一个对流边界层中的随机扩散模式

通过对对流边界层(CBL)湍流结构的分析,首次提出用两种不同尺度的湍流模拟CBL中的铅直扩散.在此基础上发展了一个随机扩散模式,并用它模拟了典型对流条件下两种高架连续点源的扩散.与Willis水槽模拟和Lamb等人数值模拟以及CONDORS计划外场试验的结果的比较表明,本模式能成功地模拟CBL中的横向积分浓度.与其它数值模式相比,还具有输入参数少、计算量极小和更加简单实用的优点.     

随机游动扩散模式与高斯扩散模式的对比

通过随机游坜模式与高斯扩散模式的对比得知，随机游动模式适用范围广泛，而高斯扩散模式适用性受模式本身基本假定的限制，其应用范围是有限的。     

一个预测沿岸陆中熏烟扩散的随机游动模式

本文建立了一个对流边界层中的随机游动扩散模式，并用ＫＮＲＣ试验Ｎｏ：６４的资料作了难，然后考虑混合层顶不规则夹卷界面的作用，应用于楠克沿岸陆上熏烟扩散问题，将模拟的地面轴线浓度与观测资料以及三个烟扩散预测模式的结果作了比较，结果表明：模式的模拟效能良好，所有数值计算均可在微机上实现，便于推广应用，更具实用性。     

对流边界层中公路线源扩散的Monte-Carlo法模拟

开发了一个Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ大气扩散模式且引入了一种检验随机数质量的填充二维点格的方法。通过与水槽试验资料对比,说明该模式具有较好的模拟效果。用该模式模拟公路线源的大气扩散,结果表明,高架路和一般公路的污染在地面浓度上的差异较大,而在垂直方向上差异较小。高架路引起的地面浓度值和扩散范围都较一般公路的大。垂直方向上尤其是２０米以上二者基本没有差异,浓度较大值都在５０～１００米以下。结合箱模式的思     

对流边界层中的一个双高斯型PDF扩散模式

对流边界层（ＣＢＬ）中的污染扩散是非高斯型的。本文在下列三个假设下建立了双高斯型几率分布函数（ＰＤＦ）模式：１．对流边界层任一确定高度铅直速度Ｗ的几率分布函数ｐｗ由两个高斯分布迭加而成；２．从污染源释放的粒子具有源高的铅直速度几率分布，且其轨迹是线性的；３．粒子在地面的反射为全反射，在混合层高度Ｚｉ为全反射或有部分吸收。然后分析了三个高度上铅直速度Ｗ的一些统计特征量，比较了由ＰＤＦ模式计算的横风向积分浓度和Ｌａｍｂ的数值模拟［１－３］，Ｄｅａｒｄｏｒｆｆ的水槽模拟［４－６］结果，并用美国ＣＯＮＤＯＲＳ计划的外场试验资料［７］对ＰＤＦ模式进行了验证，结果均相当一致。     

用大涡模式研究对流边界层湍流

利用三维对流边界层的大涡模拟模式研究对流边界层湍流统计特征量,模拟结果与前人的同类模拟工作及实验观测结果相比较,得到了一致的结论.       

一种粒子——烟团扩散模型的应用研究

本文运用随机游动模拟方法改进建立一种粒子－－烟团模式，成功地模拟了对流边界层条件下污染物扩散，粒子－－烟团模式的模拟结果与水槽试验的结果吻合较好。数值模拟试验结果表明粒子－－烟团模式能在旋放粒子数较少，从而运行时间很短的情况下，得到优于一般随机游动模式的模拟性能。用ＫＮＲＣ的资料对模拟性能作一验证，表明模式也能很好地模拟实际大气中不同稳定度情况下的扩散。     

对流边界层中地面源的铅直扩散模拟

对流边界层(CBL)中高架源浓度轴线下倾而地面源浓度轴线上升。本文分析了形成这种相反的几何图象的机理，从而认为:只要能够恰当模拟CBL中铅直湍流结构的特征，一个粒子随机扩散模式应既能模拟高架源的扩散，也能模拟地面源的扩散。因此，用作者早先模拟高架源的模式模拟了地面源的铅直扩散，同样获得较好的结果，进一步证实了模式的有效性。本文还应用Thomson准则检验了模式，讨论了它在理论上的合理性和适用范围。     

一种粒子——烟团扩散模型的应用研究

本文运用随机游动模拟方法改进建立一种粒子—烟团模式，成功地模拟了对流边界层条件下污染物扩散，粒子—烟团模式的模拟结果与水槽试验的结果吻合较好。数值模拟试验结果表明粒子—烟团模式能在施放粒子数较少，从而运行时间很短的情况下，得到优于一般随机游动模式的模拟性能。用KNRC的资料对模式的模拟性能作一验证，表明模式也能很好地模拟实际大气中不同稳定度情况下的扩散。     

