气象条件对烟囱污染物影响的模拟研究

利用ISC3模型模拟了某电厂不同高度烟囱在不同风速、不同稳定度情况下SO2的最大落地浓度和落地距离。结果表明：在烟囱高度不变的情况下,稳定度不变,如果风速逐渐加大,则SO2最大落地浓度变小,且最大落地距离亦变小;烟囱高度不变且风速不变情况下,稳定度由稳定趋向于不稳定,则SO2最大浓度变小且最大落地距离变小;在风速和稳定度不变的条件下,随着烟囱高度的减小,SO2最大浓度变大且最大落地距离不变;在建烟囱最高高度不宜超过300 m。     

气象条件对大气污染物扩散的影响

本文主要论述了风速、大气稳定度、混合层厚度、逆温层对自然环境产生影响的主要作用。风速的大小直接影响污染物扩散、稀释程度和范围,并影响地面浓度大小、最大落地浓度与污染源距离的变化。大气稳定度是表征大气湍流强度的重要综合参量。本文也论述了风速相同稳定度不同情况下最大落地浓度与距离的关系。混合层厚度较低而又接近有效源高情况下必须考虑混合层的反射污染物的作用。同时指出了强逆温情况下早晨在消散过程易形成熏烟现象。     

冷却塔烟气抬升高度及污染物浓度变化特征

介绍了冷却塔烟气排放原理及德国VDI 3784的S/P模式,结合实例研究了冷却塔烟气排放不同参数、不同大气条件下烟气抬升高度变化特征,并使用德国VDI 3945的Austal 2000模式对冷却塔和烟囱的排放浓度进行了对比。结果表明：烟气抬升高度主要取决于出口温度和环境温度之差;随着风速的增大,抬升高度明显变小;随着直径的增加,烟气抬升高度也增加;随着出口速度的增加,抬升高度增加的相对较多;随着出口温度的增加,烟气抬升高度在逐渐增加,稳定度决定增加的倍数;VDI 3945模拟结果表明：小时浓度差别相对较小,而年均浓度差别较大,日均值的差别介于小时和年均之间。     

4种大气稳定度划分方法的分析比较

大气稳定度可标明大气湍流的强弱，在研究大气扩散时，大气的稳定度是很重要的，因为污染物在大气中扩散、稀释的速率、距离和范围受到大气稳定度的直接影响。当大气处于稳定状态，污染物在大气中扩散速率小，范围窄，最大浓度落地距离较远。当大气处于不稳定状态时，则出现截然相反的情况。因此．有必要仔细分析研究大气稳定度的变化规律。     

多烟团模式在环境风险评价中的应用

应用多烟团模式,以硫化氢泄漏对大气影响为研究对象,模拟一起典型的突发性环境风险事故。并结合风对硫化氢的影响作用,预测出给定稳定度时,少量硫化氢泄漏所达到的最大落地浓度以及最大落地浓度点的下风向距离。分析表明,在同样的稳定度条件下,风速的不同会导致硫化氢扩散存在很大差异。并且在模拟过程中,少量的危险性气体硫化氢在大气中的扩散没有出现致死浓度,但存在一定的危害范围。因此,相关部门应当给予足够的重视,并对其周边环境以及居民做出相应的应急防范措施。     

估算模式 AERSCREEN的参数敏感性研究

《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2-2018）推荐的估算模式AERSCREEN在气象和地形资料的处理以及建筑物下洗等多个方面做了改进。利用估算模式AERSCREEN,针对30 m左右高度的点源,进行了不同排放参数、不同气象条件下最大落地浓度的敏感性试验。结果表明：随着烟气出口流速的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着波文比的变化,地面浓度最大值没有明显的变化;随着地面粗糙度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟气出口温度的增高,地面浓度最大值逐渐减小;当烟气温度为75℃,粗糙度达到1.3 m时,地面浓度达到最小;随着反照率的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟囱高度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;在各种烟囱高度条件下,随着最高环境温度的增高,地面浓度最大值逐渐增大;而在各种环境温度条件下,随着烟囱高度的增高,地面浓度最大值在逐渐减小;模式中,随着最低环境温度的增高,地面浓度最大值没有变化;但随着最小风速的增大,模拟得到的地面浓度最大值会逐渐减小。     

