Математическое моделирование загрязнения городского воздуха источниками антропогенной и биогенной эмиссии

• Автор: Барт, Андрей Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Математические модели и информационные системы для анализа и представления качества атмосферного воздуха над урбанизированными территориями
1.1 Характеристики, определяющие качество атмосферного воздуха в пограничном слое атмосферы
1.1.1 Основные загрязнители атмосферного воздуха в городах и их воздействие на окружающую среду
1.1.2 Предельно допустимые концентрации и комплексные показатели загрязненности атмосферы

1.1.3 Влияние метеорологических условий на качество атмосферного воздуха

1.2 Метеорологические модели атмосферы

1.2.1 Классификация моделей

1.2.2 Глобальные модели

1.2.3 Мезомасштабные (региональные) модели
1.3 Мезомасштабные модели переноса и химических трансформаций примеси
1.3.1 Подходы к моделированию
1.3.2 Эйлеровы мезомасштабные модели переноса для оценки качества
воздуха в городах
1.3.3 Кинетические схемы химических реакций, используемые в современных моделях
1.3.4 Математическая модель атмосферной диффузии для исследования распределения первичных и вторичных загрязнителей воздуха над урбанизированной территорией
1.4 Автоматизированные информационные системы качества атмосферного воздуха в городах
1.4.1 Информационно-измерительные комплексы
1.4.2 Информационно-вычислительные комплексы для прогноза качества воздуха
1.5 Семантические модели города
1.6 Выводы

2 Постановка задачи
2.1 Физическая постановка задачи
2.2Математическая постановка задачи
2.2.1 Моделирование переноса примеси с учетом образования вторичных компонент
2.2.2 Моделирование источников и стоков примеси
2.3 Постановка задачи создания комплекса программ и связанных с ним информационно-вычислительных систем
2.3.1 Получение данных, связанных данных и онтологий
2.3.2 Построение информационной системы
2.4 Выводы
3 Метод решения и результаты тестирования транспортной модели
3.1 Численный метод решения систем адвективно-диффузионно-кинетических уравнений
3.1.1 Аппроксимация адвективпо-диффузионно-кинетического уравнения
3.1.2 Устойчивость явно-неявной схемы
3.1.3 Решение сеточных уравнений
3.1.4 Параллельная реализация численного алгоритма на многопроцессорной вычислительной технике
3.2 Методика интерполирования результатов наблюдений и глобального метеорологического прогноза
3.2.1 Использование данных наблюдений при построении локального прогноза метеорологических параметров
3.2.2 Использование данных глобального метеорологического прогноза
3.3 Некоторые результаты сопоставления данных численных расчетов и наблюдений метеопараметров и концентрации примеси для г. Томска
3.4 Выводы
4 Информационно-вычислительные системы для исследования и прогнозирования состояния атмосферного пограничного слоя и переноса примеси
4.1 Информационно-вычислительная система «Городская химическая погода»
4.1.1 Описание и назначение системы

4.1.2 Данные для моделирования качества воздуха
4.1.3 Промежуточное программное обеспечение для сопровождения расчетов
4.1.4 Представление прогностических данных
4.1.5 Схема слоя данных и приложений, характеризующая ИВС
«Городская химическая погода»
4.2 Информационно-вычислительная система «ШК^иЕ»
4.2.1. Назначение ИВС «ИпК^иЕ»
4.2.2. Трехслойная архитектура ИВС «ИпК^иЕ»
4.2.3. Программное обеспечение ИВС «ИпК^иЕ»
4.3 Выводы
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы

и оксида углерода, соответственно. В зависимости от полученного числового значения АГ)1 качество воздуха оценивается следующим образом:
очень хорошее хорошее удовлетворительное неудовлетворительное плохое очень плохое
<10 10-20 20-30 30-50 50-80 >
Система Еигас!
Картографическая Орография Начальные и граничные
проекция области Категории условия для
моделирования землепользования метеорологической модели

Мезомасштабная метеорологическая модель ММ
Препроцессор
Данные об эмиссии
Модель эмиссии ЕиНАО (ЕЕМ)
STAR
Химическая модель переноса

Модель аэрозольной динамики
MADE

Концентрации Скорости реакций Поля осаждения
Начальные и граничные условия для химической модели
.Л/АШЕв Расчет скоростей реакций фотолиза
Концентрации аэрозолей Поля концентраций
Рисунок 1.7 - Схема информационно-вычислительной системы ЕІЖАБ
На рисунке 1.8 приведен пример представления результатов моделирования в виде показателя АС>1, нанесенного на карту местности.