复杂地形多尺度气流对城市大气污染影响的研究进展

科技资讯 SC I EN C E &TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 污染及防治复杂地形上的大气扩散规律是空气污染气象学研究中的重要课题。

我国是个多山国家,发展工业、能源和交通都必然涉及到复杂地形上的大气环境问题。

由于新疆地域宽广,地形复杂多样,大多数地区属于山区或丘陵地带,这便给处于该地区的火电厂环评大气的预测增加了难度。

根据《环境影响评价技术导则·大气环境》(HJ2.2-2008)中相关规定,此类地区属导则中描述的复杂地形。

复杂地形情况下,对污染物扩散的影响程度与地形地物的形状、高低、体积等有密切的关系。

如山脉、河流、沟谷的走向对主导风向有较大的影响,气流将沿山脉、河谷流动;山脉的阻滞作用对风速也有很大影响,尤其是在封闭的山谷盆地,因四周群山屏障的影响,往往是静风、小风频率占很大比例,不利于大气污染物的扩散;城市中的高层建筑物、体形大的建筑物和构筑物都能造成气流在小范围内产生涡流,阻碍污染物质迅速扩散,而停滞在某一地段,加重污染。

一般规律是建筑物背风区风速迅速下降,污染物浓度增高。

由于复杂地形影响了空气流场的分布,使得大气污染物分布有别于平原地形,常会导致同一地形的不同部位或同一部位的不同时间出现异常的高浓度,但形成这种异常高浓度的原因、机理各不相同,一般主要有以下几种情况。

