关于大气污染问题的数学建模论文

数学建模论文A题空气质量评价摘要本文主要研究空气质量评价的相关问题，为突出改进之后的模型中的实时特性而对数据做了必要的省略处理，然后在现有的国家最新空气污染物监测标准（HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定）的基础上利用半集均方差原理对现有空气质量计算模型进行改进。

在论证修正后模型可行性的基础上再对模型加以优化，最后利用优化后的模型对附表二中的各项监测结果得出其空气质量指数。

针对问题一，由于目标模型十分强调实时性，于是把附表一中臭氧8小时平均值﹑细颗粒物24小时平均值﹑可吸入颗粒物24小时平均值做了必要的省略处理。

联系实际分析论证了现有模型的局限性，并在此基础上采用半集均方差原理对现有模型进行改进，结果顺利得到优化后的计算模型。

针对问题二，考虑到优化后的计算模型并没有对不同的污染物的危害做出差异化的评价，而是直接取表中所有污染物的AQI平均值进行分析。

所以引入层次分析法根据污染物的危害性对不同的污染物赋予相应的权重，对半集均方差公式进行合理修正，最后得到修正后的空气质量计算模型。

再代入附表二中的数据即得到各个观测点的空气质量指数。

详细的matlab实现程序见附录二。

【关键词】一维插值半集均方差层次分析加权法优化后的半集均方差1 问题重述空气质量指数（AQI ）是定量描述空气质量状况的无量纲指数。

其数值越大、级别和类别越高，说明空气污染状况越严重，对人体的健康危害也就越大。

空气质量指数实时报一般是发布每个每一整点时刻的空气质量指数。

实时报的指标包括二氧化硫(SO2)、氧化碳(CO)、二氧化氮 (NO2)、臭氧(O3)1小时平均值、臭氧(O3)8小时平均值、一颗粒物(粒径小于等于10μm)、细颗粒物(粒径小于等于2.5μm)的1小时平均值和24小时平均值共计9个指标。

福建1中列出了某地区11个城市过去7个时刻的空质量指标取值和相应的空气质量指数。

(1) 建立一种新的空气质量指数计算模型，并比较与现有计算模型的区别。

论文题目：城市空气质量评估及预测目录一、摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1二、问题的提出．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2三、问题的分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2四、模型的建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41）问题一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.模型假设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.定义符号说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54.模型求解．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65.模型的评价与推广．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72）问题二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8１．模型假设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8２．模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8３．模型求解．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12４．模型的评价与推广．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14３）问题三．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15１．模型假设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15２．定义符号说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15３．模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15４．模型求解与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16５．模型的评价与推广．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18五、参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20六、附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21城市空气质量评估及预测一、摘要本文对我国城市的空气污染程度、成都未来空气质量、城市空气污染的主要因素进行了分析研究。

空气中PM2.5问题的研究数学建模论文2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛规则》（一下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。

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日期： 2014年 9 月 2 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：空气中PM2.5问题的研究摘要 新鲜的空气是生命繁衍和人类发展的理想环境，因此，空气质量的监测对地球村民的生活与发展具有重要的意义.本文采用相关系数分析法和多元回归分析法，建立微分方程扩散模型和费用最小化模型对空气中PM2.5浓度进行了一系列的研究.对于问题（1），应用相关系数分析法和逐步回归分析法，对AQI 中6个基本监测指标的相关与独立性进行定量分析，可得出大气中的臭氧与其它检测指标之间的相关系数较低，具有较强的独立性，CO 的含量对PM2.5含量具有较大的影响，并采用逐步回归法分析与其它指标之间的相关关系.对于问题（2），利用Matlab2012a 软件，可得出该地区内PM2.5的时空分布及规律。

