小風(fēng)條件下丘陵河谷大氣擴散的數(shù)值模擬

小風(fēng)條件下丘陵河谷大氣擴散的數(shù)值模擬

1小風(fēng)條件下的大氣擴散模式小風(fēng)是中國內(nèi)陸地區(qū)常見的氣候條件。在大陸的河流盆地，由于氣流封閉，小風(fēng)和靜風(fēng)的頻率通常很高，尤其是在穩(wěn)定條件下（高惠旺等人，1998）。低風(fēng)速和低風(fēng)速使污染物容易累積在排放源附近，并造成高污染風(fēng)險（meietal.，2005；sharatopal，2003）。小風(fēng)條件被認(rèn)為是污染物近似傳播的最敏感條件之一，但在定義小風(fēng)方面沒有達(dá)成一致意見。在分散條件下，定義了u風(fēng)，平均風(fēng)速u為或等于水平流量速度的平均值s-1。波動范圍從穩(wěn)定和中立條件s-1s-1s-1（anfossietal.，2005）。pasquill（196）指出，當(dāng)風(fēng)速小于2.0ms-1時，風(fēng)速因素的運行軌跡是不確定的。當(dāng)風(fēng)吹小于2.0ms-1時，葉片在流動條件下的運行軌跡是不確定的。根據(jù)sharn等人（2003a.2003b）的研究，近層的小風(fēng)與高峰風(fēng)密切相關(guān)。考慮到近層10m高度的風(fēng)速，當(dāng)設(shè)計10m高度的風(fēng)速小于5ms-1時，塔層100m的風(fēng)速小于4ms-1，85km的地表風(fēng)速小于4ms-1。邊界層結(jié)構(gòu)及與之相關(guān)的大氣污染物擴散性質(zhì)隨著風(fēng)速的減小和大氣穩(wěn)定度的增加而變得更加復(fù)雜(Sharanetal.,2003).Pasquill(1961)指出,小風(fēng)條件下,大氣邊界層內(nèi)污染物的擴散變得非常不規(guī)則、不確定.由于煙流軸線的不確定和煙羽的水平慢擺,濃度場通常有較大的側(cè)向擴散,并呈多峰值、非高斯分布特征.煙羽的這種不規(guī)則性是由小風(fēng)條件下擴散過程的非均一性和非平穩(wěn)性造成的(Sharanetal.,1996b).基于經(jīng)典高斯煙流模式的常規(guī)空氣質(zhì)量模式在小風(fēng)條件下的局限性主要表現(xiàn)在以下幾個方面.(1)忽略了順風(fēng)向擴散;(2)濃度與風(fēng)速成反比,當(dāng)風(fēng)速接近零時,濃度趨于無窮;(3)平均狀態(tài)為穩(wěn)態(tài);(4)小風(fēng)條件下擴散參數(shù)的不可獲取(Sharanetal.,2003);(5)煙流模式每個時刻的計算結(jié)果是獨立的,無法反映前一時刻排放的影響,而這對低風(fēng)速污染物累積非常重要.針對小風(fēng)特殊的氣象條件和大氣擴散特征,基于不同的簡化和假設(shè),研究人員建立了適用于平坦均一地形和理想條件下的大氣擴散解析模式(Sharanetal.,1996a;1998;1995;1996b;1996c).而對于復(fù)雜地形,風(fēng)場時空變化顯著,污染物的擴散主要受局地流動的影響,需要采用其它數(shù)值模式來更準(zhǔn)確地反映邊界層、湍流參數(shù)化方案下墊面的非均一性和地形效應(yīng)等(Sharanetal.,2003c).歐拉模式和拉格朗日模式是兩種廣泛應(yīng)用的數(shù)值模式,原則框架上都可以模擬低風(fēng)速條件下的擴散.研究小風(fēng)條件下近距離的濃度分布時,通常需要很高(幾十米)的水平分辨率,歐拉模式在準(zhǔn)靜力的模式框架下一般達(dá)不到要求,而采用非靜力模式計算量又太大(Sharanetal.,2003).拉格朗日模式可以通過煙團和粒子軌跡的方式處理小靜風(fēng)條件下的擴散(Sharanetal.,2003c).