(1)山体反射。

由于山体地势较高,使得污染源排放的污染物被山体阻挡,形成反射,造成局部地区高浓度。

(2)烟流撞山。

在山区等复杂地形中,由于四周高耸的地形,使得污染源排放有效高度完全或部分损失,从而迎风坡出现高浓度。

(3)烟气下洗。

在山体背风坡,由于地形波和强烈的垂直扰动,使得过山的污染物迅速下泄,形成烟气下洗,造成地面高浓度。

(4)冷泄流。

由于夜间山体冷却较快,夜间冷空气沿山体下滑,将污染物向山谷中汇集,造成局部高浓度。

(5)熏烟。

山谷等复杂地形容易形成局部熏烟,使地面浓度超高。

大气流场模拟与复杂地形的相互作用研究近年来，大气流场模拟与复杂地形的相互作用成为气象学领域中的热点研究。

随着大气科学、物理学和计算机技术的不断发展，人们能够更加准确地模拟和预测大气流场在不同地形条件下的行为，这对于气象灾害预警和城市规划等领域具有重要的意义。

在大气流场模拟中，复杂地形是一个重要的考虑因素。

地形的不规则性和起伏会对大气流场产生显著影响，从而影响气象现象的发生和变化。

例如，山地地形会形成地形湍流、局地风暴和大气湍流等现象，这些现象对于降雨分布、气温分布和风力分布等都有一定的影响。

目前，大气流场模拟与复杂地形的相互作用主要通过计算机模拟来实现。

模拟方法可以分为两类：数值模拟和物理模拟。

数值模拟是基于相应的数学模型和方程组来模拟和预测大气流场的行为。

物理模拟则是通过实验室控制条件和复制复杂地形来模拟和研究大气流场。

这两种方法各有优缺点，但二者结合可以得到更加全面和准确的研究结果。

大气流场模拟与复杂地形的相互作用研究的一个重要挑战是地形的尺度效应。

地形的尺度越小，其对大气流场的影响就越显著。

因此，在模拟中需要灵活选择地形尺度，并充分考虑地形的起伏变化。

同时，地形材料的影响也应被纳入考虑范围内。

地表材料的不同性质会对大气流场产生不同的影响，例如，山地地形和河流地形的风向和风速分布就有所不同。

此外，大气流场模拟与复杂地形的相互作用研究还需要考虑植被的影响。

植被覆盖和类型对大气流场有着显著的影响，会对辐射平衡、风向、湿度等气象因子产生重要影响。

因此，在模拟中需要对植被因素进行精确描述，并对不同植被类型及其分布进行合理划分。

在大气流场模拟与复杂地形的相互作用研究中，需要对不同地理区域的特征进行详细分析。

地理区域的差异会导致不同的气象现象和地形特征。

例如，沿海地区通常有着复杂的地形和气候特征，需要特别关注海陆相互作用和洋流对大气流场的影响。

山地地区则通常会面临着地形风和地形雨等气象现象，对流场模拟研究具有重要意义。

地理科学与大气污染研究改善空气质量的策略在当今社会，空气质量的优劣已经成为了人们普遍关注的焦点问题。

大气污染不仅对人类的健康产生直接的威胁，还对生态平衡、气候变化等方面带来了诸多负面影响。

地理科学在大气污染研究中发挥着至关重要的作用，为改善空气质量提供了一系列有效的策略。

地理科学能够从多个角度深入研究大气污染的形成、传播和影响。

首先，通过对地理环境的分析，包括地形、地貌、气候等因素，能够揭示大气污染物的扩散规律。

例如，在山谷地区，由于地形的限制，污染物容易积聚，而在开阔的平原地区，污染物的扩散则相对较为顺畅。

气候条件也是影响大气污染的重要因素，风向、风速、温度、湿度等都会对污染物的传输和转化产生影响。

在大气污染的监测方面，地理科学的技术手段发挥着关键作用。

地理信息系统（GIS）、遥感技术等能够实现对大范围区域的实时监测和数据采集。

通过卫星遥感，可以获取大气污染物的分布情况、浓度变化等信息，为研究和治理提供了基础数据。

GIS 则能够将这些数据进行整合和分析，以可视化的方式呈现出来，帮助决策者更直观地了解污染状况。

为了改善空气质量，基于地理科学的研究，我们可以采取一系列针对性的策略。

优化城市规划是一个重要的方面。

根据地理环境和气候特点，合理布局城市功能区。

例如，将工业企业布置在城市的下风方向，避免污染物对居民密集区的直接影响。

同时，在城市建设中注重通风廊道的规划，促进空气的流通，减少污染物的积聚。

加强对重点污染源的管控也是必不可少的。

利用地理定位技术，精确识别和监控那些对大气污染贡献较大的企业和设施。

对于位于特定地理区域内的高污染企业，采取严格的排放标准和治理措施。

例如，在一些煤炭资源丰富但生态环境脆弱的地区，加强对煤炭开采和利用过程中的污染治理，推广清洁生产技术，减少二氧化硫、氮氧化物和颗粒物的排放。

交通领域的污染治理同样不容忽视。

结合地理信息，优化交通网络布局，减少交通拥堵。

在城市中心区域，可以通过限制车辆通行、发展公共交通等方式，降低机动车尾气的排放。

作者： 唐永銮;王彦昌
作者机构： 中山大学环境科学研究所;南京大学气象系
出版物刊名： 环境科学研究
页码： 13-19页
主题词： 大气污染扩散;山谷风;大气扩散;局地环流;海陆风;沿海地带;浓度分布;扩散模式;有效源高;城市工业
摘要：<正> 一、前言本文所指复杂地形,包括山地、丘陵以及沿海地带。

城市主要指大、中城市和新兴的工业城市。

由于下垫面的复杂性和特殊性,引起局地环流,如山谷风、海陆风、'城市风'等,对污染物的扩散、弥散有很大影响。

关于这些问题,国内外已有许多实验研究,取得大量数据资料,尚没有充分、系统总结。

其扩散和弥散机理尚未完全弄清,采用的扩散模式一般是高斯模式的修正。

多尺度城市风环境特性的CFD数值模拟与实验研究多尺度城市风环境特性的CFD数值模拟与实验研究摘要：随着城市化进程的加快，城市空气质量和人们生活环境质量问题日益凸显。

城市风环境作为其中重要的一方面，直接影响到城市的通风换气、热环境分布、污染物扩散等关键问题。

因此，了解和研究城市风环境特性显得尤为重要。

本研究通过利用计算流体动力学（CFD）数值模拟方法结合实验研究，多尺度地揭示了城市风环境特性的复杂性和变化规律。

1.引言城市风环境是指城市中大气风的分布、速度、方向、稳定性和湍流强度等特性。

随着城市建设规模的扩大和高楼林立，城市风环境受到建筑物、道路布局、地形地貌等因素的复杂影响。

因此，全面了解城市风环境特性对于改善城市空气质量、优化城市建设具有重要意义。

2.多尺度城市风环境的数值模拟计算流体动力学（CFD）数值模拟是一种重要的研究城市风环境的方法。

根据研究尺度的不同，城市风环境数值模拟可以分为宏观尺度和微观尺度两种。

2.1 宏观尺度模拟宏观尺度的数值模拟通常基于大气边界层理论，以整个城市为研究对象，通过网格剖分、模型参数设定等步骤，获得城市风场的分布情况。

其中，基于雷诺平均的湍流模型（RANS）被广泛应用，可以较好地模拟城市尺度上的湍流运动。

2.2 微观尺度模拟微观尺度的数值模拟主要用于研究建筑物和建筑群的风环境特性。

该方法可以利用CFD模拟技术对建筑物周围的风场进行精细模拟，考虑到建筑物的阻力、脱层效应等影响因素。

此外，微观尺度模拟还可以通过将建筑物模型放置于风洞试验设施中，基于CFD模拟研究建筑物周围的风场分布情况。

3.室内外风环境的实验研究实验研究在研究城市风环境特性中同样具有重要地位。

通过建立适当的实验装置和测量仪器，可以获取城市风场的速度分布、湍流强度和扩散特性等数据。

3.1 室外实验研究室外实验研究主要基于风洞试验设施进行。

在风洞中，可以通过模拟不同的建筑物布局和地形特征，测量风场的分布情况，为城市规划和建设提供实验依据。

收稿日期:2007-06-01;修订日期:2007-10-09基金项目:国家自然科学基金(40575067)、科技部公益性研究专项(2003D I B3J 121,2005D1B2J 111)资助。

