Моделирование переноса примесей в атмосфере с использованием потокового представления в задачах обеспечения народного хозяйства

• Автор: Ширшов, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 11.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
АО - аэрозольные образования,
ИАЦ - информационно-аналитический центр,
КР - комбинационное рассеяние,
МХ - модуляционная характеристика,
ППС - планетарный пограничный слой,
СЭМ -система экологического мониторинга,
ЭМР -энергетическая матрица рассеяния,
ЭПР - эффективная площадь рассеяния, с - вектор концентраций примесей,
Ск - коэффициент объемного рассеяния,
Б - вещественный вектор Стокса.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПЕРЕНОСА ПРИМЕСЕЙ В АТМОСФЕРЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Роль и место математической модели переноса примесей в системе прогнозирования уровня загрязнения воздушного бассейна
1.2. Краткий критический анализ основных типов математических моделей распространения примесей в атмосфере
1.3. Постановка задачи исследования
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВОЗДУШНОГО ПЕРЕНОСА ЗАГРЯЗНЕНИЙ В МАСШТАБАХ БОЛЬШОГО ГОРОДА И ОБЛАСТИ
2.1. Общие замечания
2.2. Знаковые потоковые модели как аппарат моделирования процессов переноса примесей в атмосфере
2.3. Структуризация воздушного бассейна и математизация внутрика-мерных и межкамерных взаимодействий
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
3. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
3.1. Анализ дистанционных лазерных методов зондирования атмосферы
3.2. Определение газового состава атмосферы лидарными методами
3.3. Селекция загрязненных облаков радиолокационным методом
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ

4. ЗНАКОВАЯ ПОТОКОВАЯ МОДЕЛЬ ВОЗДУШНОГО ПЕРЕНОСА ПРИМЕСЕЙ В МАСШТАБАХ ГОРОДА И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЕЕ ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ
4 Л. Малопараметрическая модель воздушного переноса примесей
4.2. Численные эксперименты и анализ их результатов
4.3. Предложения по получению исходных данных при реализации модели
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
ЗАКЛЮЧНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Таким образом, эволюция АО в атмосфере осуществляется адвективным переносом и крупномасштабными вертикальными движениями, турбулентной диффузией, конвективными движениями, вымыванием облаками и осадками, седиментацией. Следовательно, при построении математических моделей атмосферы, описывающих динамику АО, все перечисленные механизмы должны быть учтены.
Принимая во внимание то, что математические модели атмосферы имеют дискретную структуру, ряд из перечисленных механизмов не может быть в явном виде учтен в рамках основных уравнений модели, поскольку попадает в подсеточный масштаб. Поэтому возникает проблема параметризации некоторых физических процессов, ответственных за эволюцию аэрозольных образований:
Следует иметь в виду, что антропогенный аэрозоль в своем большинстве распространяется в планетарном пограничном слое атмосферы (в тонкой пленке атмосферы, прилегающей к земной поверхности толщиной 1-1,5 км) и попадает в свободную атмосферу либо в случае генерирования вертикальнык движений вследствие разогрева верхней границы АО в результате интенсивного поглощения солнечной радиации (если аэрозоль сильнопоглощающий), либо в случае, если конвективная колонка от теплового источника загрязнения имеет большую мощность.
Качество прогнозирования и моделирования процессов переноса загрязнений в воздушной среде в значительной мере определяется разрешением по пространству и времени соответствующих математических моделей: чем детальней это разрешение, тем качественнее описываются физические процессы в рамках математических моделей. Однако, если учесть сложившуюся к настоящему времени структуру сети наблюдательных станций и принимая во внимание тенденции ее развития, строить (проектировать) математические модели с высоким разрешением вряд ли целесообразно.