不少學(xué)者采用拉格朗日粒子模式,在調(diào)整歐拉自相關(guān)函數(shù),考慮慢擺作用的基礎(chǔ)上,較好地模擬了小靜風(fēng)條件下污染物的輸送和擴散(Anfossietal.,2006;2005;Carvalhoetal.,2005;Oettletal.,2001;Timmetal.,2009),但粒子模式系統(tǒng)較為復(fù)雜,計算量較大,不能滿足環(huán)境評價中快速計算大氣擴散的需求.從應(yīng)用的角度,煙團模式保留了煙流模式的許多優(yōu)點,相對簡單,可以反映氣象場的時空變化,更加客觀地反映污染物的擴散過程.CALPUFF是美國EPA推薦的非穩(wěn)態(tài)拉格朗日高斯煙團模式,模式的主體框架具有自然適應(yīng)低風(fēng)速條件擴散過程的能力,通過對常規(guī)算法做若干調(diào)整,如改變拉伸煙團的釋放方式、煙流抬升方式、近場效應(yīng)的模擬方案和擴散參數(shù)的增長方式等,可使其更適用于小靜風(fēng)條件(Scireetal.,2000).桃花江地區(qū)位于湖南中北部地區(qū),處于江漢平原、洞庭湖湖區(qū)和湖南中部丘陵的過渡地帶,小風(fēng)靜風(fēng)出現(xiàn)頻率高.根據(jù)桃花江氣象鐵塔實測資料,2008年全年平均風(fēng)速僅為1.4m·s-1,1~2m·s-1風(fēng)速的頻率達(dá)44.5%,靜風(fēng)頻率高達(dá)16.4%.本文針對桃花江地區(qū)小靜風(fēng)頻率高的特點,采用CALPUFF模式開展低風(fēng)速條件下的大氣擴散模擬.結(jié)合模擬期間在該地區(qū)進(jìn)行的邊界層氣象和湍流加強觀測,將模擬結(jié)果與野外示蹤實驗結(jié)果進(jìn)行對比,分析CALPUFF在該地區(qū)的適用性,給出模式的本地化修正方案.修正后的CALPUFF模式結(jié)合野外示蹤物實驗結(jié)果有助于研究該地區(qū)的大氣擴散特征,可為桃花江內(nèi)陸核電廠址的前期環(huán)境評估和預(yù)警提供模式和實驗支持.2模式和數(shù)據(jù)模式和數(shù)據(jù)2.1calpunt的計算CALPUFF模式系統(tǒng)包括3個主要模塊:CALMET、CALPUFF與CALPOST,以及地理數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)的前處理接口程序.其中,氣象模式CALMET又包括診斷風(fēng)場模塊和水陸邊界層微氣象模塊.診斷風(fēng)場模塊通過地形調(diào)整、觀測資料的客觀分析,在滿足質(zhì)量守恒約束的基礎(chǔ)上建立模擬區(qū)域的三維格點逐時風(fēng)場.微氣象學(xué)模塊在陸面應(yīng)用能量平衡方法、水面采用廓線方法計算二維混合層高度、地表特征及擴散特征參數(shù).對于輸送和擴散模式,CALPUFF是利用CALMET產(chǎn)生的時空變化的氣象場,將從排放源釋放出的煙團平流輸送,并模擬其在輸送路徑上的擴散和轉(zhuǎn)化過程等.CALPOST是一個后處理模塊(Scireetal.,2000).CALPUFF根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的不同,提供3種不同層次的擴散參數(shù)計算選項.(1)湍流法:利用直接測量的湍流水平、垂直速度標(biāo)準(zhǔn)差σv、σw(m·s-1),計算擴散參數(shù);(2)微氣象學(xué)法:利用CALMET或其它氣象模式輸出的微氣象學(xué)尺度參數(shù),包括摩擦速度u*(m·s-1)、對流速度尺度w*(m·s-1)、Obukhov長度L(m)和邊界層高度h(m),根據(jù)相似性理論計算σv和σw,再計算擴散參數(shù);(3)PG法:利用PGT穩(wěn)定度分類和擴散參數(shù)的經(jīng)驗關(guān)系,計算擴散參數(shù).最理想的方案是利用直接測量的湍流速度方差或湍流強度計算擴散參數(shù).