数学建模在环境污染治理中的应用环境污染一直以来都是全球关注的热点问题，其严重性影响着人类的生存和健康。

为了解决环境污染问题，数学建模成为了一种重要的研究方法和工具。

本文将探讨数学建模在环境污染治理中的应用，着重介绍了数学建模在空气污染和水污染治理中的应用。

一、数学建模在空气污染治理中的应用空气污染是环境污染的重要组成部分，其对人体健康和环境产生巨大的威胁。

为了有效地治理空气污染问题，数学建模在监测、分析和预测方面发挥了重要作用。

首先，数学建模在空气污染监测中的应用十分广泛。

通过建立数学模型，可以对空气污染物的浓度进行实时监测。

根据监测数据，决策者可以制定相应的控制措施和政策，以减少污染物的排放。

其次，数学建模可以用于分析空气污染的来源和传播途径。

通过建立源解析模型和传输模型，可以确定不同污染源的贡献程度和传播路径。

这为进一步的治理措施提供了科学依据。

另外，数学建模还可以用来预测空气污染的发展趋势和变化规律。

利用统计学方法和时间序列分析，可以对未来空气质量进行预测和预警，及时采取相应的控制措施，保护环境和人民的健康。

二、数学建模在水污染治理中的应用水污染是影响水资源和水环境的重要问题，对人类的生存和健康有着重要的影响。

数学建模在水污染治理中可以发挥重要的作用，以下主要介绍数学建模在水体模拟和污染物迁移方面的应用。

水体模拟是数学建模在水污染治理中的重要应用领域。

通过建立流体动力学模型和水污染模型，可以模拟水流和溶质在水体中的运动和扩散过程。

这有助于确定污染物的传输路径和扩散规律，为污染物的治理提供科学依据。

污染物迁移是水污染治理中另一个重要的问题。

通过建立适当的扩散模型和反应模型，可以模拟污染物在水体中的扩散和转化过程。

这有助于了解污染物的扩散速度和范围，以及污染物与其他物质的相互作用关系。

除此之外，数学建模还可以在水污染治理中进行优化决策和资源配置。

基于经济学和优化方法，可以建立水污染治理的综合评价模型和决策支持系统，为决策者提供科学指导，合理配置治理资源，实现水污染治理的最优效果。

大气污染预测中的数学建模与计算大气污染是当前全球面临的重要环境问题之一，对人类健康和生态系统都造成了严重威胁。

为了有效地应对大气污染问题，科学家们利用数学建模与计算技术，开展了大气污染预测研究。

本文将探讨大气污染预测中的数学建模与计算的重要性和应用。

数学建模在大气污染预测中起着关键的作用。

通过数学建模，可以对大气中的污染物的生成、传输和转化过程进行描述和分析。

例如，数学模型可以利用气象数据、排放源信息和污染物化学反应机制，模拟大气中的污染物浓度分布。

这些模型不仅可以预测某一时刻和某一地点的污染物浓度，还可以预测未来的变化趋势，为制定有效的环境保护政策和控制措施提供科学依据。

在数学建模中，计算方法的选择和优化是至关重要的。

由于大气污染的复杂性和非线性特征，通常需要运用数值解法来求解模型方程。

数值模拟技术包括有限差分法、有限元法、谱方法等，这些方法能够将连续的模型方程离散化为离散的代数方程，并通过数值计算得到近似解。

此外，计算方法的优化也在很大程度上影响了模拟结果的准确性和计算效率。

为了提高计算效率，科学家们不仅研究改进现有的计算方法，还开发了并行计算技术和高性能计算平台，以更好地满足大气污染预测的需求。

在大气污染预测中，数据采集、处理和整合也是不可忽视的环节。

大气污染预测依赖于准确和实时的气象数据、排放源数据和污染源数据等。

通过无线传感器网络、遥感技术和信息处理技术的发展，科学家们能够获取大量的实时数据，并将其用于模型参数估计、模型验证和模型预测。

此外，数据的整合和融合也是大气污染预测的重要课题。

不同数据源之间存在差异和不完整性，如何将不同来源的数据整合起来，提高数据的准确性和可靠性，是一个具有挑战性的问题。

大气污染预测的研究还面临着一些困难和挑战。

首先，大气环境的复杂性使得建模工作变得困难。

大气中的污染物源自多个排放来源，经过复杂的化学反应和物理过程，受到天气条件的影响，因此建立准确的模型需要考虑这些复杂性。

城市空气质量评估及预测摘要: 本文对我国十个城市的空气质量进行了深入的研究，利用统计学等相关原理，结合我国现行的“创模”和“城考”体系中的环境空气质量指标，就城市空气污染程度，空气质量的预测和影响因素等问题建立出相应的数学模型。

利用层次分析法和Perron-Frobenions等相关原理建立数学模型对中国十大城市的空气污染严重程度给出分析并排名。

运用GM（1,1）灰色预测模型，结合相关数据运用excel软件进行数据统计，对成都市2010年11月份的空气质量状况进行预测。

使用优势分析原理分析空气中可吸入颗粒、二氧化硫、二氧化氮等因素对空气质量的影响程度。

关键词：空气质量，层次分析，判断矩阵，相对权重，排名，灰色预测，优势分析，可吸入颗粒，二氧化硫，二氧化氮一、问题的提出1.1背景介绍随着中国经济的进一步发展，环境问题已是制约我国发展的关键因素之一，而环境问题最突出的就是空气污染。