作者简介:刘宁微(1977-),女,辽宁沈阳人,硕士研究生,助理研究员,研究方向为大气环境质量。

E 2m ai:l li un i ngwe@i si na .co m 通讯作者:马雁军,女,研究员。

E 2m ai:l m ayan j un0917@163.co m复杂地形对城市空气污染影响的数值试验研究刘宁微,王扬锋,马雁军,洪 也(中国气象局沈阳大气环境研究所,辽宁沈阳110016)摘要:以辽宁为例,通过改变其中部地区的地形高度,利用新一代空气质量模式系统M o de l-3对2006年11月24日的一次污染过程中气象场和污染物浓度场的分布进行了敏感性试验。

结果表明,地形的存在会导致风的辐合,风速降低,逆温增强,这些都构成了不利于污染物输送及扩散的因素,容易造成污染物的堆积和滞留,从而使污染物浓度较高关 键 词:地形高度;城市空气污染;气象场;污染物浓度;数值模拟中图分类号:X16文献标识码:A 文章编号:1000-0690(2008)03-0396-06地形在空气污染过程中的作用已被广泛研究。

Ross 等[1]描述了一个适用于复杂地形下的空气质量模式系统的研究,结果表明该模式对复杂地形的大气稳定度预报有明显的改进效果。

Zou m akis 等[2]运用改良模式模拟了理想化山谷中逆温末期的垂直温度结构,模拟结果与观测资料非常接近。

Egan 等[3]着重研究了已有技术对不同地形下空气污染物浓度的预报能力,给出了一些建议,以期进一步提高一些特殊区域内污染物扩散评估的可靠性。

何文英等[4]建立了一个三维非静力边界层模式,对海岸边界层进行了数值模拟,发现该模式比静力模式更能合理地模拟海岸边界层的风温场和湍流场。

中国城市空气污染的大气扩散条件与研究方法中国是世界上人口最多的国家之一，同时也是空气污染最严重的国家之一。

城市空气污染已成为严重影响人民健康和经济发展的问题。

了解城市空气污染的大气扩散条件和研究方法，对于应对和解决空气污染问题具有重要意义。

本文将就中国城市空气污染的大气扩散条件以及研究方法进行探讨。

一、城市空气污染的大气扩散条件城市空气污染的形成和传播与大气扩散条件密切相关。

了解大气扩散条件，有助于揭示城市空气污染的传输规律，为采取相应的防治措施提供科学依据。

1. 气象条件气象条件是城市空气污染扩散的重要因素。

主要包括风速、风向、稳定度和温度等。

风速大于2.0 m/s时，有利于空气污染物的扩散和稀释，减少污染物的浓度。

风向决定了污染物的传播方向，当风向适宜时，污染物会迅速扩散。

大气稳定度越低，对空气污染的扩散越不利。

温度的变化会影响大气的密度和稳定度，从而影响空气污染的扩散。

2. 地理条件地理条件也对城市空气污染的扩散起到重要影响。

地形的起伏、地形高度、河流和湖泊的分布等都会影响风的流动和空气污染物的扩散。

相对较平坦的地区，空气污染物更易扩散，而山区和狭长河谷地区，空气污染物的扩散则受到限制。

3. 气氛稀薄度气氛稀薄度是衡量大气中所含污染物浓度的重要参数。

一般情况下，大气稀薄度越高，所含污染物浓度就越低，扩散条件越好。

二、城市空气污染的研究方法为了更好地了解和应对城市空气污染问题，科学准确的研究方法至关重要。

下面将介绍一些常用的城市空气污染研究方法。

1. 监测数据分析通过对城市空气污染物的监测数据进行分析，可以了解不同城市的空气质量状况以及时间和空间上的变化趋势。

监测数据的分析有助于确定主要污染物种类和来源，评估污染物的浓度分布和控制效果，并为制定相关政策和措施提供依据。

2. 数值模拟方法数值模拟方法是通过建立数学模型，以模拟城市内空气污染物的输运、扩散和化学反应过程。

通过对大气环流、气象条件和排放源的输入，结合模型的计算和模拟，可以预测污染物的浓度分布和空气质量，揭示污染物的来源和传播途径。

不同气象条件下大气污染物扩散规律研究近年来，大气污染问题备受人们关注。

大气污染物的排放不仅影响着人类的健康与生活质量，也对环境产生了严重的影响。

