大氣污染模式

大氣污染模式

大氣污染模式是指污染物在大氣中遷移和擴散規律的數學描述,是環境數學模式的一種。利用這種模式可以預報在給定的污染源強度(單位時間排放量)和氣象條件下某種污染物的時間和空間分布。

基本介紹

  • 中文名:大氣污染模式
  • 外文名:Atmospheric Pollution Mode
  • 含義:污染物在大氣中遷移和擴散規律
  • 優點:不僅能提供這方面的信息
  • 學科:生態工程
  • 領域:環境科學
簡介,作用,進行大氣污染調查,求解方法,總結,

簡介

大氣污染模式是指污染物在大氣中遷移和擴散規律的數學描述,是環境數學模式的一種。利用這種模式可以預報在給定的污染源強度(單位時間排放量)和氣象條件下某種污染物的時間和空間分布。

作用

通過大氣污染模式不僅能知道不同類型污染源和新污染源在大氣污染中所起的作用,還能預報區域或全球大氣質量大氣污染物,大氣中超過潔淨空氣組成中應有濃度水平的、對生物體、物體及氣候會產生一定程度的不良效應或不利影響的那些物質。

進行大氣污染調查

一般只能知道污染物在大氣中分布的當前狀況和歷史變化情況,很難知道不同類型污染源和新污染源在大氣污染中所起的作用。大氣污染的數學模式不僅能提供這方面的信息,而且還能預報區域性或全球性的大氣質量。許多例子表明,大氣污染數學模式可以比監測網更迅速、更經濟地提供污染物分布的近似情況。這種模式可用物質連續方程的數值求解模擬污染物的擴散、遷移和反應過程。

求解方法

大氣污染模式有兩種常用的積分求解方法:運動氣室法(拉格朗日運算元)和固定坐標法(歐拉運算元)。
運動氣室可以看作是通過瞬時風矢量移動的垂直空氣柱,這樣在所研究的範圍內可以劃出一個特定的表面軌跡。由於空氣有固定的質量,可以忽略水平擴散,在化學動力學上把這種氣柱看作一個運動的煙霧室。一般來說,運動氣室法避免了關於具有三維空間坐標和時間的支配方程的冗長的積分運算,還可以通過追蹤從污染源出來的某一氣包來核實污染物的分布。
固定坐標模式一般涉及具有三維歐拉運算元的耦合物類濃度方程的積分運算。它們通常受大型計算機存貯要求和大量計算時間的限制。但是我們可以獲得每一個網路點和每一個時間的解,而不是只有沿著特定風軌跡的解。解這種支配方程的技術已經成熟。原則上,固定坐標模式可以考慮地面吸收,污染源的任意分布,逆溫層的上升和下降,以及光化學煙霧過程任意描述的影響。

總結

大氣污染模式的研究已經給出關於發生在大氣中的污染物的物理和化學轉化過程的輪廓。今後的主要任務,是對污染物在大氣中的轉化過程以及在整個地球上空範圍內的遷移過程作出定量的描述。

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