因是什么？ 高斯扩散模式立足于哪种湍流扩散理论？它的主要假设是什么？ 解释封闭型和熏烟型扩散现象发生的气象条件和对地面浓度的影响。 城市大气污染扩散的特点是什么？如何建立城市多源大气扩散模式？ 烟囱高度的计算方法有哪几种？它们各自的特点是什么？ 试分析实际大气中影响“正态烟云”假设成立的主要因子。描述湍流扩散的三大理论，讨论它们在理论和应用方面的优缺点。 简述对流边界层的主要物理特性以及对污染扩散的影响。 在均匀平坦的下垫面上，如何根据风廓线观测确定湍流交换系数Km、摩擦速度u*和地面粗糙度Z0？ 思考题 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 城市大气扩散模式 2.面源扩散模式 面源：烟囱高40m；单个排放量0.04t/h 简化为点源的面源模式 网格划分：将面源按照一定方式划分成面积相等的小方格，每个小方格称为一个单位面源，源强等于方格内总源强除以方格面积。 六、城市及山区扩散模式 * 城市大气扩散模式 2.面源扩散模式 面源：烟囱高40m；单个排放量0.04t/h 简化为点源的面源模式 网格划分 虚拟等效：虚拟点源排放的污染物扩散到单位面源中心的时候，烟流宽度等于面源宽度，烟流厚度等于面源高度。 六、城市及山区扩散模式 * 城市大气扩散模式 2.面源扩散模式 面源：烟囱高40m；单个排放量0.04t/h 简化为点源的面源模式 网格划分 虚拟等效 浓度计算： 六、城市及山区扩散模式 * 例题：某市划分面源单元为1000m×1000m，其中一个单元SO2排放量为10g/s，风速为3m/s，风向为南风。平均有效源高为15m，使用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面临近单元中心处的SO2的地面浓度(稳定度等级为B)。 城市大气扩散模式 2.面源扩散模式 六、城市及山区扩散模式 W O’ 解答: (1)虚拟点源的位置 面源中心到虚拟点源的距离： (2)计算受体点的扩散参数 (3)计算受体点的浓度 * 城市大气扩散模式 2.面源扩散模式 窄烟流模式 面源源强变化不大； 烟流形状窄，横向扩散微弱； 受体点的污染物浓度取决于它所在面单元的贡献。 Q0——计算点所在面单元的源强，g/(m2?s) x——计算点到上风向城市边缘的距离，m。 六、城市及山区扩散模式 * 山区扩散模式 山区流场由于受到复杂地形的热力和动力因子影响，流场均匀和定常的假定难以成立 对风向稳定、研究尺度不大、地形较为开阔及起伏不大的地区，浓度基本上遵循正态分布规律，只是扩散参数比平原地区大很多 六、城市及山区扩散模式 山区大气污染特点 * 山区扩散模式 封闭山谷扩散模式 主要假定： 山区地形起伏不大、地势较为开阔； 风向基本稳定； 研究尺度比较小 距离污染源一段距离处，横向均匀分布 高架点源 扩散开始受到峡谷两侧壁影响的距离 六、城市及山区扩散模式 * 山区扩散模式 ERT模式 有效源高：HhT 时， ；HhT 时，H/2 NOAA和EPA模式 大气稳定度的划分仍用P-T法，仅适当修正了级别； 在中性和不稳定时，假设烟流中心线与地面始终平行，随地形起伏而起伏，有效源高不修正，地面轴线浓度仍用高斯模式估算； 大