Статистические модели и методы исследования переноса загрязнений в приземном слое атмосферы

• Автор: Янковская, Лариса Константиновна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 170 с. : ил

Содержание
Введение.А

Глава 1. Физические основы математической модели пог раничного слоя атмосферы.

1.1. Актуальность и практическая значимость темы исследования

1.2. Особенности движений воздушных масс в пограничном слое

1.3. Физическая модель пограничного слоя атмосферы.

1.4. Замкнутая система уравнений физической модели пограничного слоя

атмосферы по схеме Ланхтмана

1.5. Исследование решения замкнутой системы уравнений физической модели пограничного слоя атмосферы
1.6. Расчет вертикального профиля скорости ветра и коэффициента турбулентности но данным градиентных наблюдений
Глава 2. Вычислительная модель переноса загрязняющей примеси в пограничном слое атмосферы.
2.1. Выбор исходной информации для задачи переноса загрязняющей примеси и упрощения математической модели
2.2. Общий подход к построению вычислительных моделей и схем.
2.3. Структу ра вычислительной схемы решения одномерного у равнения переноса загрязнений
2.4. Численное решение уравнения переноса загрязнений в пограничном
слое с использованием схемы КранкаНикольсона.
2.5. Проблема существования и елинственноети решений.
2.6. Алгоритм численного решения уравнения переноса загрязнений
Глава 3. Статистические методы получения оптимальной оценки случайною поля концентрации примеси и последующего статистического прогноза загрязнения атмосферы.
3.1. Статистические методы прогноза концентрации загрязняющих веществ.
3.2. Применение фильтра КалманаБьюси в задачах оценки и прогноза.
3.3. Описание спецификации модели фильтра КалманаБьюси
3.4. Характеристики фильтра Калмана для дискретной линейной динамической системы
3.5. Условия сходимости фильтра КалманаБьюси для дискретной линейной
системы.
3.6. Применение фильтра КалманаБьюси в задачах оценки и прогноза распределения загрязняющей примеси в приземном слое атмосферы
3.7. Идентификация модели и оценивание параметров
3.8. Оценка оптимальности фильтрации и проверка достоверности
прогноза поля распределений концентрации загрязняющих веществ.
Глава 4. Исследование распространения примеси в локальном объеме пограничного слоя атмосферы на и.митационнон модели.
4.1. Экологическое обоснование применения имитационного моделирования к исследованию закономерностей распространения примесей.
4.2. Анализ влияния метсофакторов на характер распространения
примеси
4.3. Влияние вида загрязняющей примеси не се распространение в пограничном слое атмосферы.
4.4. Ковариационный анализ случайного поля распределения примеси в
пределах локального объема пограничного слоя атмосферы
Заключение.
Литература


Современная научнотехническая революция характеризуется бурным развитием промышленности, производства электроэнергии и расширением сферы использования транспорта всех видов. Эти процессы, а также сопровождающая их урбанизация обуславливают возрастающее загрязнение внешней среды, которое достигло такого уровня, что превратилось в одну из важнейших проблем. Решение ее преследует цель не только сохранить природные ресурсы для дальнейшего экономического и социального развития страны, но прежде всего обеспечить благоприятные санитарные условия жизни населения и предупредить возможное вредное влияние загрязнений внешней среды на здоровье людей. В мероприятиях, связанных с охраной окружающей среды, особое место занимает защита атмосферного воздуха от загрязнений. В России осуществляется комплекс научнотехнических, экономических и социальных мероприятий, направленных на предупреждение и устранение загрязнения атмосферного воздуха. Одной из центральных задач является введение действенных экономических рычагов и стимулов для предприятий и организаций, для того, чтобы обеспечить комплексное и рациональное использование предоставляемых им природных ресурсов и снизить загрязнение природной среды. На основе научных и проектных проработок регламентирован допустимый выброс загрязняющих веществ для каждого предприятия. Подробно с нормативными документами можно ознакомиться в . Очевидно, что выброс загрязняющих веществ в атмосферу при этом должен строго контролироваться, рассчитываться распространение загрязняющих примесей и осуществляться прогноз ее распространения и возможных последствий. Установление обоснованных нормативов штрафов за выбросы загрязняющих веществ в природную среду требует и обоснованного подхода к определению и распространению концентрации выделяющихся вредных веществ от технологического оборудования, трубопроводов и транспорта. В атмосферном воздухе под действием внешних и внутренних факторов постоянно протекают гидродинамические, тепловые, электромагнитные, химические и фотохимические процессы, от которых зависят температура, давление, скорость перемещения и химический состав воздуха. Необходимость изучения химического состава атмосферного воздуха вызвана тем. Атмосферный воздух никогда не бывает абсолютно чистым. Общее количество загрязнений, находящихся постоянно в атмосферном воздухе нал планетой, составляет примерно млн. Елиной классификации источников зарязнения ни в отечественной, ни в зарубежной литературе нет. Имеются предложения классифицировать по отраслевому признаку и по группам предприятий. Но наиболее перспективна классификация, приведенная на рис. Об. Естественное загрязнение атмосферы происходит в результате пыльных бурь, ву лканической деятельности, лесных пожаров и т. Источником загрязнения воздуха служит и мировой океан. Мельчайшие брызги воды, поднимаясь над поверхностью моря или океана, довольно быстро испаряются, а растворенные в них соли кальция, магния, натрия, калия и других веществ попадают в атмосферу. При извержении вулканов в атмосферу вместе с газообразными продуктами выбрасывается большое количество пепла. В состав вулканических газов входят , , , I, , , и др. В атмосферный воздух попадает также космическая пыль из межпланетного пространства. Искуственное загрязнение атмосферы происходит в результате практической деятельности человека. До о всех загрязнений приходится на долю автомобильного транспорта. Автомобильные выхлопные газы представляют собой смесь примерно 0 веществ. В них содержатся углеводороды, оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием, и др. Вследствие неполного сгорания в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу и в смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в моменты, когда водитель, форсируя работу двигателя, уменьшает соотношение воздуха и горючего, стремясь получить так называемую богатую смесь. Практически во всех отраслях промышленности имеются выбросы вредных вешеств в атмосферный воздух. В атмосферу попадают аэрозольные частицы, газообразные вещества и пары оксиды углерода, серы, азота, сероводород.