大气污染数值预报基础和模式PDF电子书下载

1．大气污染预报 1

1．1 大气污染预报问题 1

1．2 大气污染预报问题的特点 2

1．2．1 问题的尺度及预报时效 2

1．2．2 时空高分辨率 3

1．2．3 多种比学物质 3

1．2．4 理化生过程耦合 3

1．2．5 城市空气污染气象特征 4

1．3 大气污染预报的主要方法 5

1．3．1 大气污染潜势预报 5

1．3．2 统计预报 5

1．3．3 数值预报 6

1．3．4 空气污染指标及标准 6

1．4 大气污染数值预报理论体系及模式系统 9

1．4．1 大气污染数值预报的理论体系 9

1．4．2 中尺度气象预报模式 9

1．4．3 PBL湍流统计量参数化模型 10

1．4．4 污染源模式化模型 11

1．4．5 干湿沉积预报模式 12

1．4．6 三维Monte-Carlo多源模式 12

1．4．7 对流层高分辨化学预报模式 13

1．5 预报效果及检验 13

1．5．1 监测系统 13

1．5．2 网络信息系统 14

1．5．3 预报效果的检验及预报系统的改进 14

2．城市大气污染分布特征 18

2．1 城市空气质量状况及其浓度资料的获取 18

2．2 SO2分布特征 22

2．2．1 一般特征 22

2．2．2 浓度型 27

2．3 总悬浮颗粒物分布特征 29

2．4 氮氧化物分布特征 33

2．5 二次污染物分布规律 37

3．平均风与温度随高度和大气稳定度的变化特征 44

3．1 概述 44

3．2 大气稳定度类 45

3．3 大气辐射 47

3．3．1 稳定度类与净辐射关系 47

3．3．2 地表反射率 47

3．3．3 总辐射和净辐射日变化规律 49

3．3．4 有效辐射的导出 49

3．3．5 云对总辐射的影响 50

3．4 地温 51

3．4．1 地温随时间和深度的变化 51

3．4．2 地温与大气净辐射的关系 53

3．5 温度的垂直结构 54

3．5．1 温度随高度分布 54

3．5．2 PBL厚度和混合层厚度 56

3．5．3 逆温特征 58

3．6 平均风廓线随高度的变化特征 59

3．6．1 PBL风向随高度变化 59

3．6．2 PBL内风速随高度的变化 62

3．6．3 PBL维环流 66

3．6．4 小风平均厚度及其日变化 72

4．湍流统计量的分布特征 76

4．1 湍流统计量的预报方法 76

4．1．1 PBL湍流 76

4．1．2 PBL湍流的预报方法 77

4．2 资料的获取 78

4．3 近地层湍流统计量 79

4．4 城市中心湍流统计量随高度的分布 85

4．5 城市中心与郊区湍流统计量廓线的对比 87

4．6 湍流统计量随高度变化的参数化 88

4．6．1 速度尺度 88

4．6．2 湍流脉动速度的标准差 89

4．6．3 湍流扩散系数和耗散系数 91

4．6．4 Lagrange时间尺度 92

5．中尺度气象预报模式 96

5．1 概述 96

5．2 控制方程 97

5．3 网格结构及差分格式 98

5．4 下垫面型及强迫 99

5．4．1 下垫面型的参数化 99

5．4．2 地面热量平衡 100

5．4．3 辐射平衡 101

5．4．4 地形的初始化 102

5．5 湍流通量的参数化 102

5．6 初始及边界条件 104

5．6．1 初始条件 104

5．6．2 边界条件 104

5．7 套网格与四维资料同化方法 105

5．8 实例预报结果分析 107

5．9 模式程序框架 116

5．9．1 程序说明 116

5．9．2 程序框架 117

6．局地环流的数值模拟 136

6．1 非均匀性和非平稳性 136

6．1．1 内边界层和热内边界层 136

6．1．2 水平流场的非均匀性 138

6．1．3 垂直流场的非均匀性 144

6．2 河陆风环流 145

6．2．1 河岸的气温、水温及风速变化特征 145

6．2．2 河陆风环流的垂直结构 146

6．2．3 河陆风的数值模拟 147

