大气模型发展简史与简介

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1、大气模型发展简史与简介1.1第一代空气质量模型―高斯模型和拉格朗日烟团轨迹模型第一代空气质量模型主要包括了高斯扩散模型和拉格朗日轨迹模型。这两类模型都是利用风的运动轨迹来模拟近地层大气层中复杂的物理和化学过程。它的物理表述即模拟均匀混合的大气物质沿风向运动的情况。在大气物质从地面向高层运动的过程中，其运动规则受到垂直方向上风速以及温度的不均匀分布的影响而不断的发生变化。具体过程见图。1.EIAA（典型高斯）适用于<50km的区域EIAA大气环评助手“是宁波环科院六五软件工作室开发的软件。《HJ/T2.2-93环评导则-大气环境》、《JTJ005-96公路建设项目环评规范-大

2、气部分》，中国环境影响评价培训教材等文献中推荐的模型和计算方法作为主要框架，内容涵盖了导则中的全部要求，并进行了适当地拓展与加深。可以处理点源、面源、体源、线源对于预测计算结果，可以查看§各接受点地面高程及其等高线图§各接受点的背景浓度及其分布图§各污染源的浓度和总的浓度及其分布图§各污染源的分担率及其分布图§各污染源或总的浓度的平均评价指数和超标面积§还可以任意改变各污染源的排放率（排放强度）以观察不同排放率下的浓度变化情况§也可查看任意一个横截面或竖截面上的浓度变化图广泛应用的版本是EIAA2.5，EIAA2.6。版本中均有bug，大家谨慎使用。2.aermod（稳态高

3、斯）适用于<50km的区域AERMOD由美国国家环保局联合美国气象学会组建法规模式改善委员会（AERMIC）开发。AERMIC的目标是开发一个能完全替代ISC3的法规模型，新的法规模型将采用ISC3的输入与输出结构、应用最新的扩散理论和计算机技术更新ISC3计算机程序、必须保证能够模拟目前ISC3能模拟的大气过程与排放源。20世纪90年代中后期，法规模式改善委员会在美国国家环保局的财政支持下，成功开发出AERMOD扩散模型。该系统以扩散统计理论为出发点，假设污染物的浓度分布在一定程度上服从高斯分布。模式系统可用于多种排放源（包括点源、面源和体源、线源）的排放，也适用于乡村环

4、境和城市环境、平坦地形和复杂地形、地面源和高架源等多种排放扩散情形的模拟和预测。Aermod作为正在开发的模型，模型中还存在bug，但其不在改进，而且模型在小范围预测的精准性是其他模型不能比拟的，模型需要地面气象数据、高空气象数据和地形数据（平坦地形不需要）3CALPUFF（不稳态高斯）对于比较大的区域模型是美国EPA推荐的由SigmaResearchCorporation（现在是EarthTech,Inc的子公司）开发的空气质量扩散模式，CALPUFF模型是由CALMET气象模块、CALPUFF烟团扩散模块和CALPOST后处理模块三部分组成。CALPUFF是用于非定常、

5、非稳态的气象条件下，模拟污染物扩散、迁移以及转化的多层、多物种的高斯型烟团扩散模式。模拟的尺度可以从几十米到几百公里§在近距离模式可以处理如建筑物下洗、浮力抬升、动力抬升、部分烟羽穿透和海陆交互影响等过程§在远距离可以处理干、湿沉降，化学转化，垂直风修剪和水上输送等污染物清除过程。模式可以处理逐时变化的点源、面源、线源、体源等污染源，可选择模拟小时、天、月以及年等多种平均模拟时段。充分考虑下垫面的影响输出结果主要包括逐时的地面网格和各指定受体点的污染物浓度。模型需要数据较多，包括必须的逐时气象数据、地形数据、土地利用数据，模型可以处理干湿沉降、化学转化、海岸和复杂地形。在处

6、理〉50km的区域时，应优先考虑。4ADMS模型（3D高斯）由剑桥环境研究公司发展的ADMS大气模型系列能广范应用于计算气体污染物和颗粒状污染物。每一个模型的用户界面经过精心设计以适用于不同程度的应用。所有的模型都经过了广泛严密的论证。所有的ADMS模型都具有中文版。ADMS-城市,是大气扩散模型系统(ADMS)系列中的最复杂的一个系统。它运行于PC之上,模拟城市区域来自工业,民用和道路交通的污染源产生的污染物在大气中的扩散。ADMS-城市模型用点源,线源,面源,体源和网格源模型来模拟这些污染源。经设计,可以考虑到的扩散问题包括最简单的(例如,一个孤立的点源或单个道路源)到

7、最复杂的城市问题(例如,一个大型城市区域的多个工业污染源,民用和道路交通污染排放)。它对研究大气质量管理措施特别有用，例如计算先进技术的引进，低排污区对污染状况的影响,燃料的改变,限制车速的设计对空气质量的影响等。ADMS-城市可以作为一个独立的系统使用,也可以与一个地理信息系统联合使用。ADMS-城市与MapInfo以及ESRI的ArcView可以完全有机的连接。我们推荐将ADMS-城市与这两个地理信息系统中的任何一种一起使用。因为这样可以使用数字地图数据,CAD制图和/或航片真实直观地设置您的污染问题。在所使用