大气扩散CALPUFF模型技术综述

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1、第21卷第3期环境监测管理与技术2009年6月#专论与综述#大气扩散CALPUFF模型技术综述1,2212伯鑫,丁峰,徐鹤,李时蓓(1.南开大学环境科学与工程学院,天津300071;2.国家环境保护部环境工程评估中心,北京100012)摘要:介绍了CALPUFF模式系统的理论知识,以及在应用尺度、适用范围、气象与地形预处理、特殊计算功能模块等方面的特点和优势,综述了其模式验证及在国内的应用情况,提出了模型在应用方面的局限性。关键词:CALPUFF;CALMET;大气扩散模型中图分类号:X169文献标

2、识码:A文章编号:1006-2009(2009)03-0009-05ReviewofAtmosphericDiffusionSpersionModelCALPUFFTechnology1,2212BOXing,DINGFeng,XUHe,LISh-ibei(1.NankaiUniversity,CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,Tianjin300071,China;2.TheStateEnvironmentalProtectionMinistr

3、y,EnvironmentalEngineeringAssessmentCenter,Beijing100012,China)Abstract:TheCALPUFFmodelsystemwasdescribedintheoreticalknowledge,aswellasitsappliedscale,scopeofapplication,weatherandterrainpre-processing,specialfunctionmodulessuchascomputingfea-turesand

4、advantages.Inthisreview,verificationandapplicationofthemodelinChinaweresummarizedandthelimitationinapplyingthemodelwasproposed.Keywords:CALPUFF;CALMET;AtmosphericdiffusionmodelCALPUFF为三维非稳态拉格朗日扩散模式系CALPUFF模型系统包括3部分)))CALMET统,与传统的稳态高斯扩散模式相比,能更好地处(Califo

5、rniaMeteorologicalModel)、CALPUFF、CAL-理长距离污染物运输(50km以上的距离范围)。POST,以及一系列对常规气象、地理数据作预处理CALPUFF由西格玛研究公司(SigmaResearchCor-的程序。CALMET是气象模型,用于在三维网格模poration)开发,是美国国家环保局(USEPA)长期支型区域生成小时风场和温度场;CALPUFFb是非稳持开发的法规导则模型,也是我国环境保护部颁布态三维拉格朗日烟团输送模型,利用CALMET生的5环境影响评价技术导

6、则大气导则6(修订版)成的风场和温度场文件,输送污染源排放的污染物推荐的模式之一,其最新版本为Version6.0。烟团,模拟扩散和转化过程;CALPOST通过b处理CALPUFF具有下列优势和特点:¹能模拟从CALPUFFb输出的文件,生成所需浓度文件用于后几十米到几百公里中等尺度范围;º能模拟一些非处理。稳态情况(静小风、熏烟、环流、地形和海岸效应),也能评估二次污染颗粒浓度,而以高斯理论为基础1风场参数计算方法[1]的模式则不具备;»气象模型包括陆上和水上CALMET为CALPUFF烟团扩散模

7、型提供必要边界层模型,可利用小时MM4或MM5网格风场作的三维气象场,包括诊断风场模块和微气象模块。为观测数据,或作为初始猜测风场;¼采用地形动诊断风场模块对初始猜测风场(MM4或MM5网格力学、坡面流参数方法对初始猜测风场分析,适合风场、常规监测的地面与高空气象数据)进行地形于粗糙、复杂地形条件下的模拟;½加入了处理针收稿日期:2008-10-12;修订日期:2009-03-20对面源(森林火灾)浮力抬升和扩散的功能作者简介:伯鑫(1983)),男,山东烟台人,硕士,主要研究方[2]模块。向为大气

8、环境质量模拟及应用。)9)第21卷第3期伯鑫等.大气扩散CALPUFF模型技术综述2009年6月动力学、坡面流、地形阻塞效应调整,产生第一步风数;h为坡面流高度;A为坡形水平角度;k为坡面场,导入观测数据,并通过插值、平滑处理、垂直速流层顶部夹带系数;g为重力加速度。度计算、辐散最小化等产生最终风场;微气象模块1.1.3地形阻塞效应根据参数化方法,利用地表热通量、边界层高度、摩地形对风场的热力学阻塞效应通过局地弗罗[5]擦速度、对流速度、莫宁-奥布霍夫长度等参数描得(