“十一五”“创模”考核指标“空气污染指数”要求：API指数≤100的天数超过全年天数85%。

“城考”依据API指数≤100的天数占全年天数的比例来确定空气质量得分。

“API指数≤100的天数”，通常又被称为空气质量达到二级以上的天数。

根据已有数据，运用数学建模的方法，对中国空气质量做出分析和预测是一个重要问题，同时通过对影响空气质量因素的分析，以正确做好环境保护措施也极为重要。

本文主要针对以下几个问题进行相关分析：（1）利用已知的数据，建立数学模型通过分析给出十个城市空气污染严重程度的科学排名。

（2）建立模型对成都市11月的空气质量状况进行预测。

（3）收集必要的数据，建立模型分析影响城市空气污染程度的主要因素是什么。

二、基本假设1）表格中已有的数据具有权威性，值得相信，具有使用价值。

2）空气质量相同等级的污染程度相同。

3）假设该市各种影响空气质量的软因素（如工业发展，人口数量）保持平稳变化。

4）不考虑突发事件即人为因素（如工业事故）造成的空气质量突变。

大气污染评价与预报模型摘要本文对空气质量的评价及污染预报问题进行了分析，运用层次分析法依据处理后的数据对六个城市的空气质量进行了具体细致的排序；对2010年9月15日至9月21日的各项污染物浓度、各气象参数运用一元多项式回归模型进行了预测；就气象参数所属城市问题及污染物浓度与其的关系建立了相关性分析模型和多元线性回归模型；最后，根据建模过程和结果，我们对相关部门提出了几个具体的建议。

通过将数据附件所给有效数据，即日污染物浓度，转化为对应的月污染物浓度的均值，根据各城市月均污染浓度做出其随时间的走势折线图，分析了各个城市2SO 、2NO 、PM10之间的特点。

我们拟根据API 指数值，以二级达标次数为准，对各城市之间的空气质量进行排名，但由于依据API 的区分空气质量等级时灵敏度较低，故采用了层次分析法对空气质量进行排名。

由于我们采用了全部数据进行排名，而E 、F 数据较少，故只对ABCD 进行了排名。

依据层次分析法得出的排名为：A 、B 、D 、C 。

为了精确预测各城市短期内的数据，本文选用一元多项式回归模型。

对2010年的数据进行分析整理，依据回归模型得出其与时间的关系，得出预测值，并得出其置信度为95%的置信区间，结果显示模型的预测效果尚能接受，能够对所要预测数据进行预测。

但由于F 城市数据缺失，根据假设做了合理的定性分析，并未对其进行定量预测。

分析空气质量与气象参数之间的关系时，首先根据数据完整性，气象参数应只属于其中一个城市，排除了D 、E 、F 的可能性，再根据相关性分析的方法，确定了气象参数属于A 城市。

根据污染物与气象参数之间的因果关系，建立了多元线性回归模型，由于季节对污染物的浓度存在影响，分季节得出各污染物与各气象参数之间的相关系数，定性分析该相关系数，得出污染物与气象参数之间的关系。