不同气象条件下，大气污染物的扩散规律也存在一定的差异，因此研究气象条件对扩散规律的影响，对于有效应对大气污染具有重要意义。

首先，气象条件对大气污染物扩散的影响不可忽视。

温度、湿度、风速和风向等因素都会对大气污染物的扩散产生重要影响。

在温度较高的日子里，大气层的对流活动会增强，污染物容易扩散到较高层次的大气中，从而减少地面浓度。

而在温度较低的情况下，污染物容易在地面层积聚，形成雾霾等严重的空气污染现象。

湿度也会影响大气污染物的扩散，高湿度的情况会使得污染物的气溶胶颗粒变得较为重，扩散能力降低。

而在干燥的天气条件下，污染物的扩散能力会增强。

此外，风速和风向也会对大气污染物的传播产生影响，风速越大，污染物传播的范围和速度就越大，而风向则决定了污染物会被传输到哪个地区。

其次，不同地理环境下的大气污染物扩散规律也存在差异。

一方面，山地地理环境会对大气污染物的传输产生一定的限制。

山地的地形造成了气流的上升和下沉，从而影响了大气污染物的垂直扩散。

山地地区的气候条件也比较特殊，湿度和温度的变化较大，导致污染物的扩散规律与平原地区存在差异。

另一方面，海洋与湖泊等水体也会对大气污染物扩散产生影响。

水面上的蒸发以及水波的作用会削弱大气污染物的扩散能力，造成区域性的空气污染。

同时，水体上的风向和风力也会影响大气污染物的方向和速度，从而对大气污染的扩散规律产生影响。

此外，不同季节对大气污染物扩散规律的影响也是不可忽视的。

在冬季，温度较低，湿度较高，大气对流较弱的情况下，污染物扩散受到限制，易造成雾霾等重污染现象。

而在夏季，温度较高，湿度较低，大气对流较强，污染物的扩散能力增强，有利于减少污染物的累积和传播。

为了更好地应对大气污染问题，科学家们一直在积极研究气象条件对大气污染物扩散规律的影响。

地理环境对大气污染物扩散的影响近年来，大气污染成为了全球性的难题。

尤其是在大城市，空气质量不佳已成为常态。

然而，地理环境也被证明是其中一个重要因素，影响着大气污染物的扩散。

本文将探讨地理环境对大气污染物扩散的影响，并提出相应的解决方案。

首先，重要的地理要素之一是地形。

不同地形的地区对大气污染物扩散产生显著影响。

以山区为例，山脉会阻挡污染物扩散的路径，形成一个天然的屏障。

这意味着山区通常具有较好的空气质量。

然而，山区也可能会出现在污染物上方形成的反转层，使得污染物在山谷中滞留。

因此，在山区降低大气污染物的扩散需要寻找合适的措施，例如推广清洁能源，减少污染物的产生，并进行山区抵抗火灾等努力。

另一个重要的地理要素是气候。

气候条件会对大气污染物的扩散形成一定的制约。

例如，高温和低风速的天气会增加大气污染物在大气中滞留的时间，使其扩散能力减弱。

同时，湿润的环境可能会导致二氧化硫等污染物通过湿沉降降至地面。

因此，在不利气候条件下，应采取相应措施，如限制大气污染物的排放量，加强监测和控制措施。

此外，地理环境中的城市化过程也对大气污染物的扩散产生了巨大影响。

随着城市人口的不断增加和空间的持续扩张，大气污染物的排放量也相应增加。

城市中高楼大厦的林立以及密集的交通系统会妨碍大气污染物的正常扩散。

因此，应加强城市规划管理，合理布局工业区，控制交通排放，以减少大气污染物对城市空气质量的影响。

除此之外，地理环境中的地下水和临近水体也会对大气污染物的扩散产生影响。

地下水和临近水体的存在会引起地面气候的变化，进而影响空气中湿度和湍流程度。

这将使得大气污染物的扩散模式发生变化。

因此，在附近建设工业区等需要仔细考虑这些因素，并制定相应的防治措施，以防止水体受到污染。

综上所述，地理环境对大气污染物的扩散具有重要影响。

地形、气候、城市化过程、地下水和临近水体等因素都需要考虑，并制定相应的解决方案来减少大气污染物对环境和人类健康的影响。

复杂地形大气扩散模式在环境影响评价中的应用摘要：本文通过探究复杂地形大气扩散模式最新理论与浓度预测模式的基础上分析复杂地形条件下大气环境影响评价技术要点，并研究大气环境评价展望，以供参考。

