热浮升烟流扩散的拉格朗日粒子模拟

本文建立了一个处理对流边界层热浮升烟流扩散的拉格朗日粒子模式。模式既考虑了对流边界层的特殊气流结构，并作了均匀湍流参数化的简化；同时提出了在拉格朗日模式中合理计入热浮升烟流抬升影响的近似方法。模拟计算结果表明:烟流热浮力的影响使得地面最大浓度值远比被动烟流的低，而且出现位置离源更远。模式计算与外场试验结果合理地一致。模式物理概念明确合理，输入参数少，计算量小，具有简单实用的优点，适合日常环境应用需要。     

A Laboratory Modeling of the Velocity Field in the Convective Boundary Layer with the Particle Image Velocimetry Technique

Based on the research of the convective boundary layer (CBL) temperature field in a convective tank, this paper studies the characteristics of the CBL velocity field in the convective tank. Aluminium powder (400 orders) is used as a tracer particle in the application of the particle image velocimetry (PIV)technique. The experiment demonstrates: the velocity distribution in the mixed layer clearly possesses the characteristics of CBL thermals; the velocity distribution in the top zone of the mixed layer shows entrainment layer characteristics; the vertical distribution of turbulent characteristic variables is reasonable,which is similar to field observations and other tank results; the error analysis demonstrates the validity of aluminium powder, which implies the reliability of the results.     

深凹露天矿内复环流和高湍能区的三维细网格非静力模拟

建立了一个准定常的三维非静力能量闭合的PBL模式模拟了深凹露天矿内复环流和高湍能区。针对露天矿具有范围小、地形复杂的特点,放弃了静力近似的假定,且采用了在复杂地形下应用较好的能量闭合方案,采用细网格系统对一个水平只有2 km×2 km的实际矿区进行了模拟,并将结果与同样条件下的风洞试验结果进行了比较。结果表明,矿坑的开口宽度与深度比和来流的性质对坑内气流和湍流情况有了较大影响。     

硫酸盐气溶胶直接辐射效应在线与离线模拟方法的比较

利用区域气候模式RegCM 2与大气化学模式连接的模拟系统 ,比较了硫酸盐气溶胶辐射强迫的在线、离线模拟方法的硫酸盐柱含量、大气顶直接辐射强迫及地表温度响应。发现 :在线与离线模拟方法得到的硫酸盐柱含量、有无反馈大气顶直接辐射强迫和地表温度响应在许多地区有很大差异 ,这种差异在较小区域平均的尺度上更显著 ,在全区域平均尺度上也较为明显 ,是不能被忽略的 ;结果显示从硫酸盐含量到辐射强迫和地表温度响应逐渐加大的差异 ,说明硫酸盐气溶胶的辐射强迫与模拟方法有关 ,显示出较大的不确定性。     

南京市大气NOx扩散规律与防治对策研究

以实用的多源大气扩散模型计算了南京市点源、面源及流动源等各类污染源对地面及不同高度的关心点上N0。年平均浓度分布状况及其各类源的平均浓度贡献率，分析了影响NO。在大气中扩散的主要因素，着重对交通源的排污扩散进行研究。发现2000年南京交通源对大气中NO。浓度的贡献率在市区绝大多数地区已超过70％。另外，还将美国的CAI．INE3模式引入南京。模拟了2000年交通源的排污扩散状况。结果表明，经过修正的CAuNE3模式基本上能合理地描述城市道路N0。的污染状况。根据城市管理部门给出的3种NO。减排方案，计算了实施这些方案后大气中NO。污染状况。结果表明。不能继续维持南京市的交通现状。而必须实施机动车车辆控制或排放因子的限制。     

大气边界层的室内模拟研究--夹卷层温度场结构分析

利用室内水槽模拟大气对流边界层,并用多探头测量和光学方法测量分析夹卷层的夹卷过程和温度场结构.测量结果表明,夹卷层的温度场不同于各向同性湍流场,主要原因是夹卷层中含有一些大尺度的相干涡旋.     

城市低层大气臭氧生成的模拟研究

利用一个城市边界层臭氧模式，以南京市为对象，研究了臭氧在城市低层大气中的形成机制和规律，得出了南京市18个交通点的日臭氧浓度最大值的分布图。结果表明，南京市白天有相当长的时间是处于臭氧超标的状态，不少交通点的日最大臭氧浓度值是标准的2－3倍。文章还模拟了PAN，OH自由基和HCHO这三种重要物种的日变化规律。同时，本文选择南京市东郊的紫金山风景区，实次探讨了植物排放有机物对臭氧生成的贡献。从模式的模拟研究可得，与人为因素相比，植物排放对臭氧生成的作用也是不可忽视的，值得作深入一步的探讨。     

边界层大气环境与空气污染问题的风洞流体模拟实验

在大气环境风洞中,采用人工形成边界层的方法,建立一定厚度的模拟边界层,测试确定边界层特征量,如粗糙度长z。风廓线指数n等。实验揭示了形成大气边界层的物理机制。用烟云照相法对模拟形成的高架点源排放烟流的抬升高度相大气扩散参数作了实验测定,并采用波动烟流法进行数据处理。讨论了排烟速度Vs和环境风速u对烟气动力抬升的影响;此外还对阶跃下垫面条件和障碍物后旋涡区中的扩散进行了分析。     

一种考虑风切变的区域多源实用烟团轨迹模式

本文建立并论述了一种区域多源实用烟团轨迹模式。模式在作者先前工作的基础上,加进了对两个重要方面问题的处理,即:(1)运用质量连续风场调整的客观分析方法,得出三维风场并供作轨迹计算和扩散计算联接输入;(2)考虑风存在垂直切变的处理方案,使得模型更接近实际。对52×56km~2模拟域,含50个高架点源,非定常气象条件下的空气污染物输送与扩散作了计算,模式输出逐时网格风场和地面SO_2浓度分布以及日平均SO_2地面浓度分布与实测结果合理地一致。模式效能表明能够适应区域空气污染管理的需要。     

建筑物分布对市区流场及污染物扩散影响的数值模拟

本文运用已建精细城市PBL模式，用拖曳力法考虑城市建筑物的影响，并以北京前三门地段板房为例，通过8个数值试验具体研究了建筑物对气象场的影响。结果表明：前三门地段板房的有无对风速、湍能和NOx浓度的影响较明显。有板房比没有板房时30m处水平总风速减少0．03～0．10m／s，湍能增大O．02～0．14m^2／s^2。板房对水平总风速的影响大于0．01m／s的范围为：迎风向和背风向约400～500m，侧风向约100～200m；垂直方向的影响高度约为150m。在30m高度附近影响最大。对湍流动能的影响范围与风速的类似。对NOx浓度的影响以地面为最大，其影响程度及影响范围和板房与污染源的相对位置以及板房与周围建筑物的距离有关。总之，在高分辨的边界层模式中，用拖曳力法考虑城市建筑物的影响是可行和必要的。