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大气扩散

1、烟羽模型考虑方法

烟羽元素考虑方式

  • 烟团:烟团使用整数烟团采用技术考虑为一个圆形的污染物质。这个技术在远距离接受点是最好的。尽管其计算速度比烟片模拟快3到10倍,但在近距离由于风场变化模拟来不如烟片精确。
  • 烟片:下风向烟团为非圆形,在近场区域采用更细节的方式处理烟羽,只有在烟团增长到一定大小时才模拟为圆形。

烟羽高级选项

  • 最大烟片长度:烟片的最大长度,以网格为单位。
  • 烟团分裂:控制垂向方向的烟团分裂。当选择使用烟团分裂时,当垂向风场分布不均匀且有足够的风切变时,烟团或烟片将分裂为一个或多个烟团。
  • 烟片–烟团转化的关键因子:CALPUFF当烟片增长到一定程度时模型转换烟片为圆形烟团,这个参数定义烟片-烟团的转换时机,定义每个烟片最大σy长度。
  • 数值烟片采样积分分步收敛准则:收敛值,默认值10。
  • 面源积分分步收敛准则:收敛值,默认值1。
  • 污染源在每个时间步长内释放的最大烟团数:默认值99。
  • 烟团在每个时间步长内的最大采用步长数:默认值99。
  • 单个烟团在一个采样步长内传输的最大距离:默认值5个网格。
  • 最小Sigma y:新的烟团或烟片σy的最小值(m)
  • 最小Sigma z:新的烟团或烟片σz的最小值(m)
  • 最小Sigma v:陆面和海面每个稳定度最小湍流速度σv (m/s)
  • 最小Sigma w:陆面和海面每个稳定度最小湍流速度 σw (m/s)
  • 最大sigma-z 值:在计算虚时间或者距离时允许避免数值难题最大sigma-z 值
  • 近场垂向分布

控制近场区域的垂向分布

1)均匀分布:污染物质在垂向方向均匀混合

2)高斯分布:污染物质垂向分布遵循高斯分布

  • 建筑物下洗方案转变(TBD)

控制从Schulman-Scire到Huber-Snyder建筑物下洗方案的转变点,默认值0.5。

1)使用always use Huber-Snyder,TBD<0;

2)使用Schulman-Scire,TBD=1.5;

3)使用ISC, TBD=0.5;

4)自定义TBD值。

烟团分裂选项

在此窗体中定义水平方向和垂向方向烟团分裂的条件。

水平方向烟团分裂

  • 烟团分裂后的烟团数量
  • 烟团分裂的条件Sigma-y必须超过:由风剪切产生的烟团拉长率必须超过(Puff Sigma-y/hr)

垂向方向上的烟团分裂

  • 烟团分裂后的烟团数量
  • 烟团分裂的条件上一个小时的混合层高度的最小值上一个小时混合层高度和最大混合层高度之比的最小值分裂的烟团在分裂允许的时间段

2、扩散选项

扩散系数计算方法

  • 从PROFILE.DAT的σv和σw计算
  • 从微气象学变量的内部计算得到σv和σw计算
  • 乡村区域使用PG扩散系数(ISCST多段近似值计算)城市区域使用的MP系数
  • 乡村区域使用PG扩散系数(MESOPUFF公式计算)城市区域使用的MP系数
  • CTDM用于稳定和不稳定下的不确定条件

在对流边界层对Sigma-z使用PDF方法

在对流层内是否用概率分布函数方法计算扩散

扩散高级选项

  • 湍流剖面计算方法

    • CALPUFF廓线
    • AERMOD廓线
  • Sigma-y拉格朗日时间尺度

    • Draxler fy Curve 为617.284秒
    • Computed as Lag.Length/(0.75q)
  • 湍流对流时间尺度

湍流数据

  • 测量方式

    • 使用从PROFILE.DAT读取的σv计算
    • 使用从PROFILE.DAT读取的σθ
    • 使用从PROFILE.DAT读取的sigma-w计算
    • 使用从PROFILE.DAT读取的σv和σw 计算
    • 使用从PROFILE.DAT读取的σθ and σw计算
  • 后背方法

缺少湍流数据值时计算扩散参数的备用方法

从微气象参数中计算σv 和σw

乡村区域使用PG扩散系数(ISC曲线),在城市区域使用MP系数

乡村区域使用PG扩散系数(MESOPUFF II曲线),在城市区域使用MP系数

文件类型

定义剖面文件的文件类型

  • CTDMPLUS
  • AERMET

剖面文件

导入剖面文件

PG扩散系数调整

  • 粗糙度调整

近地面释放源的PG-σy曲线地表粗糙度调整

  • Sigma-y 平均时间调整

3、使用Heffter公式

Heffter曲线开始处的Sigma-y

用于计算sigma-y 和sigma-z的时间依赖的Heffter分散方程的烟团的最小水平尺寸。

使用Heffter方程计算Sigma-z

随着传输距离的增加,这个选项提供扩散系数由距离依赖到时间依赖计算(Heffter方程)的转换。在CALPUFF中这个转换依赖于烟羽达到临界尺寸。