最后对该系数的理论与实际意义做了检验。

根据以上分析及结果，确定部分与空气质量控制相关的部门，针对其职能提出了诚恳建议。

数学建模空气污染问题研究
数学建模可以用来研究空气污染问题。

研究空气污染可以从以下几个方面入手：
1. 污染源模型：数学建模可以帮助确定不同来源的污染物的排放量、扩散特性和传输途径。

可以利用气象、地理、环境等数据来建立数学模型，以确保模型的准确性。

2. 空气质量模型：数学模型可以用来预测和评估空气中各种污染物的浓度分布。

这包括使用不同的方程来描述污染物在大气中的扩散、反应、沉降和消失等过程。

3. 健康影响模型：数学建模可以帮助研究空气污染对人体健康的影响。

可以利用人口统计数据和医学研究结果来建立数学模型，以评估污染物对不同人群的危害程度。

4. 策略和控制模型：数学模型可以用来评估不同的污染治理策略和控制措施的效果。

可以通过模拟和优化方法来比较不同策略的成本效益，以制定更有效的污染防治政策。

需要注意的是，数学建模只是研究和预测空气污染问题的一种方法，实际解决问题还需要结合实地调查、数据分析和政策制定等多种手段。

数学建模在环境污染治理中的应用研究随着工业化的快速发展以及城市化进程的加速，环境污染问题日益严重。

为了有效治理环境污染，数学建模在环境领域得到了广泛应用和重视。

本文将介绍数学建模在环境污染治理中的应用，并重点讨论数学建模在大气污染、水体污染和固体废弃物管理方面的研究。

一、数学建模在大气污染治理中的应用研究大气污染是目前环境污染问题中较为突出的一个方面。

数学建模在大气污染治理中的应用研究主要集中在大气传输模型、污染源辨识和排放控制策略等方面。

首先，数学建模在大气传输模型方面的研究帮助我们了解污染物在大气中的传输和扩散规律。

通过建立数学模型，可以预测污染物在不同气象条件下的传输路径和浓度分布，从而为环境管理者提供科学依据。

其次，数学建模在污染源辨识方面的研究可以帮助我们确定大气污染源的位置和排放强度。

通过统计分析和模拟计算，可以准确地找出造成大气污染的主要污染源，为环境管理部门采取相应的治理措施提供可靠的依据。

最后，数学建模在排放控制策略方面的研究可以帮助我们制定合理的排放控制政策。

通过建立优化模型，可以找到使得大气污染物排放最小化的策略，从而实现环境保护与经济发展的平衡。

二、数学建模在水体污染治理中的应用研究水体污染是另一个严重的环境问题，也是生态系统破坏和健康威胁的重要原因。

数学建模在水体污染治理中的应用研究主要涉及水质模拟和污染源溯源等方面。

首先，数学建模在水质模拟方面的研究可以帮助我们了解水体污染的传播和演化规律。

通过建立水质模型，可以模拟水体中污染物的扩散过程和浓度分布，为环境管理者提供决策支持。

其次，数学建模在污染源溯源方面的研究可以帮助我们确定水体污染的来源。

通过数学模型和统计方法，可以追踪污染物的运动轨迹和浓度变化，从而找出污染源，并采取相应的治理措施。

三、数学建模在固体废弃物管理中的应用研究固体废弃物的产生和处理是当前环境污染治理面临的重要问题之一。

数学建模在固体废弃物管理中的应用研究主要涉及垃圾堆积模型、废弃物分类和处理规划等方面。

关于北京市气候变化与大气污染的研究中央民族大学马越龙、姚琨、朱爱丽摘要本文建立了一个关于分析北京市气候变化趋势和大气污染情况的统计模型。

本文主要研究以下三个问题：北京市气候变化的趋势，验证北京市是否存在气候变暖现象；大气污染情况及变化趋势；大气污染和气候变化之间的关系。

首先就问题一，根据主成分分析思想，我们选用降水量、气温和风速来表征北京市气候变化，并从《北京市统计年鉴2010》获得了1978——2009年的相关数据，利用Matlab、Excel对这些数据进行时间序列分析并根据最小二乘法原理将散点图拟合成趋势曲线，又根据问题实际需要和判定系数等对其进行筛选，得到我们需要的最优回归方程及曲线。

据此验证北京市存在气候变暖现象，并选取气温的气候倾向率（气温线性回归方程的一次项系数）来度量气候变暖的程度。

其次就问题二，根据主成分分析思想，我们选用SO2浓度、NO2浓度、可吸入颗粒物含量来表征北京市大气污染状况，并从《北京市统计年鉴2010》获得了2000——2009年的相关数据。

利用内地空气污染指数的计算方法，计算出大气污染的评价度量指标API。

并利用问题一中的方法分析各数据，得到SO2浓度、NO2浓度、可吸入颗粒物含量及API的回归模型，从而分析度量大气污染情况的变化趋势。

然后就问题三，利用SPSS软件计算分析API与温度、降水量、风速的相关性。

通过分析H比较相关系数得出大气污染与气候变化之间的关系。

H最后我们利用F检验来判断以上所建立回归模型的回归效果。

综上，我们利用SPSS、Excel、Matlab等数学软件很好地实现了数据统计分析，并结合主成分分析及时间序列分析思想给出了北京市气候变化和大气污染变化趋势的分析。

将数据与图形相结合，既充分发挥了图形的直观功能，又根据数据进行了相关分析，排除了主观经验的干扰，使所建立的数学模型能较好的解决上述问题。

关键词：气候变化大气污染变化趋势API 回归模型F检验一、问题的提出与分析1、问题的提出目前，气候变暖和大气污染成为当今人类社会亟待解决的两大问题，是人类必须面对的严峻挑战。

1.问题重述问题重述大气是指包围在地球外围的空气层，是地球自然环境的重要组成部分之一。

人类生活在大气里，洁净大气是人类赖于生存的必要条件。

一个人在五个星期内不吃饭或 5 天内不喝水，尚能维持生命，但超过 5 分钟不呼吸空气，便会死亡。

随着地球上人口的急剧增加，人类经济增长的急速增大，地球上的大气污染日趋严重，其影响也日趋深刻，如由于一些有害气体的大量排放，不仅造成局部地区大气的污染，而且影响到全球性的气候变化。