6．3 山谷风环流 151

6．4 城市热岛环流 155

6．4．1 重庆温度的水平分布 155

6．4．2 执岛环流 159

6．4．3 城市热岛效应的垂直结构 160

6．5 海陆风环流 164

6．5．1 地表温度及水面温度 164

6．5．2 海陆风环流的热力和动力强迫 168

6．5．3 海陆风环流的预报 170

7．沉积过程的预测 173

7．1 沉积过程 173

7．2 干沉积过程的外场测试 174

7．2．1 资料的获取 174

7．2． 2 植物冠层内的动量通量 176

7．2．3 植物冠层内的物质通量 177

7．2．4 干沉积速度 178

7．2．5 湍流耗散系数 181

7．2．6 湍流谱特性 182

7．2．7 湍流尺度 183

7．3 新的干沉积速度型 185

7．4 干湿沉积因子的模式化 187

7．4．1 不同生态下垫面型及地形特征 187

7．4．2 干沉积因子 188

7．4．3 湿沉积因子 189

7．5 干湿沉积量的实际预测 191

7．5．1 干沉积量的预测 191

7．5．2 湿沉积量的预测 192

7．5．3 干湿沉积总量的预测 193

7．6 小结 194

8．大气污染化学预报模式 197

8．1 物质守恒方程 197

8．2 平流过程 198

8．3 湍流扩散过程 198

8．4 干沉积过程 199

8．5 云雨和湿沉积过程 199

8．5．1 云场的特征 199

8．5．2 次网格尺度垂直重新分配 199

8．5．3 液相化学及冲刷 200

8．6 气相化学 200

8．6．1 光化学反应 200

8．6．2 热力反应 202

8．6．3 Troe反应 203

8．6．4 平衡反应 203

8．6．5 特殊反应 204

8．7 多源问题 204

8．8 初始及边界条件 204

8．9 模式预报效果的验证 204

8．10 实例预报 205

8．11 模式程序框架 208

8．11．1 模式说明 208

8．11．2 程序框架 210

9． Monte-Carlo 多源模式 222

9．1 概述 222

9．2 污染物质点的轨迹 223

9．3 污染物的浓度分布 227

9．4 污染物的迁移和转化过程 230

9．5 模式所需输入参数和资料 231

9．6 污染物浓度实例预报 234

9．6．1 不利气象条件下污染预测 234

9．6．2 Monte-Carlo模式预报结果验证 241

9．7 模式的程序框架 242

9．7．1 程序说明 242

9．7．2 程序框架 244

10．对流层污染物化学转化的数值预报 264

10．1 概述 264

10．2 化学转化过程的模式化 265

10．3 预报实例 267

10．4 对流层中NO2分布特征 270

10．5 对流层中氧化剂分布规律 270

10．5．1 PAN的时空分布规律 270

10．5．2 H2O2时空分布规律 278

10．6 对流层臭氧来源及分布规律 279

10．7 一次污染与二次污染的关系 283

10．8 区域尺度环境影响问题 285

11．污染源结构调控及其对浓度贡献率的预测 289

11．1 大气污染的危害 289

11．2 大气环境容量的预测 291

11．3 大气污染总量调控预测 291

11．4 大气污染调控效益 293

11．5 污染源结构 295

11．5．1 能源构成 295

11．5．2 三类源的划分 296

11．5．3 各行业排放源 297

11．5．4 不同源排放高度 298

11．6 总悬浮颗粒物来源解析 299

11．7 不同源高对浓度的贡献率 302

11．7．1 对地面浓度的贡献率 302

11．7．2 对50m高度平面浓度的贡献率 303

11．7．3 对500m高度平面浓度的贡献率 306

11．8 三类源对浓度的贡献率 309

11．9 不同行业源对浓度的贡献率 313

11．10 小结 318

附录：书中使用的固定符号说明 320