Математические модели атмосферной дисперсии локального, регионального и глобального масштабов

• Автор: Сороковикова, Ольга Спартаковна
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 263 с. : ил.

российская академия наук
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ БЕЗОПАСНОГО РАЗВИТИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
На правах рукописи
СОРОКОВИКОВА Ольга Спартаковна
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ АТМОСФЕРНОЙ ДИСПЕРСИИ ЛОКАЛЬНОГО, РЕГИОНАЛЬНОГО И ГЛОБАЛЬНОГО МАСШТАБОВ
Специальность 05.13.16 —- Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (ядерная энергетика, защита окружающей среды и населения)
Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Москва
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ АТМОСФЕРНОЙ ДИСПЕРСИИ ЛОКАЛЬНОГО, РЕГИОНАЛЬНОГО И ГЛОБАЛЬНОГО МАСШТАБОВ
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1 Локальные модели подъема примеси над
источником
1.1 Существующие модели процессов подъема примеси над источником, область их применимости.
1.2 Нестационарная модель распространения примеси над источником с начальной плавучестью и импульсом.
1.3 Мощные пожары.
1.4 Модель динамики облака примеси над источником со взрывным характером тепловыделения.
Глава 2 Лагранжева стохастическая модель распространения радионуклидов в атмосфере
2.1. Обычно используемые модели распространения загрязнения в атмосфере. Их достоинства и недостатки.
2.2. Лагранжева стохастическая модель распространения радионуклидов в атмосфере, использующая новые эффективные численные алгоритмы.
2.3. Верификация модели.
Глава 3 Валидации лагранжевой стохастической модели, сравнения с другими известными моделями (на близкие расстояния)
3.1 Анализ сравнения нормативных моделей распространения примесив атмосфере слагранжевоймоделью.
3.2 Сравнение лагранжевой модели и девяти наиболее известных европейских моделей распространения примеси в атмосфере.
3.3. Распространение примеси от высотного источника и в нестандартных условиях.
Глава 4 Моделирование процессов мезомасштабного распространения радионуклидов. Валидация лагранжевой стохастической модели
4.1 Валидация лагранжевой стохастической модели переноса радионуклидов на серии мезомасштабных экспериментов. Определение статистических характеристик возможных ошибок моделирования.
4.2 Приспособление ветра к орографическим неоднородностям подстилающей поверхности.
4.3 Метод расчета течений в стратифицированных средах со свободной верхней границей (приближение квазигидростатики).
Глава 5 Компьютерная система “НОСТРАДАМУС”

5.1 Компьютерная система “НОСТРАДАМУС”.
5.2 Использование компьютерной системы “НОСТРАДАМУС” для решения ряда практических задач.
Глава 6 Зональная модель для параметров общей циркуляции атмосферы
6.1 Формулировка дифференциальной нестационарной модели для основных параметров среднезональной картины общей циркуляции атмосферы.
6.2 Параметризация межширотного вихревого переноса тепла в тропосфере и стратосфере.
6.3 Параметризация среднезонального вихревого переноса момента импульса.
Глава 7 Дискретная зональная модель общей циркуляции атмосферы, моделирование сезонной изменчивости параметров общей циркуляции атмосферы

Для струй такой интенсивности соответствие между результатами моделирования и натурными данными хорошее.
Известно однако, что с ростом интенсивности плавучих струй, ни формулы Бриггса, ни одноименные модели, подобные описанной выше, становятся неприемлемыми. Детальные наблюдения в верхней части струи в устойчивой окружающей среде описаны в [28]. Избыток импульса заставляет струю продолжить подъем выше уровня нулевой плавучести. Это приводит к возникновению спадающего течения окружающего восходящее течение. Этот процесс может повторяться несколько раз в области высот , где плавучесть струи близка к нулю.
Не удается подобрать такую константу вовлечения, чтобы добиться соответствия модельных данных данным наблюдений за различными мощными пожарами [23].
Ошибки в оценке высот , на которые приходится основная часть выброса может быть до нескольких раз [23].
Для скоростей ветра сравнимых с вертикальной скоростью струи необходимо учесть деформацию струи в результате ее сноса ветром. Наиболее детально такая модель рассмотрена по-видимому в [30].
Предполагается при расчете вовлечения в изогнутую струю, что к удовлетворительным результатам приводит аппроксимация сечения струи, перпендикулярного ее оси кругом с радиусом Я.
При небольших углах отклонения струи от вертикали отношение длины внешней образующей горизонтального сечения к площади можно' принять равным
и -горизонтальная составляющая скорости струи )3 - угол отклонения струи от вертикали.
Соотношение (1.1.12) обычно используется при полуимпирическом определении соотношений для увеличения вовлечения в струю при наличии горизонтального сносящего потока и при больших углах наклона струи к вертикали.
Из (1.1.12) следует, что
(1.1.12)

1 СІМ с Т
(1.1.13)
М сіг Л Т0