因此，加强大气质量的监测和预报是非常必要。

目前对大气质量的监测主要是监测大气中 SO2 、 NO2 、悬浮颗粒物（主要为 PM10）等的浓度，研究表明，城市空气质量好坏与季节及气象条件的关系十分密切。

附件给出城市 A、B、C、D、E、F 从 2003 年 3 月 1 日至 2010 年 9 月 14 日测量的污染物含量及气象参数的数据。

请运用数学建模的方法对下列问题作出回答： 1.找出各个城市 SO2 、 NO2 、PM10 之间的特点，并将几个城市的空气质量进行排序。

2．对未来一周即 2010 年 9 月 15 日至 9 月21 日各个城市的 SO2 、 NO2 、PM10 以及各气象参数作出预测。

3．分析空气质量与气象参数之间的关系。

4．就空气质量的控制对相关部门提出你的建议。

2.问题分析问题分析本题为生活中的实际问题，层层递进式提出四个问题，分别需要对空气污染因素以及气象参数进行分析求解。

第一问为评价性问题，先从城市内部个污染物特点出发，再到城市之间空气质量进行比较。

第二问是预测性问题，通过对给出的数据进行分析，预测各项参数之后的趋势。

第三问是寻找关联性问题，要求找出空气质量与气象参数之间的关系。

第四问为开放型问题，可通过之前得出的结论或者相关文章及模型提出建议。

2.1 问题 1 通过查阅资料，运用已有的 API 对各个城市的各项污染指标进行计算，得出各个污染指数 API 月平均的折线图，观察，得出各城市各项指标的特点。

数学建模空气污染论文1浅谈空气污染监测浅谈空气污染监测的重要意义随着人类社会的不断发展，人们的生活水平不断提高。

但是，人类文明的高速发展也带来了众多的弊病，其中最严重的就是对自然环境的破坏。

人类对于自然环境的破坏主要集中在对森林、水源、空气上，而其中对人们的生活影响最大、影响面最广的，就要属对空气的破坏。

现在的环境空气的质量与人们的生活密切相关，人们的工作、生活、学习都与空气的好坏密切相关。

因此，人们需要对身边的空气质量有一个直观的了解。

从另一方面讲，随着经济的不断发展，人类对环境的污染越来越严重，人们的环保意识也在不断地增强，都希望目前的生活环境能够得到改善。

因此，相关部门有责任、有义务加强空气环境监测工作，为民众提供及时、准确的空气质量报告，以便于人们对日常生活进行调整，便于相关环部门作出正确地决策。

只有做到以上几点，人们的生活环境才会从根本上得到提升。

因此。

从环境对人工作、生活、学习的影响来看,开展高效、及时的空气污染监测工作是十分必要的。

浅谈现阶段空气污染监测现状我国的空气监测起步较晚，但是发展速度很快，相关部门根据实际情况制定了众多的措施，并取得了良好的成效。

环境监测是环境保护的基础性工作，它具有涉及面广、专业性强和投资大等特点。

为了能够提高全国空气监测工作的质量于效率，国内环境部门将已经在全国组织监测网络。

除此之外，国家也制订了统一的监测原则，在各地方设立了环境监测站，充分发挥了各方面的技术人才的优势，同时引进众多先进设备，大幅提高了我国空气监测的工作的质量。

我国的空气质量监测人员应用了科学合理地监测与测试数据的技术，使我国的空气质量监测水平不断提高，逐渐的在世界占据领先地位。

在我国广大空气质量监测人员的不断努力的基础上，国家仍在不断地完善环境保护法律，促进我国环境监测工作进一步地展开与加强。

现在空气环境监测工作主要是运用各种方法连续或者间断地测定环境空气中污染物的性质、浓度进行分析,并评价空气环境质量的过程。

城市空气质量评估及预测摘要: 本文对我国十个城市的空气质量进行了深入的研究，利用统计学等相关原理，结合我国现行的“创模”和“城考”体系中的环境空气质量指标，就城市空气污染程度，空气质量的预测和影响因素等问题建立出相应的数学模型。

利用层次分析法和Perron-Frobenions等相关原理建立数学模型对中国十大城市的空气污染严重程度给出分析并排名。

运用GM（1,1）灰色预测模型，结合相关数据运用excel软件进行数据统计，对成都市2010年11月份的空气质量状况进行预测。

使用优势分析原理分析空气中可吸入颗粒、二氧化硫、二氧化氮等因素对空气质量的影响程度。

关键词：空气质量，层次分析，判断矩阵，相对权重，排名，灰色预测，优势分析，可吸入颗粒，二氧化硫，二氧化氮一、问题的提出1.1背景介绍随着中国经济的进一步发展，环境问题已是制约我国发展的关键因素之一，而环境问题最突出的就是空气污染。

