Исследование влияния метеорологических условий на формирование режима загрязнения большого города и его окрестностей

• Автор: Йед, Ибрагим Салих
• Шифр специальности: 11.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 176 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ДИФФУЗИИ И ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ

1.1. Общая характеристика загрязнения воздуха

в нижнем слое атмосферы .

1.2. Основные положения теории турбулентной

диффузии примеси в атмосфере .

1.3. Основные направления моделирования распространения примеси в районе города.

2. НЕКОТОРЫЕ ДАННЫЕ ОБ УРОВНЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА В РАЗЛИЧНЫХ ГОРОДАХ САР И ВОЗМОЖНОСТИ

ЕГО ПРОГНОЗА .

2.1. Характеристика состояния загрязненности

воздуха города Дамаска по данным измерений.
3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕНОСА ПРИМЕСИ В ОКРЕСТНОСТИ БОЛЬШОГО ГОРОДА НА ОСНОВЕ СТАЦИОНАР
НОЙ И ГОРИЗОНТАЛЬНООДНОРОДНОЙ МОДЕЛИ
3.1. Модель атмосферного пограничного слоя в стационарных и горизонтальнооднородных
условиях
3.2. Постановка задачи о диффузии примеси в окрестности большого города .
3.3. Параметризация термических инверсий в
модели атмосферного пограничного слоя .
3.4. Численная реализация модели на ЭВМ
3.5. Анализ результатов проведенных численных экспериментов.
Стр.
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ПРИМЕСИ В УСЛОВИЯХ ГОРИЗОНТАЛЬНОНЕОДНОРОДНОЙ
ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1. Постановка задачи
4.2. Численная реализация модели
4.3. Анализ результатов численных экспериментов
4.4. Решение задачи переноса примеси в районе
города с учетом его термических особенностей.
4.5. Анализ результатов численных экспериментов .
5. УПРОЩЕННАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ПРИМЕСЕЙ В ОКРЕСТНОСТИ БОЛЬШОГО ГОРОДА
5.1. Постановка задачи и описание модели
5.2. Численные эксперименты и анализ результатов
расчета
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
Список литературы


На основании оригинальных исследований, выполненных в ГГО и ИЭМ, были составлены методические пособия всесоюзного значения по исследованию рассеяния примеси в пограничном слое атмосферы в зависимости от метеорологических условий , . Прежде чем перейти к описанию имеющихся подходов для решения задач турбулентной диффузии примеси в нижних слоях атмосферы, кратко остановимся на основных особенностях динамического и термического режимов атмосферного пограничного слоя АПС. Как известно, турбулизированный пограничный слой атмосферы имеет достаточно сложную структуру. Она формируется под влиянием множества факторов, таких как скорость потока, термическая стратификация и рельеф местности. Все эти факторы вместе опре деляют турбулентный режим данного слоя. Существует определенная и в то же время чрезвычайно сложная взаимосвязь между турбулентными потоками тепла, влаги, количества движения и пространственновременным распределением метеорологических элементов в пограничном слое. Таким образом, вертикальные градиенты метео рологических элементов даже в простейшем стационарном случае тесно связаны между собой. Так для инверсионных условий харак терны сравнительно большие вертикальные градиенты скорости ветра, а в условиях термической конвекции ветер с высотой меняется медленнее. Малые и большие вертикальные градиенты метеорологических элементов обусловлены характером турбулентного обмена. Однако существует здесь и обратная связь. В самом деле, поля ветра, температуры и интенсивность турбулентного обмена изменяются взаимосвязано в соответствии с внешними условиями. Следо вательно, при стационировании последних, соответственно этим условиям устанавливаются определенные и однозначные термический и динамический режимы. Такое равновесие нарушается при измене нии внешних условий. Так, например, при увеличении потока радиации к подстилающей поверхности повышается ее температура,вследствие чего возникают и усиливаются турбулентные потоки тепла. Дальнейший рост турбулентного перемешивания приводит к уменьшению градиентов температуры и скорости ветра. В результате ослабевают и сами турбулентные потоки. Процесс взаимодействия тем пературы, ветра и турбулентности продолжается до тех пор,пока не достигается такой характер турбулентного обмена, который обеспечил бы тепловое и динамическое равновесие системы воздух почва, соответствующее имеющемуся потоку радиации. Кроме радиации существуют и другие внешние факторы, такие как горизонтальный градиент давления, определяющий, как известно, скорость ветра выше АПС. Профили метеорологических элементов в пограничном слое находятся путем совместного решения системы уравнений динамики АПС. Этот вопрос достаточно подробно рассматривается в следующих разделах. Диффузия примеси в атмосфере по своей физической природе близка к процессу переноса турбулентными вихрями характеристик воздуха количества движения, тепла, влаги. До сих пор нет единой целостной теории, которая хорошо описывала бы процесс диффузии в атмосфере. Существуют две разные концепции теории атмосферной диффузии. Первая так называемая теория градиентного переноса примесей в атмосфере или полуэмпирическая теория турбулентной диффузии, вторая статистическая теория турбу лентной диффузии. Первая теория является эйлеровской, так как она рассматривает свойства движения жидкости относительно системы координат, жестко закрепленной в определенной точке пространства. Стати стическая теория рассматривает движущуюся частицу или некоторый объем жидкости, изменение свойств которого исследуется относительно движущейся среды, где начало системы координат связано с самой частицей. Таким образом, вторая теория по своей природе является Лаг ранжевой. Этот подход впервые появился в работе Тейлора в г. В рамках указанных работ кратко остановимся на процессе рассеяния примеси от точечного, непрерывно действующего источника, в перпендикулярном среднему потоку направлении. При этом рассматривается случай динамически пассивной примеси, где частицы не влияют на параметры движения потока и перемещаются с его скоростью.