关键字：复杂地形大气扩散模式；大气环境影响评价技术要点一、复杂地形大气扩散模式的最新理论与浓度预测模式1、地形与大气流场模拟地形对大气污染物输送扩散的影响可描述为2个方面：大尺度地形起伏会导致近地面一定高度的气流场（包括温度场、风场、湍流特征等）不同，进而影响污染物在水平和垂直方向的输送和扩散；地形对大尺度气流场影响的模拟，可先利用中尺度气象模式（如MM5、WRF）模拟较大区域受地形影响的网格格点（如27km×27km）的长期逐小时地面和高空气象要素诊断场，再用气象预处理模块（如AERMET、CALMET等）将这些格点气象要素及其相对应的行星边界层参数，一并传输给AERMOD或CALPUFF和ADMS作为浓度预测计算初始条件；小尺度下复杂地形的起伏可能导致烟羽传输、扩散过程中受山体的阻挡，水平方向烟羽将直接撞击到山体地形上并被迫分流绕过山体，垂直方向烟羽将沿山体地形表面向上抬升并向前传输扩散，进而导致污染物落地浓度的变化。

2、AERMOD模式烟羽落地浓度的计算AERMOD模式中AERMAP地形预处理模块，使用网格化地形数据计算各预测点的地形高度尺度。

利用流线分层高度，AERMOD将地形对污染物浓度的影响视为两种极端情况水平型烟羽和流过地形型烟羽组合，使平坦简单地形或不同程度复杂地形的影响，都在同一个模式中计算。

3、CALPUFF模式对烟团落地浓度的计算CALPUFF模式中TERREL地形数据预处理器对地形数据进行网格场化、极坐标网格化转换。

基于复杂地形扩散模式（CTDMPLUS）的CALPUFF复杂地形模块，则利用网格镶嵌手段模拟小尺度复杂地形对地面污染物浓度的影响。

主要包括3个步骤：在CALMET模块中根据大尺度地形调整风场；在对大尺度风场几乎没有影响的条件下，精确地模拟烟团和地形的相互作用；对烟团（PUFF）和地形的相互作用进行简化处理（包括大尺度、小尺度地形特征）；对次网格尺度复杂地形采用流线分层高度估算烟团撞到山体的污染物的偏离变化，采用烟羽路径系数调整方法和所谓的应力调整方法对地形引起的烟团高度变化、烟团碰撞山体过程、扩散参数增大效应进行简单的参数调整等。

大气污染物的影响范围与扩散规律研究大气污染是现代化发展过程中面临的一个严峻问题，它不仅对环境产生巨大影响，也严重威胁人类的健康和生活质量。

为了更好地了解大气污染物的影响范围和扩散规律，科学家们展开了一系列研究。

在大气污染物的影响范围研究中，科学家们广泛使用着遥感技术。

遥感技术能够通过卫星等手段获取到大气污染物的浓度分布情况，从而揭示其影响的范围。

通过这项技术，我们发现大气污染物并不仅仅局限于污染源附近，而是会随着气流的推动扩散到更远的地区。

例如，研究发现在东亚地区的城市中，大气污染物的源头来自于中国的重工业城市，但它们会随着天气条件的变化而扩散到日本、韩国等周边地区。

大气污染物的扩散规律是影响它们在大气中传播和影响范围的重要因素之一。

科学家们通过模型模拟和实地观测相结合的方法，探究了不同气象条件下大气污染物的扩散规律。

研究发现，风是大气污染物扩散的主要驱动力之一。

在静风条件下，大气污染物往往会在源头附近积聚，而在强风条件下，它们则可能被迅速地带到远离源头的地区。

此外，气温、湿度等气象参数也对大气污染物的扩散起着重要作用。

例如，在冬季，由于温度低、湿度小，大气层中的污染物往往更容易留存和积累，导致大气污染程度加剧。

除了遥感技术和气象观测，科学家们也通过采集样品和监测站点的数据来研究大气污染物的影响范围和扩散规律。

研究人员会在不同地区设置监测站点，定时采集样品进行化学分析。

通过分析样品中的污染物浓度，可以了解大气污染物的空间分布情况以及其在不同地区的影响程度。

这些数据有助于科学家们更全面地了解大气污染物的传播机制，制定相应的环境保护政策。

在大气污染物的影响范围与扩散规律研究中，我们不仅需要关注它们对人类健康和环境的危害，还需要思考如何减少污染物的排放以及改善空气质量。

通过政府、企业和个人共同努力，我们可以减少大气污染物的排放，提高环境质量，保护我们的地球。

此外，科学家们还需要持续深入地研究大气污染物的影响范围和扩散规律，以求更有效地解决大气污染问题。

复杂地形大气边界层气象特征及污染扩散模拟研究的开题报告一、选题背景和意义复杂地形区域是指地形地貌形态非常复杂、地势起伏较大的区域，其气象环境和污染扩散特征较为复杂，对环境保护和空气质量改善具有重要影响。