“十一五”“创模”考核指标“空气污染指数”要求：API指数≤100的天数超过全年天数85%。

“城考”依据API指数≤100的天数占全年天数的比例来确定空气质量得分。

“API指数≤100的天数”，通常又被称为空气质量达到二级以上的天数。

根据已有数据，运用数学建模的方法，对中国空气质量做出分析和预测是一个重要问题，同时通过对影响空气质量因素的分析，以正确做好环境保护措施也极为重要。

本文主要针对以下几个问题进行相关分析：（1）利用已知的数据，建立数学模型通过分析给出十个城市空气污染严重程度的科学排名。

（2）建立模型对成都市11月的空气质量状况进行预测。

（3）收集必要的数据，建立模型分析影响城市空气污染程度的主要因素是什么。

二、基本假设1）表格中已有的数据具有权威性，值得相信，具有使用价值。

2）空气质量相同等级的污染程度相同。

3）假设该市各种影响空气质量的软因素（如工业发展，人口数量）保持平稳变化。

4）不考虑突发事件即人为因素（如工业事故）造成的空气质量突变。

数学建模在环境污染控制中的应用研究环境污染是全球人民面临的重要问题之一，其对人类的生存环境和健康产生了直接的影响。

为了解决环境污染问题，数学建模成为了一个有效的研究方法。

本文将探讨数学建模在环境污染控制中的应用研究，并重点讨论了数学建模在空气污染和水污染控制方面的应用。

一、数学建模在空气污染控制中的应用研究空气污染是环境污染的一个重要方面，它由于大气中的颗粒物和有害气体的排放而产生。

数学建模可以帮助我们预测和控制空气污染的程度，从而采取相应的措施来保护环境。

1. 空气质量指数的建模空气质量指数是衡量空气清洁程度的重要指标，数学建模可以帮助我们研究和优化空气质量指数的计算方法。

通过分析大气污染源的排放数据、气象条件和人类活动等因素，建立合理的数学模型可以准确地计算出空气质量指数，并为环境监测和污染防治提供依据。

2. 大气扩散模型的建立为了预测和控制空气污染的范围和强度，我们需要建立大气扩散模型。

借助数学建模的方法，可以综合考虑大气稳定度、风速、地形等因素，建立数学模型来模拟和预测空气污染物的扩散范围和传播速度。

这对于制定合理的环境管理策略和减少污染物的排放具有重要意义。

二、数学建模在水污染控制中的应用研究水污染是另一种常见的环境污染形式，它对人类的生活和健康造成了严重威胁。

通过数学建模，我们可以深入研究水污染的来源和传播规律，并探索有效的控制手段。

1. 水质模型的建立为了了解水体中污染物的浓度分布和变化规律，我们可以建立水质模型来模拟水污染的传播过程。

数学建模可以考虑流体力学、生态学以及化学反应等多个因素，通过计算和模拟来预测水质的变化趋势，从而制定相应的治理措施。

2. 水资源优化配置模型数学建模可以帮助我们优化水资源的配置，以提高水资源利用效率并减少污染的产生。

通过建立数学模型，分析水资源供求关系、污水排放情况以及经济发展需求等因素，我们可以合理调整水资源的分配方式，降低水污染的风险，实现水资源的可持续利用。

《我国典型地区大气污染特征的数值模拟》篇一一、引言大气污染已成为我国面临的严重环境问题之一。

由于快速工业化和城市化进程，以及不利的自然气象条件，我国典型地区的大气污染特征日益显著。

本文将利用数值模拟的方法，对我国的典型地区大气污染特征进行深入研究。

二、研究区域与模型选择本研究选取了我国典型的工业城市和大型城市作为研究对象，包括北京、上海、广州等。

为了准确模拟这些地区的大气污染特征，我们选择了先进的空气质量模型（如WRF-Chem模型）进行模拟分析。

三、数值模拟方法与过程1. 模型参数化：根据研究区域的地理、气象和排放源数据，对模型参数进行设置和调整。

2. 排放源数据处理：收集并处理研究区域的排放源数据，包括工业排放、交通排放等。

3. 模拟过程：运用空气质量模型，模拟研究区域的大气污染特征，包括PM2.5、PM10、SO2、NOx等主要污染物的浓度分布。

4. 结果分析：对模拟结果进行统计分析，分析各污染物浓度的时空分布特征、来源贡献等。

四、结果分析1. 污染物浓度分布特征：通过数值模拟，我们发现研究区域的主要污染物浓度呈现出明显的空间分布特征。

例如，工业区和大城市的中心区域污染物浓度较高，而郊区或农村地区则相对较低。

此外，各季节的污染物浓度也有所不同，冬季的PM2.5和PM10浓度普遍较高。

2. 污染物来源贡献：通过对模拟结果的进一步分析，我们发现工业排放和交通排放是主要的大气污染源。

其中，工业排放对PM2.5和SO2的贡献较大，而交通排放则对NOx的浓度有显著影响。