考慮到直接獲取湍流結(jié)果較為困難,CALPUFF推薦的默認(rèn)擴散選項為第2種方案,即利用相似性理論及由常規(guī)氣象觀測和地表特征導(dǎo)出的微氣象學(xué)參數(shù)計算擴散參數(shù).本文中采用2008年8月更新的最新版本的CALPUFFV6,與之前的版本相比,新版本的CALPUFF可以使用更細(xì)時間分辨率(小于1h)的氣象和釋放資料來計算濃度場.當(dāng)使用逐時氣象資料時,V6版本與之前的V5版本計算結(jié)果相同.此外,新版本CALPUFF在水面邊界層和對流邊界層參數(shù)化方案等方面做了改進(jìn),并加強了圖形用戶界面和圖形顯示效果.2.2calmet氣象參數(shù)的前處理和資料說明CALMET的運行需要提供地理信息資料,輸入數(shù)據(jù)包括地形高度、地表類型、地表參數(shù)(包括地表粗糙度、反射率、Bowen比、土壤熱通量參數(shù)和植被葉面積指數(shù)).本文采用美國地質(zhì)勘探局(USGS)提供的90m分辨率的地形高程資料——SRTM3數(shù)據(jù)和1km分辨率的全球土地覆蓋數(shù)據(jù),分別利用地形前處理模塊TERREL和地表類型前處理模塊CTGPROC,計算模擬區(qū)域內(nèi)每個格點的海拔高度和地表類型百分率,最后利用前處理模塊MAKEGEO讀取格點土地利用百分率,計算相應(yīng)格點的地表參數(shù).將這些地表參數(shù)輸入CALMET邊界層模塊,可得到感熱通量、混合層高度、摩擦速度、Obukhov長度等微氣象學(xué)參數(shù).CALMET氣象模塊還需要地面觀測和探空觀測資料.本文使用的氣象觀測資料包括:(1)以示蹤物釋放鐵塔為中心,周圍200km范圍內(nèi)12個格點的美國國家環(huán)境預(yù)測中心(NCEP)地面氣象資料和每日4次的垂直廓線資料;(2)鐵塔周圍桃源、漢壽、桃花江、安化、阮江、湘陰、益陽、寧鄉(xiāng)、長沙、望城、新化、婁底和韶山13個常規(guī)地面觀測站資料;(3)鐵塔附近10km范圍內(nèi)8個加密測風(fēng)站數(shù)據(jù);(4)鐵塔附近2個加強探空站1天12次的低空探空資料;(5)鐵塔5層(10、30、50、70和100m)風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度觀測資料;(6)鐵塔4層(10、30、50和100m)湍流探測資料.2.3calmet氣象模式本文選取的研究范圍是以鐵塔(28.56240°N,111.97383°E)為中心的10km×10km區(qū)域.CALMET氣象模式網(wǎng)格距為100m,模式垂直方向自地面至3000m不等距分為10層,各層的高度分別為20、40、80、160、300、600、1000、1500、2200和3000m.3calpuff釋放期間的模擬為了解這一地區(qū)的大氣擴散性質(zhì),2008年12月至2009年1月期間,開展了27次大氣擴散示蹤實驗,總觀測天數(shù)累計為9d,每天示蹤實驗頻次平均達(dá)2~3次.示蹤釋放皆在鐵塔上進(jìn)行.前23次實驗的釋放高度為30m,第24和25次實驗的釋放高度為70m,第26和27次實驗釋放高度為10m,小靜風(fēng)條件下的釋放達(dá)13次.每次釋放時間約1h,每次釋放采樣4次,每次采樣10min,兩次采樣間隔約5min.本文選擇2008年12月20日第1~2次釋放實驗(R01-02)和2008年12月26日第9~11次釋放實驗(R09-11)來研究CALPUFF在該地區(qū)中等風(fēng)速和小風(fēng)條件下擴散模擬的適用性.圖1給出了CALMET診斷風(fēng)場獲得的這2天釋放期間的地面風(fēng)場分布,底圖為模擬區(qū)域地形等高線填充圖,其中,橫坐標(biāo)正值表示正東方向,負(fù)值表示正西方向,縱坐標(biāo)正值表示正北方向,負(fù)值表示正南方向,箭頭長度表示風(fēng)速大小為5m·s-1.