当前，我国许多城市都分布在复杂地形区域，例如北京、重庆、成都等城市，这些城市的空气质量问题也较为突出。

因此，对复杂地形大气边界层气象特征及污染扩散模拟进行研究，有助于深入了解该区域的空气质量形成机理和影响因素，为城市环境保护和污染防治提供科学依据。

二、研究内容和方法本研究将主要从以下几个方面进行探讨：1.复杂地形大气边界层结构特征研究：利用现代数值模拟技术，对典型复杂地形环境下的大气边界层结构进行分析和计算，重点探讨复杂地形对大气边界层结构的影响，并探讨其形成机理。

2.复杂地形区域污染扩散规律研究：借助现代污染扩散模拟技术，对复杂地形区域典型污染排放源的污染物扩散规律进行模拟分析，探讨复杂地形对污染扩散的影响，并分析不同气象条件下污染物扩散的变化规律。

3.方案设计与模型搭建：结合实际研究需要，设计复杂地形大气边界层结构特征和污染扩散规律模拟的实验方案，并利用MATLAB、PYTHON等编程语言构建相应的数值模拟模型，以实现对大气边界层结构和污染扩散的定量分析和预报。

三、预期研究成果1.了解复杂地形大气边界层结构特征：通过数值模拟计算，研究复杂地形环境下大气边界层结构特征，揭示其影响因素和形成机制。

2.探究复杂地形对污染扩散的影响：运用污染扩散模拟技术，研究复杂地形区域典型污染排放源的污染物扩散规律，探究复杂地形对污染扩散的影响，并分析不同气象条件下污染物扩散的变化规律。