此外，气象条件也对污染物浓度产生影响，如风速、湿度等都会影响污染物的扩散和浓度分布。

3. 大气环境容量的影响：通过对研究区域的大气环境容量进行评估，我们发现其承受能力与实际的污染物排放量存在较大的差距。

因此，我们提出应采取有效的措施来减少污染物排放，以改善大气环境质量。

五、结论与建议通过数值模拟的方法，我们深入研究了我国典型地区的大气污染特征。

《我国典型地区大气污染特征的数值模拟》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，我国的大气污染问题日益严重，已经成为了公众关注的焦点。

典型地区的大气污染特征不仅反映了我国的环境现状，而且对于制定和优化污染控制策略具有重要指导意义。

因此，对我国典型地区大气污染特征的数值模拟研究具有重要的理论和实践价值。

二、研究背景及意义近年来，我国的大气污染问题日趋严重，尤其是北方地区冬季的雾霾问题。

大气污染不仅对人们的身体健康造成威胁，也对经济发展和生态环境造成了严重影响。

因此，对典型地区的大气污染特征进行数值模拟研究，有助于我们更深入地理解污染物的扩散、传输和转化过程，为制定有效的污染控制策略提供科学依据。

三、研究方法本研究采用数值模拟的方法，利用大气扩散模型（如欧拉模型、拉格朗日模型等）对典型地区的大气污染特征进行模拟。

首先，我们根据典型地区的地理、气象数据等建立数值模型；然后，根据污染源的排放情况、气象条件等因素，对模型进行参数设置和验证；最后，通过模拟实验来研究污染物在大气中的扩散、传输和转化过程。

四、我国典型地区大气污染特征的数值模拟结果通过对我国典型地区的大气污染特征进行数值模拟，我们发现：1. 污染物浓度在空间分布上存在明显的差异。

城市中心区的污染物浓度较高，而郊区、农村等地区的污染物浓度相对较低。

2. 气象条件对污染物扩散、传输和转化的影响显著。

风速、风向、温度、湿度等气象因素都会影响污染物的扩散和传输。

3. 不同污染源对大气污染的贡献程度不同。

工业排放、交通排放、生活排放等是主要的污染源，其中工业排放对大气污染的贡献最大。

4. 大气中的污染物在一定的气象条件下会发生化学反应，形成二次污染物，如臭氧、过氧乙酰硝酸酯等。

五、结论与建议本研究通过数值模拟的方法，深入研究了我国典型地区的大气污染特征。

结果表明，污染物浓度在空间分布上存在差异，气象条件和污染源的排放情况对污染物扩散、传输和转化的影响显著。

《我国典型地区大气污染特征的数值模拟》篇一一、引言大气污染是当前全球范围内广泛关注的重要环境问题，尤其是在我国，随着工业化、城市化的快速发展，大气污染问题日益突出。

为了更好地了解我国典型地区的大气污染特征，本文采用数值模拟的方法，对某典型地区的大气污染情况进行模拟分析。

二、研究区域与方法1. 研究区域本研究选取我国某典型地区作为研究对象，该地区具有较高的工业发达程度和人口密集度，大气污染问题较为严重。

2. 研究方法本研究采用数值模拟的方法，利用大气污染扩散模型对研究区域的大气污染情况进行模拟分析。

通过收集研究区域的气象数据、排放源数据等，建立数值模型，对大气污染物的扩散、传输、转化等过程进行模拟。

三、数值模拟结果与分析1. 大气污染物浓度分布通过数值模拟，我们得到了研究区域大气污染物的浓度分布情况。

结果显示，研究区域内大气污染物浓度较高的区域主要分布在工业区和人口密集区，其中以颗粒物（PM2.5、PM10）和二氧化硫（SO2）等污染物的浓度较高。

2. 大气污染物扩散与传输特征数值模拟结果显示，研究区域内大气污染物的扩散与传输受到气象条件的影响较大。

在风速较小、湿度较大的气象条件下，大气污染物的扩散与传输受到限制，导致污染物在局部地区积累，形成污染团。

而在风速较大、气象条件较为稳定的情况下，大气污染物能够更好地扩散与传输，降低局部地区的污染物浓度。

3. 排放源对大气污染的影响通过数值模拟，我们还分析了排放源对大气污染的影响。

结果显示，工业排放和交通排放是研究区域内大气污染物的主要来源。

其中，工业排放主要贡献了大量的颗粒物和二氧化硫等污染物，而交通排放则主要贡献了氮氧化物和挥发性有机物等污染物。

这些污染物的排放对研究区域内的大气环境质量造成了严重影响。

四、结论与建议通过数值模拟的方法，我们了解了我国典型地区的大气污染特征。

研究结果显示，该地区大气污染物浓度较高的区域主要分布在工业区和人口密集区，大气污染物的扩散与传输受到气象条件的影响较大，而工业排放和交通排放是主要的大气污染物来源。