冷却塔烟气抬升高度及污染物浓度变化

介绍了冷却塔烟气排放原理及德国VDI 3784的S/P模式,结合实例研究了冷却塔烟气排放不同参数、不同大气条件下烟气抬升高度变化特征,并使用德国VDI 3945的Austal 2000模式分析了冷却塔与烟囱的排放浓度对比。结果表明:烟气抬升高度主要取决于出口温度气环境温度之差;随着风速的增大,抬升高度明显变小;随着直径的增加,烟气抬升高度也增加;随着出口速度的增加,抬升高度增加的相对较多;随着出口温度的增加,烟气抬升高度在逐渐增加,稳定度决定增加的倍数。VDI 3945模拟结果表明:小时浓度值差别相对较小,而年平均浓度值差别较大,日平均值的差别介于小时与年平均值之间。     

S/P模式计算的冷却塔烟气抬升高度敏感性试验

德国VDI3784的S/P模式为三维流体动力学积分模式,其方程主要描述了无穷小体积元素的质量、动量、静态污染物质量浓度及能量的守恒。利用德国模式进行了冷却塔烟气排放不同参数、不同大气条件下烟气抬升高度的敏感性试验。结果表明：在影响烟气抬升高度的3个气象要素（风速、气温和湿度）中,风速和气温的变化对结果影响较大,而湿度影响较小。在D类稳定度,当环境风速从0.1 m/s增加到15.0 m/s时,抬升高度从711.7 m变为38.5 m。随着环境温度的升高,抬升高度明显单调变小;当稳定度为A类,环境温度从10升到40时,烟气抬升最大高度从688.9 m降低到45.1 m,降低了14倍多。而环境湿度的变化,对抬升高度的影响不是很明显。对于E类稳定度和F类稳定度,当环境湿度从20%增加到70%,最大抬升高度分别从115.3 m和84.6 m降到112.9 m和81.7 m,分别降低了3.43%和2.08%。在影响烟气抬升高度的其他3个因素（凉水塔直径、烟气出口速度和混合气体温度）中,混合气体温度的变化对结果影响较大,而凉水塔直径和烟气出口速度的影响较小。在各类稳定度条件下,当出口温度从20变到90时,烟气抬升高度增加1.2—13.3倍;在各类稳定度条件下,当凉水塔直径从30 m变到90 m,烟气抬升高度仅增加0.63—1.40倍;在各类稳定度条件下,当出口速度从2.5 m/s变到8.0 m/s,烟气抬升高度增加了0.24—0.74倍。     

有霾和无霾时宁波市大气混合层高度的日变化特征

根据2007—2013年宁波市每日8次地面观测气象资料,运用罗氏法和统计分析法计算大气混合层高度,分析其在霾日和非霾日的不同日变化特征。结果表明宁波市霾日与非霾日混合层高度均呈白天高,夜晚低的日变化特征,夏季两者差值的日变化波动最明显,波峰时间比其他季节晚3 h。混合层高度日变化趋势与风速、气温、能见度趋于一致,霾等级越重,混合层高度越低。霾日与非霾日的气温差值除冬季呈正变温外,其他季节呈负变温,冬季14时差值最小,夜间加大,春夏季凌晨差值最小,14时最大,秋季波动不明显;风速差值除冬季夜间为正值外,其余季节为负值,秋冬季差值最小、夏季最大。大气处于不稳定状态时,混合层高度随着稳定度增加而逐渐处于稳定状态时,随着稳定度增加而降低,中性大气是宁波易致霾的大气层结。霾日与非霾日大气稳定度表现不一致,中午霾日中性大气占多数,非霾日则是不稳定大气;夜间霾日稳定—弱稳定大气和中性大气所占比例相当,非霾日稳定—弱稳定大气占多数。另外,PM_(2.5)浓度在霾日和非霾日均为白天低、夜间高的日变化特征,但霾日波动大,波峰时间晚于非霾日2 h,峰值浓度也高于非霾日2.7倍;早晨或下午到上半夜是霾日的PM_(2.5)浓度两个上升时段,上午为下降时段;非霾日的两个浓度缓升(降)时段分别出现凌晨和下午(上午和前半夜)。研究成果有助于预报员了解大气混合层高度及其对霾的可能影响,从而提高霾预报预警能力。     