论边界层中的大气扩散PDF模式

基于大气扩散Ｋ理论，用作为风速脉动均方差和拉氏时间尺度函数的湍流交换系数，得到了直接利用风速脉动几率密度而不用扩散参数的大气扩散ＰＤＦ模式。分别研究了对流边界层上升气流区与下降区垂直速度的统计特征，求得双正态ＰＤＦ模式。在给定ＣＢＬ自身参数如对流特征速度ｗ＊，顶高ｈｉ和源高度上的平均风速时，该模式计算出的无量纲浓度分布与室内外测试结果一致。     

局地环流与大气边界层湍流相互作用的数值研究

本文建立了一个二维定常大气中尺度数值模式，并用该模式讨论了由下垫面粗糙分布非均匀（局地动力强迫）和温度分布非均匀（局地热力强迫）而产生的局地大气环流与大气边界层湍流的相互作用。结果指出：下垫面存在温度分布非均匀时运动方程中的湍流交换项与水平气压梯项一样可促使局地热力环境的形成，由粗糙度分布非均匀强迫产生的局地环流与由下垫面温度分布非均匀强迫产和的局地热力环流间的非线笥相互作用是通过湍流交换实现的。     

大气对流边界层中的涡漩结构

大气边界层中存在尺度从几百米到几十公里的大涡漩运动.它们在边界层中动量、热量、水汽等垂直输送中起重要作用.作者从边界层中对流和上部稳定层中波动相互作用的观点,发展得出大涡结构的对流波动理论.根据此理论,大涡的波谱构成主要由上、下层大气中风向、风速、层结以及两层之间的温度跃变等因素决定.本文根据卫星云图和天气资料分析了一次冷空气爆发流经暖洋面上形成云街、对流单体以及它们之间的相互演化的过程,并用对流波动理论,依据各阶段的大气条件计算出它们的波数构成,并得出了垂直速度、辐合带、界面扰动的分布,解释了云街、对流单体的形成、结构及相互转化的原因.     

ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER CONCEPT MODEL OF THE PEARL RIVER DELTA AND ITS APPLICATION

Based on the geographical circumstance, climate and the boundary layer meteorology features of the Pearl River Delta, a boundary layer concept model of the Pearl River Delta was built. The concept model consists of four fundamental factors that affect the boundary layer meteorology of the Pearl River Delta and can convincingly explain the reason of the air quality change in the Pearl River Delta. The model can be used to the diffusion capability analysis, the air pollution potential forecasting or haze forecasting, etc.     

珠江三角洲大气边界层概念模型的建立及其应用

根据珠江三角洲地理环境、气候背景和边界层气象观测特征的分析,建立了反映珠江三角洲大气边界层一般机理的珠江三角洲大气边界层概念模型,可解释珠江三角洲地区环境空气质量变化的原因。本概念模型有助于开展珠江三角洲地区大气扩散能力的分析与气流停滞区或灰霾天气的预测预报。     

对流边界层的大涡模拟研究

本文建立了一个均匀平坦地面上对流边界层的大涡模式,模式考虑了水汽,采用了考虑浮力和固壁影响订正的一阶闭合。并用所建模式进行了由热扰动发展的对流边界层的模拟及其对地表热状况变化响应的初步探讨性模拟工作。通过模拟认为,模式较好地反映了对流边界层的主要结构。     

近地层湍流特征及其在扩散模拟中的应用

利用１９９４年９月北京市郊３２５ｍ气象观测塔在４７ｍ和１２０ｍ两层高度上的湍流观测资料。计算分析了城郊粗糙下垫面上近地层湍流特下量,湍流尺度和不同层结下的湍谱,得出了近地层的一些湍流特性。     

ON THE PDF MODELS FOR ATMOSPHERIC DIFFUSION IN BOUNDARY LAYER

In this paper, taking its turbulent exchange coefficient as a function of the Lagrangian timescale and standard variance of the turbulence in atmosphere, the atmospheric dispersion PDFmodels are obtained on the basis of atmospheric diffusion K-theory. In the model the statistics ofwind speed are directly used as its parameters instead of classic dispersion parameters. The bi-Gaussian PDF is derived in convective boundary layer (CBL), from the statistics of verticalvelocity in both of the downdraft and updraft regions that are investigated theoretically in the otherpart of this paper. Giving the driven parameters of the CBL (including the convective velocity scalew* and the mixing depth h_i) and the time-averaged wind speed at release level, the PDF model isable to simulate the distribution of concentration released at any levels in the CBL. The PDF'ssimulations are fairly consistent with the measurements in CONDORS experiment or the resultsbrought out by some numerical simulations.