武漢市下墊面變化對大氣污染物擴散和氣象要素影響的數(shù)值模擬
本文選題:環(huán)境科學技術其他學科 切入點:MM/CALPUFF 出處:《安全與環(huán)境學報》2016年06期
【摘要】:大規(guī)模的土地覆被變化改變了地區(qū)地表環(huán)境的能量收支平衡,造成大氣邊界層內(nèi)流場特征和湍流特征的改變,使得區(qū)域內(nèi)污染物的擴散、轉化和積累等規(guī)律也發(fā)生變化。根據(jù)CALPUFF的格式要求,將武漢市SO_2排放量較大的源設置為點源,耦合中尺度氣象預測模型(MM5)和氣象診斷模型(CALMET)模擬邊界層氣象要素場。在邊界層氣象背景下,采用中尺度氣象模型(MM5)和空氣質量預測模型(CALPUFF)對武漢市空氣中污染物SO_2的擴散進行數(shù)值模擬分析。重點分析了武漢市主城區(qū)下墊面城鎮(zhèn)建設面積由70年代的65km2增加到目前的106 km2情景下,大氣污染物擴散和氣象要素的特征變化。研究區(qū)域下墊面城市面積增加后,大氣污染物擴散特征為主導風下(上)風向影響范圍較遠(近),等值線變化梯度較小(大)。兩種下墊面情況下,區(qū)域SO_2最大日質量濃度的季平均值夏季最大、冬季最小,是由于地氣能量的交換在夏季最強、冬季最弱;區(qū)域內(nèi)小時最大質量濃度的逐時變化無明顯差異。下墊面面積增加對近地面水平風場、穩(wěn)定度的影響不顯著;對混合層高度的影響較為顯著,典型日小時混合層高度均有所增加,表明由于城鎮(zhèn)面積擴大,市中心、工業(yè)區(qū)隨之擴大,增大了地表受熱面積,混合層高度變高。
[Abstract]:Large-scale land cover change has changed the energy balance of the surface environment in the region, resulting in the change of the characteristics of the flow field and turbulence in the atmospheric boundary layer, and the diffusion of pollutants in the region. The laws of transformation and accumulation have also changed. According to the format requirements of CALPUFF, the sources with large SO_2 emissions in Wuhan are set as point sources. The mesoscale meteorological prediction model (MM5) and the meteorological diagnostic model (CALMET) are used to simulate the boundary layer meteorological element field. A mesoscale meteorological model (MM5) and an air quality prediction model (CALPUFF) were used to simulate and analyze the diffusion of air pollutants in Wuhan City by SO_2. The emphasis was put on the analysis of the area of urban construction on the underlying surface of the main urban area of Wuhan, which increased from 65km2 in the 1970s. Add to the current 106 km2 scenario, The characteristics of atmospheric pollutant diffusion and meteorological elements. After the increase of urban area on the underlying surface of the study area, The diffusion characteristics of atmospheric pollutants are as follows: (1) the wind direction under the dominant wind has a far (near) range, and the variation gradient of isoline is relatively small. In the case of two underlying surfaces, the seasonal average value of the maximum daily mass concentration of SO_2 in the region is the largest in summer and the minimum in winter. The reason is that the exchange of ground air energy is the strongest in summer and the weakest in winter, and there is no obvious difference in hourly variation of maximum mass concentration in the region. The increase of the area of underlying surface has no significant effect on the horizontal wind field near the ground. The influence on the height of mixing layer is obvious, and the height of mixing layer increases in typical day hour, which indicates that due to the expansion of urban area, the city center and the industrial area, the surface heating area increases and the mixing layer height becomes higher.
【作者單位】: 湖北省武漢市氣象局;陜西省氣象科學研究所;山東省臨沂市氣象局;
【分類號】:X51;X16
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,本文編號:1658544
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