圖2給出了釋放期間鐵塔30m高度處的風(fēng)速、風(fēng)向時間變化特征.由圖2可見,12月20日釋放期間,風(fēng)速較大,風(fēng)向穩(wěn)定為偏北風(fēng).12月26日釋放期間風(fēng)速較小,其漲落較大,風(fēng)向由偏西風(fēng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng).4模擬與分析simulationandnathnalys4.1敏感性實驗設(shè)置地形均一平坦的條件下,不考慮風(fēng)場的時空變化,假設(shè)釋放率恒定,采用PG法計算擴散參數(shù),在大風(fēng)和小風(fēng)條件下,CALPUFF與高斯煙流模式計算的不同下風(fēng)距離處的地面軸線濃度一致性很好(Scireetal.,2000).CALPUFF煙團擴散模式中設(shè)置3套網(wǎng)格,分別為氣象網(wǎng)格、計算網(wǎng)格和采樣網(wǎng)格.通常,氣象網(wǎng)格和計算網(wǎng)格的格點距相同,采樣網(wǎng)格可以根據(jù)需要,在計算網(wǎng)格的基礎(chǔ)上加密.采樣網(wǎng)格越疏,模擬耗時越短.但采樣網(wǎng)格的疏密對格點濃度,尤其是近場濃度具有較大的影響.為了解模擬濃度對采樣格點距的敏感性,在相同的氣象場下(此處將風(fēng)場設(shè)定為1.5m·s-1的北風(fēng),在模擬區(qū)域內(nèi)均一且不隨時間變化;E類穩(wěn)定度),設(shè)置如下敏感性實驗:氣象網(wǎng)格和計算網(wǎng)格距均為100m,采樣網(wǎng)格距分別為100、50和25m;模擬的時間步長為1h;釋放物質(zhì)為惰性氣體,不考慮化學(xué)反應(yīng),釋放率為1×105g·s-1,釋放高度為10m,出口溫度為環(huán)境溫度,出口速度為0.1m·s-1;采用PG法計算擴散參數(shù).圖3給出了2km范圍內(nèi)模擬的濃度場分布,圖中“十”字表示16個方位每隔100m設(shè)置的離散受體.可見,當(dāng)采樣網(wǎng)格分辨率為100m時,不能準(zhǔn)確反映近場的高濃度值.采樣網(wǎng)格距為50m和25m所對應(yīng)的近場濃度分布基本一致,說明CALPUFF的近場應(yīng)用對采樣網(wǎng)格分辨率敏感.對于100m的計算網(wǎng)格,在近場模擬中,可采用分辨率為50m的采樣網(wǎng)格.對中等風(fēng)速和大風(fēng)條件下同樣進(jìn)行采樣網(wǎng)格距的敏感性實驗,發(fā)現(xiàn)25m和50m分辨率的采樣網(wǎng)格距所對應(yīng)的濃度場分布基本一致,說明近場應(yīng)用中,50m分辨率的采樣網(wǎng)格可滿足需要.因此,以下的模擬中均采用50m的采樣網(wǎng)格.此外,模擬濃度對空間變化的風(fēng)場和擴散參數(shù)計算方案的敏感性實驗結(jié)果顯示,采用時空變化的風(fēng)場、微氣象學(xué)法和湍流實測資料計算擴散參數(shù),均會導(dǎo)致煙流的增寬和地面軸線濃度的降低.采用時空變化的實際風(fēng)場和湍流實測σv、σw計算擴散參數(shù),得到的近場軸線濃度比高斯煙流模式在穩(wěn)態(tài)、空間均一風(fēng)場條件下的模擬結(jié)果偏低1個量級左右.研究表明(Hanna,1983),復(fù)雜地形條件下,氣流越過或繞流過山地時產(chǎn)生的湍渦確實可增大水平風(fēng)向標(biāo)準(zhǔn)差σθ(以及σv),從而降低地面濃度.小風(fēng)條件下,地形作用對σθ的增大更顯著.