3.建立数值模拟模型：基于MATLAB、PYTHON等编程语言构建复杂地形大气边界层结构特征和污染扩散模拟模型，为研究提供科学工具和技术支持。

四、研究意义本研究将深入探究复杂地形大气边界层气象特征及污染扩散规律，为城市环境保护和污染防治提供科学依据。

大气污染物在不同地形条件下的扩散特性研究大气污染是当今全球面临的重要环境问题之一。

大气污染物的扩散特性是研究大气污染问题的重要一环。

本文将以不同地形条件下大气污染物的扩散特性为主题，探讨其影响因素和相关研究成果，旨在对大气污染问题的解决提出一定的思路和建议。

首先，地形条件对大气污染物的扩散具有重要影响。

山地地形和平原地形在大气扩散过程中存在着明显差异。

山地地形由于地势变化多样、复杂，容易形成地形屏障，阻碍了大气污染物的扩散。

而平原地形相对较为平缓，大气污染物的扩散相对容易。

此外，不同地形条件下的气象要素也会对大气污染物的扩散产生重要影响。

例如，山地地形因为气温垂直分布的差异较大，有利于污染物向下扩散；而平原地形由于气温分布较均匀，容易形成大气稳定层，不利于污染物的扩散。

另外，大气污染物的物理特性也会影响其在不同地形条件下的扩散。

气象学中的雷诺数是衡量流体运动状态的物理参数，对于描述大气污染物扩散过程具有重要作用。

雷诺数越大，流体扩散越混乱，大气污染物的扩散也越快。

而雷诺数越小，流体扩散越稳定，大气污染物的扩散速度较慢。

此外，大气污染物的粒径大小也会影响其扩散特性。

较细的颗粒污染物在空气中扩散的速度较快，而较大的颗粒污染物则相对较慢。

这些物理特性的差异将直接影响大气污染物在不同地形条件下的扩散速度和范围。

在实际的研究中，人们通过地面观测、数值模拟和实验室模拟等手段来研究大气污染物在不同地形条件下的扩散特性。

地面观测使用多种仪器测量大气污染物浓度及其空间分布，以获取实际的数据。

数值模拟利用计算机技术，通过建立数学模型来模拟污染物在不同地形条件下的传输和扩散过程。

实验室模拟则通过控制实验条件，模拟与地形条件相似的环境，在封闭空间内研究大气污染物的传输和扩散规律。

这些方法互为补充，可以相互验证，从不同角度全面认识大气污染物的扩散特性。

研究表明，山地地形中大气污染物的扩散速度相对较慢，范围相对较小。

在山地地区，温度递减速率大于场地平均递减速率时，可形成稳定的温度逆温层，使大气污染物大部分停留在较低高度，难以向上扩散。

地理教案研究中大气环流问题的研究进展及相关成果随着人类社会的不断发展，对于地球所处的环境变化也越来越关注。

而大气环流则是影响地球气候和天气的一个重要因素。

在地理教学中，大气环流问题的探讨一直是一个重要的研究方向。

为了更好地解决大气环流问题，地理学者们进行了大量的研究和探索，也取得了一些阶段性的成果。

一、研究进展1.1 大气环流本质大气环流是指在全球范围内，海洋和大气之间的物理、化学作用产生的能量转移过程。

它是指在全球的气压系统、制约着全球的气候和天气变化的一种系统。

可以说，大气环流是形成全球的气候和天气变化的基础。

1.2 大气环流机制大气环流机制通过大气的流动和辐射平衡等多种方式形成，主要包括西风带、副热带高压带、极地低压带和季风等。

1.3 大气环流影响因素大气环流的影响因素主要包括温度、气压、风速等，而这些因素又会受到全球气候变化、地形和地貌的影响。

1.4 大气环流对气候的影响大气环流对气候的影响十分重要。

例如，我国南北季风区之间存在着非常明显的气候差异，这是由于北半球的大气环流形成了不同的季风气候区。

此外，也经常可以看到大气环流错位导致的极端天气事件，例如今年美国境内的大范围极端寒冷天气。

二、相关成果2.1 气象传感器的应用随着科技的发展，各种气象传感器得到了广泛的应用。

例如，通过测量温度、风速、气压等参数，可以有效地监测和分析大气环流状态及其变化趋势。

该技术目前已经被应用于全球气象预报中，也可以帮助科学家更好地研究大气环流变化及其对气候和天气的影响。

2.2 气候模型的优化目前，气候模型是研究大气环流的主要手段。

这些模型可通过使用复杂的数学计算方法，模拟全球气候系统的动态变化。

然而，由于气候模型参数的不确定性和计算方法的不精确性，模型预测结果的可信度仍然存在一定的误差。

因此，科学家们正在致力于优化气候模型的构建方法，提高预测精度，并更好地研究大气环流问题。

2.3 人工影响气候的问题人类活动会对大气环流产生直接或间接的影响。

基于区域多尺度空气质量模型对杭州市大气污染的模式研究-->第一章绪论1.1研究背景近年来，大气污染极大地影响了人们的生活和健康，大气污染开始成为人们关注的焦点。

空气污染有人为因素（机动车尾气、工业废气、餐饮、民用燃煤等）和自然因素（火山爆发、龙卷风、森林火灾等），主要来自人为源，尤其是交通运输和工业燃煤等⑴。

污染经由污染源排放出来，在大气中传播，然后引发各种环境问题。

大气污染物在空中传输的影响因素很多，气象因素和地形地貌因素是其中最主要的两个因素[2，3]。

首先，气象条件很大程度上影响了污染物扩散稀释沉降作用。

风速和风向，则决定了污染扩散的方向和混合扰动大小；湿度、雨量、云量则对污染物的清除沉降有很大影响。

地形地貌对污染扩散的影响主要体现在，地面凸起物如大山、高的建筑物等会阻碍污染物的流通。

1.2空气质量模型从流体力学方法看，空气质量模型可分为高斯模式、拉格朗日模型和欧拉模型，高斯模式运用潘流统计理论，采用半经验公式模拟污染物浓度场，主要有ISC、AERMOD、ADMS等；拉格朗日模型通过追踪流体运动轨迹来描述污染物分布变化，如OZIP/EKMA、CALPUFF等；欧拉模型在固定坐标空间内研究空间内污染物微元的运动。

从数学方法上来看，空气质量模型可分为数值模型和统计模型，前者通过抽象出数学方法来分析大气中污染物的散传输和化学反应，后者在大量实验数据基础上建立模型统计分析污染物流动规律；从时空尺度上来讲，空气质量模型可分为全球模型，区域模型和城市尺度模型等。

从20世纪60年代以来，随着人们对大气污染过程研究的深入，空气质量模型也在不断完善中，主要经历了三代模型的演变。

………………第二章空气质量模型及其应用2.1空气质量模式系统介绍此外，国内各研究机构也展开了建立排放清单的编制，中国环境科学研究院、中国气象科学研究院、上海环境科学研究院、清华大学、北京大学、华南理工大学等单位也各自编制了全国或各地区城市大气污染物的排放清单[3941]。

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1大气污染物扩散影响因素辨析污染物从污染源排放到大气中，只是一系列复杂过程的开始，污染物在大气中的迁移、扩散是这些复杂过程的重要方面。

