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1、2第21卷第期龙原气象Vol.21No.220025年月PLATEAUMETE()ROLOGYa,My2002:一一一文章编号10000534(2002)02013906城市大气污染物扩散模拟系统开发,‘,‘2彭新东姜金华,甘肃兰州0;2.中国科学院寒区早区环境与工程研究所73。。0中国科学院大气物理研究所,0029)LAPC实验室北京10、摘要:简单介绍了一个应用;于复杂地形下垫面条件下的中尺度大气污染物扩散模式的开发和利用,,并为城市大气质量数值模拟和预测的实施以兰州为例进行了初步的理想数值试验其结果将对改进模式和城市污染源的描述提供依据
2、并积累经验。同时这也是最终形成城市大气质量预测系统的前期工作。关健:;,;词复杂地形空气质量污染物数值模拟::中图分类号X501文献标识码A;实施联合国城市管理项目也开始注意兰州的大气1引言,。污染治理并进行了调研本工作是在现有工,、’一幻,在我国西部地因大部分是干旱的沙漠戈壁作[l,的基础上为兰州市大气污染预测和治理,。荒山丘陵、黄土高原地带,地形和下垫面复杂、自优选和初步建立模式系统对模式进行论证另,,然飘尘严重;由于这里的经济属欠发达地区生活外已有模式基本上是较为简单的二维或三维扩散,,、、水平低其能源结构以煤炭为主且大多数人趋向模式藕
3、合于大气动力模式之中动力过程和物理,;过程于利用廉价的烟煤又由于这里大部分地区处于寒(参数化)较为简单而且模式所用气象场一般,,,。冷地带冬季取暖更是增加了大气污染源所以城并非实际场偏差较大这里我们将选用国际上知市冬季煤烟型污染尤其严重。中国西部的城市又大名的中尺度模式,改造成为兰州市空气质量的预测,。多位于山谷腹地气流不畅也是造成大气污染严重模式系统的因素之一。以兰州为例,其位于青藏高原东北侧,,、2污染物类型的河谷盆地之中黄河穿市而过东西狭长三面,、环山,46m形成了为了有效地合理地评价中尺度大气扩散模式南北两山相对高度约0至0“”,,兰
4、州市的天然保护屏冬季的静风率在80%以的性能首先必须了解兰州市主要的大气污染物类,、’,上夜间甚至白天[1,〕在60m以下常常是稳定型及其分布情况由此决定大气扩散模式中主要的,,。,的逆温层这种脱地逆温层可维持长达10天闭使描述对象兰州市的污染总体上是煤烟型污染总,得城市内的污染物很难排出。悬浮颗粒(TSP)是首要的污染物其来源主要有沉,、、为了治理兰州市的大气污染在甘肃省政府和降的自然颗粒物燃煤颗粒物城市局地颗粒物,,、、。,2x兰州市政府的共同努力下开展了多项综合观测(如建筑环卫农业耕地等)另外50和NO,,。[4一6〕“也是主要的污染成
5、分尤其是在冬季以996并研究和具体实施了一些治理措施如蓝天1年”、“”,。,3工程阳光工程等取得了一定的成效为了为例对照国家环境空气质量标准《GBo95一1996,更好地给政府部门决策提供依据和为广大人民群众的二级标准》TSP的日均值在全年80%天数超,,;:提供信息开发具有更高刻划能力的数值工具是非标第四季度则达97%50主要表现在第一季度,.,.。,超标超标天数458%日均值最大超标44;常必要的为此中国科学院和甘肃省人民政府科倍“”x、,技合作项目兰州市大气污染及对策研究也开始No主要是一四季度超标日均浓度超标天数分:一一;:一09一收
6、稿日期20000509改回日期200013:“”“”;甚金项目中国科学院西部之光项目兰州市大气污染预测及信息系统研究兰州分院院长基金资助项目,,,,、.一:..作者简介:彭新东EmailPengamst(1967一)男博士研究员主要从事中尺度天气动力及数值模拟大气环境数值研究@esJecGO.JP高原气象21卷、、别达到65%和3%,最大日均值超标2.1倍。图用)大气与多层土壤模式地表植被和地表水的、、1给出了1996年兰州市全城区(4个监测站)监测的感热潜热交换地形动力作用以及积云对流参数。:,化等正是由于这些细致的微物理过程参数化的贡S(
7、)和飘尘浓度月平均值年变化的个例尽管这里,,,并非TsP的浓度变化但仍可以看出污染物浓度献模式的计算域和网格距没有下限理论上可以。,,。对各类大气运动现象进行动力模拟目前RAMS变化的年周期性主要在冬季严重的模拟对象包括龙卷、边界层涡动等中尺度现象,·,,户10划衰卜感日的也有建筑物扰动或风洞内的湍流因此我们选用RAMS作为城市局地尺度大气环境运动场的模拟工具是有理论和实践基础的。4中尺度大气扩散模式234569101112月虽然RAMS本身可以加人浓度方程进行扩散,计算但是由于其复杂的动力框架和详细的物理过图1兰州市飘尘和2,。50月均浓
8、度年变化程使得在局地区域应用时花费大量机时这里我.:·,::(单位。gm一“)一.一502一.一01m职尘〔rarteeanoncen-们采用HYPAeT川(Hyb