S/P模式计算的冷却塔烟气抬升高度敏感性试验

德国VDI3784的S/P模式为三维流体动力学积分模式,其方程主要描述了无穷小体积元素的质量、动量、静态污染物质量浓度及能量的守恒。利用德国模式进行了冷却塔烟气排放不同参数、不同大气条件下烟气抬升高度的敏感性试验。结果表明：在影响烟气抬升高度的3个气象要素（风速,气温和湿度）中,风速和气温的变化对结果影响较大,而湿度影响较小。在D类稳定度,当环境风速从0.1 m/s增加到15.0 m/s时,抬升高度将从711.7 m变为38.5 m。随着环境温度的升高,抬升高度明显单调变小;当稳定度为A类,环境温度从10℃升到40℃时,烟气抬升最大高度从688.9 m降低到45.1 m,降低了14倍多。而环境湿度的变化,对抬升高度的影响不是很明显。对于E和F类,当环境湿度从20 %增加到70 %,最大抬升高度分别从115.3 m和84.6m降到112.9 m和81.7m,分别降低了3.43 %和2.08 %。在影响烟气抬升高度的其他3个因素（凉水塔直径,烟气出口速度和混合气体温度）中,混合气体温度的变化对结果影响较大,而凉水塔直径和烟气出口速度的影响较小。在各类稳定度条件下,当出口温度从20 ℃变到90 ℃时,烟气抬升高度增加1.2-13.3倍;在各类稳定度条件下,当凉水塔直径从30 m变到90 m,烟气抬升高度仅增加0.63-1.40倍;在各类稳定度条件下,当出口速度从2.5 m/s变到8 m/s,烟气抬升高度增加0.24-0.74倍。     

New analytical solution of the dispersion equation

The dispersion of pollutants from a point source is analytically investigated taking into consideration the vertical variation of both wind speed and eddy diffusivity. The deposition of the diffusing particles on the ground is taken into account throughout the boundary conditions. The concentration of pollutants under different atmospheric stabilities was found assuming that the vertical diffusion is limited by an elevated inversion layer. The decay distance of a pollutant along the wind direction for different atmospheric stabilities was derived. The resulting analytical formulae have been applied on a case study namely, the emission from the research reactor at Inshas. The results are discussed and presented in illustrative figures.     

Effect of the plume rise and wind speed on extreme value of air pollutant concentration

Summary Extreme values of the ground level concentration of air pollutants were evaluated as a function of plume rise Δh, and wind speed in two cases. Firstly, when a plume rise depends on the downwind distance x, and secondly, with a constant plume rise (i.e., independent on x). Also, the extreme values for the effective stack height were evaluated for different stability classes. The maximum value of the ground level concentration was obtained in unstable stability when plume rise depends on x and in the neutral stability when plume rise independent on x. Also, in stable case, the extreme values of the ground level concentration of air pollutants showed similar values in the two cases when plume rise depends on x, and with constant plume rise. Finally, it was found that the extreme value of the ground level concentration occurred near the stack and after that it was decreases in all stabilities.     