这些过程都是发生在大气中，大气的性状在很大程度上影响污染物的时空分布。

实践证明，风向、风速、大气稳定度、温度的空间差异、地面粗糙度、雨和雾等，是影响大气污染的主要因素。

污染物在大气中的扩散与过境风、湍流和温度梯度密切相关，过境风可使污染物向下风向迁移和扩散，湍流可使污染物向各方向扩散，温度梯度可使污染物发生质量扩散，风和湍流在污染物迁移过程中起主导作用。

根据湍流形成的原因可分为两种湍流，一种是动力湍流，它起因于有规律水平运动的气流遇到起伏不平的地形扰动所产生，它们主要取决于风速梯度和地面粗糙等;另一种是热力湍流，它起因于地表面温度与地表面附近的温度不均一，近地面部分空气受热膨胀而上升，随之上面的冷空气下降，从而形成垂直运动。

湍流具极强的扩散能力，它比分子扩散快105-106倍，湍流越剧烈，污染物的扩散速度就越快，污染物浓度就越接近区域平均水平。

降水能有效地吸收、淋洗空气中的各种污染物;雾像一顶盖子，虽然能稀释部分酸性污染物，却会使空气污染状况短时间内加剧。

地形地势对大气污染物的扩散和浓度分布有重要影响。

山区地形、海陆界面、大中城市等复杂地形均对大气污染物扩散产生影响。

城市建筑密集，高度参差不齐，因此城市下垫面有较大的粗糙度，对风向、风速影响很大，一般说城市风速小于郊区，但由于有较大的粗糙度，城市上空的动力湍流明显大于郊区。

2各因素对大气污染物扩散的影响2.1城市“热岛效应”.城市“热岛效应”的影响效果与城市规模有关。

一般大城市中心区域与周围乡村温差可达7℃以上，而中等城市可达5℃左右。

大气湍流运动对空气污染扩散的影响近年来，随着工业化和城市化的不断发展，空气污染问题日益严重。

大气湍流运动作为空气传播的重要机制之一，对空气污染的扩散起着重要的影响。

本文将探讨大气湍流运动的定义、机制以及其对空气污染扩散的影响。

首先，我们需要了解大气湍流运动的基本概念。

大气湍流运动是指在大气中由温度、湿度、风向和风速等不均匀分布所导致的气体不规则运动。

它通常分为三种尺度，即大尺度湍流、中尺度湍流和小尺度湍流。

大尺度湍流是指大范围、长时间的气流扰动，如气象系统中的气旋；中尺度湍流是指几十到几百千米范围内持续时间为几小时的气流扰动，如对流等；小尺度湍流是指几百米到几千米范围内持续时间为几分钟的气流扰动，如风暴等。

其次，大气湍流运动的机制包括惯性湍流和湍流消散。

惯性湍流是指由于大气运动的不均匀分布而引起的气流湍动，主要是由于地形、气候和大气层结等因素造成的。

而湍流消散则是指湍流在不断扩散过程中被粘性阻尼所消散。

湍流在空间和时间上的变化导致了空气污染物的混合和分散，从而对空气质量产生了重要的影响。

接下来，我们来讨论大气湍流运动对空气污染扩散的具体影响。

首先，大尺度湍流运动可以促进空气污染物的纵向混合和垂直扩散。

大尺度湍流通常伴随着气象系统的形成和移动，使得空气污染物得以被深层空气有效携带和扩散，从而降低污染物的浓度和对人体的危害。

其次，中尺度湍流运动对空气污染的扩散起着重要作用。

在对流发展的过程中，气流会出现垂直上升和下沉运动，形成对流层，从而将底层污染物向上混合，提高了污染物的纵向扩散能力。

最后，小尺度湍流运动能够使空气污染物得到有效的水平混合和扩散。

风暴等小尺度湍流运动会导致气流剧烈的湍动，使污染物得以均匀分布到更大的区域。

然而，虽然大气湍流运动有利于空气污染物的扩散，但它也可能造成污染物的聚集和积累。

在某些情况下，气流的紊乱性会导致空气污染物在某一地区的堆积，形成污染物残留。

特别是在城市中，高密度建筑和复杂地形都会导致气流剧烈变化，进而影响污染物的传播和分散。

复杂地形条件下空气污染预报方法研究
马雁军
【期刊名称】《气象与环境学报》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】应用逐步回归统计方法,利用本溪市地面常规气象观测资料,对该市空气污染物TSP和SO2分别进行了计算分析,建立了预报方程,并对这2种污染物分别进行了预测检验.
【总页数】2页(P17-18)
【作者】马雁军
【作者单位】中国气象局沈阳大气环境研究所,沈阳,110016
【正文语种】中文
【中图分类】X83
【相关文献】
1.在复杂地形条件下居住区场地竖向优化方法研究 [J], 王印玺
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