《我国典型地区大气污染特征的数值模拟》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，我国大气污染问题日益突出，对人民的生活质量和健康安全带来了严重威胁。

典型地区的大气污染特征不仅与地区特定的地理环境、气候条件密切相关，也受到当地能源结构、交通状况等多种因素的影响。

本文通过数值模拟的方法，深入探究我国典型地区大气污染的特征及其成因，以期为大气污染的防控和治理提供科学依据。

二、研究区域与方法本研究选取我国几个典型的大气污染区域作为研究对象，包括京津冀、长三角、珠三角等地区。

采用数值模拟的方法，利用大气污染扩散模型，对各地区的污染特征进行模拟和分析。

三、我国典型地区大气污染特征分析1. 京津冀地区大气污染特征京津冀地区是我国典型的重工业区和人口密集区，大气污染问题严重。

数值模拟结果显示，该地区大气污染主要以细颗粒物（PM2.5）为主，其次为二氧化硫、氮氧化物等。

污染源主要为工业排放、机动车尾气、建筑施工扬尘等。

此外，该地区气象条件如静风、逆温等也加剧了大气污染的程度。

2. 长三角地区大气污染特征长三角地区是我国经济最发达的地区之一，同时也是大气污染较为严重的地区。

数值模拟结果表明，该地区大气污染以颗粒物和臭氧为主。

其中，颗粒物主要来源于工业排放和机动车尾气，而臭氧则主要受光化学反应影响。

此外，该地区的地形和气象条件也对大气污染的扩散和积累产生一定影响。

3. 珠三角地区大气污染特征珠三角地区是我国经济发展最快的地区之一，但同时也面临着严重的大气污染问题。

数值模拟显示，该地区大气污染以臭氧和氮氧化物为主，主要来源于机动车尾气和工业排放。

此外，该地区的地理位置和气象条件也对其大气污染特征产生一定影响。

四、结论与建议通过对我国典型地区大气污染特征的数值模拟研究，我们可以得出以下结论：1. 我国典型地区的大气污染特征各异，主要污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和臭氧等。

2. 工业排放、机动车尾气和建筑施工扬尘是主要污染源，对大气污染的形成和扩散产生重要影响。

《基于CMAQ模型对包头市SO2和NOx污染情况的模拟研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展和城市化进程的加速，大气污染问题日益严重，尤其是二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）等污染物的排放。

包头市作为内蒙古自治区的重要城市，其工业发展和城市化进程对大气环境产生了重要影响。

为了更好地了解包头市SO2和NOx的污染情况，本文采用CMAQ（Community Multiscale Air Quality）模型对包头市进行模拟研究。

二、CMAQ模型简介CMAQ模型是一种用于模拟空气质量的数值模型，能够模拟复杂气象条件下的多种污染物在大气中的传输、扩散、化学反应和沉积等过程。

该模型具有较高的空间和时间分辨率，能够为大气污染防治提供科学依据。

三、研究方法本研究采用CMAQ模型对包头市进行模拟研究，具体步骤如下：1. 数据收集：收集包头市的气象数据、排放源数据、地理信息数据等。

2. 模型构建：根据收集的数据构建CMAQ模型，设置模型参数和边界条件。

3. 模拟运行：运行CMAQ模型，模拟包头市SO2和NOx的污染情况。

4. 结果分析：对模拟结果进行分析，了解包头市SO2和NOx 的污染来源、传输路径和浓度分布等情况。

四、研究结果1. SO2污染情况通过CMAQ模型的模拟，我们发现包头市SO2的主要来源是工业排放和燃煤排放。

在冬季，由于供暖需求，燃煤排放量增加，SO2浓度较高。

在城市中心和工业区，SO2浓度较高，随着距离的增加，浓度逐渐降低。

2. NOx污染情况NOx的主要来源是机动车尾气排放和工业排放。

在交通繁忙的地区和工业区，NOx浓度较高。

与SO2类似，随着距离的增加，NOx浓度逐渐降低。

此外，我们还发现在包头市某些地区存在NOx和SO2的协同作用，两种污染物同时存在且浓度较高。

五、讨论与建议根据模拟结果，我们提出以下建议：1. 加强工业排放和燃煤排放的控制，减少SO2的排放量。

2. 加强对机动车尾气排放的控制，推广清洁能源和新能源汽车。