基于探空风资料的大气边界层不同高度风速变化研究

利用1981—2014年我国资料齐全的93个高空气象观测站(距离雷达300、600、900 m高度)的探空风资料,按照气象地理区划,借助GIS分析了边界层内不同高度风速及其趋势的时空变化,得到以下结论:300～900 m,东北和华北地区累年平均风速较大,西南和西北地区累年平均风速较小;边界层内各高度同一地区平均风速的月变化趋势基本一致,但各地区季节风速变化不同,同一地区月平均风速的年较差随高度上升而增大;300 m.各地区年平均风速均显著减小:在600和900 m.华北、西北、华中地区年平均风速呈增加趋势,东北地区年平均风速呈减小趋势,但均未通过显著性水平检验;各高度年平均风速空间分布均为东北地区较大,尤其大兴安岭和东北平原地带;从沿海到内陆,由东至西风速逐渐减小;在300 m.全国年平均风速以减小趋势为主;在600 m,全国大部分地区年平均风速呈增加趋势,尤其是中部、西北和华东沿海地区;在900 m高度,全国年平均风速变化趋势呈现由边界向内部的包围态势,中心地区呈增加趋势,边界地区均呈减小趋势,但是通过显著性水平检验的地区不多。     

黄海西部海洋工程风、浪设计参数的分析和计算

使用黄海西部站点观测、船舶记录及海洋调查资料，建立计算海面风速的转换关系式。综合转换风速、台风报告或台风风场计算风速，分七个区块建立年最大风速序列；藉助极值Ⅰ型概率分布，推导了各区不同重现期的大风极值。开发使用美国SOWM波浪谱模式产品，推导了二个格点上不同重现期的波高极值，该值与近海波浪计算值一起组成合理的极端波高分布。     

Maximum fluctuations of wind direction in limited time intervals at the levels up to 300 m from observations at a meteorological tower

On the basis of wind direction measurements with 1-s discreteness at the meteorological tower VMM-310 in the town of Obninsk, maximum fluctuations of wind direction are obtained with 10-s averaging over limited time intervals that correspond to the transport of pollutant puffs at distances about 10 km from the source at altitudes up to 300 m. Average values of maximum fluctuations of wind direction decrease with increasing wind speed, level of measurements, and stratification stability. Examples are presented of distributions of maximum fluctuations of wind direction as dependent of these factors. Parameters are given of distributions of maximum fluctuations of wind direction at six levels under different wind speeds and different atmospheric stability. The empirical distributions are approximated by Weibull distribution, and parameters of the latter are presented for separate levels. The results obtained can be used for estimation of an angular size of an area of possible pollution under different conditions of atmospheric stratification, wind speed, and levels of transport of an instantaneous puff of pollutants for the pollutant cloud motion up to a distance of 10 km from the source.     

宜春地区三类典型天气的风廓线雷达产品特征分析

选取江西省宜春市晴空、弱降水、强降水三类天气过程个例,结合天气形势、雷达回波、气象要素等资料,对比分析了风廓线雷达产品特征。结果表明：（1）在晴空天气背景下,风廓线雷达探测高度低,水平风速小,垂直风速正负值交替出现,大气折射率结构常数（Cn2）值最小。（2）在稳定性弱降水天气背景下,大气呈稳定状态,风廓线雷达探测高度随降水的产生而逐渐抬升,高低层有明显的风速切变,850 hPa赣南至赣东北有西南急流穿过,赣北有切变线存在,利于降水产生,垂直风速因降水影响出现朝向雷达正速度,Cn2值比晴空时大。（3）在具有产生强对流天气背景下,大气中对流强烈,风廓线雷达的水平风速增大,西南急流深厚且不断下沉,850-700 hPa有强烈的垂直切变,动力条件和水汽条件利于强降水产生,垂直风速表现为更大的朝向雷达正速度,Cn2值比弱降水时的大。     

Characteristics of wind speed and wind direction in the atmospheric boundary layer on the southern coast of Bulgaria

The characteristics of wind speed and wind direction in the boundary atmospheric layer measured at the meteorological station in Akhtopol (Bulgaria) are presented. The measurements were carried out with the Scintec sodar and MK-15 automatic meteorological station. The sodar measurement data on wind parameters at different heights in different months are presented as well as the frequency of inshore and offshore wind directions, that enables to trace the intensity of the breeze circulation. The frequency of calms and wind speeds at the heights of 50, 100, and 200 m according to gradations for different months and the probability of wind of various speeds depending on the direction are also given. The breeze front characteristics in June–September of 2009 are computed from the speed and direction of surface wind measured with the acoustic anemometer of MK-15 complex.