穩(wěn)定小風(fēng)條件下的慢擺作用,可導(dǎo)致擴散參數(shù)增大,煙流變寬,地面濃度下降.4.2改進(jìn)的微社會學(xué)法模擬的地面濃度值分別采用湍流法和CALPUFF默認(rèn)的微氣象學(xué)法計算擴散參數(shù),模擬第1~2組釋放的地面濃度場形態(tài)和示蹤物實驗實測采樣點分布對比,底圖為模擬區(qū)域的地形等高線填充圖,高程表示同圖1.可見,第1~2次釋放期間風(fēng)向穩(wěn)定、風(fēng)速較大,煙云表現(xiàn)比較規(guī)則,有明確的煙流軸線.采用湍流法模擬的煙羽基本上都覆蓋到了實際的采樣點(圖4a),而采用CALPUFF默認(rèn)微氣象學(xué)法模擬的煙羽在近場1km范圍內(nèi)寬度明顯偏窄(圖4b).對于高架源,污染氣象學(xué)中尤其關(guān)注其造成的地面軸線濃度及其分布,圖5a和圖5b給出了兩種方案模擬的不同下風(fēng)距離的地面軸線濃度與實測值對比.實測地面軸線濃度峰值出現(xiàn)在距離釋放源500m處,湍流法模擬的地面軸線濃度峰值出現(xiàn)在500~700m處,且地面軸線濃度的模擬值與實測值之比在0.5~2.0之間.表明在中等風(fēng)速時,利用實測湍流速度標(biāo)準(zhǔn)差計算擴散參數(shù),CALPUFF能夠較好地模擬桃花江地區(qū)復(fù)雜地形條件下的擴散特征,捕捉近場的峰值濃度,以及地面軸線濃度出現(xiàn)的距離.而采用CALPUFF默認(rèn)的微氣象學(xué)法計算擴散參數(shù),近場處模擬濃度值很小,900m之外,模擬的地面濃度值迅速增大,與實測不符.對其它釋放的模擬,亦出現(xiàn)類似的結(jié)果,即近場濃度偏低,而遠(yuǎn)場濃度偏高(圖略).為了分析默認(rèn)微氣象學(xué)法模擬近場濃度偏低、遠(yuǎn)場濃度偏高的原因,以第1~2次釋放為例,跟蹤第一個釋放的煙團10min,研究在其移動過程中擴散參數(shù)隨距離的變化關(guān)系.圖6a和圖6b分別給出了湍流法和CALPUFF默認(rèn)微氣象學(xué)法計算的擴散參數(shù)隨煙團移動路徑的變化關(guān)系.與湍流法結(jié)果相比,在近場1km內(nèi),默認(rèn)微氣象學(xué)法計算的垂直擴散參數(shù)(σz)一直維持在很小值,水平橫向擴散參數(shù)(σy)參照圖6.隨下風(fēng)向距離的增加,其變化亦緩慢得多.根據(jù)煙團的移動軌跡考察沿途地表類型情況發(fā)現(xiàn),CALPUFF采用的USGS地表類型給出釋放鐵塔偏南1km范圍內(nèi)為水體,默認(rèn)的水面地表粗糙度和Bowen比分別為0.001m和0.Bowen比為0和很小的水面粗糙度,導(dǎo)致模擬的水面邊界層高度為120m左右,而釋放期間鐵塔偏南探空站實測溫度廓線給出實際的混合層高度應(yīng)為500~650m.根據(jù)CALMET默認(rèn)的湍流脈動速度參數(shù)化方案(Scireetal.,2000),邊界層高度的低估會導(dǎo)致湍流速度標(biāo)準(zhǔn)差σv和σw的低估,從而導(dǎo)致水平和垂直擴散參數(shù)的偏低.因此,從鐵塔30m高度釋放的示蹤物,在輸送-擴散的初始階段不能被充分混合到達(dá)地面,導(dǎo)致近場模擬濃度值偏低,而1000m之外地表狀態(tài)改變,擴散參數(shù)迅速增大,污染物很快被混合至地面,導(dǎo)致模擬的地面濃度增大.在CALPUFF默認(rèn)的微氣象學(xué)法計算湍流脈動速度標(biāo)準(zhǔn)差的參數(shù)化方案中,Bowen比的取值決定了感熱通量,感熱通量又對混合層高度、地表摩擦速度和對流速度尺度的計算產(chǎn)生影響,地表粗糙度亦是計算摩擦速度的重要參數(shù).這些參數(shù)對計算σv和σw非常重要,決定了擴散參數(shù),從而影響模擬的地面濃度值.理論分析和敏感性實驗均表明,Bowen比和地表粗糙度是模擬地面濃度的兩大敏感參數(shù).研究區(qū)域中,示蹤實驗鐵塔周圍數(shù)十公里范圍內(nèi)為丘陵河谷地形,海拔為30~320m左右,鐵塔偏南和東北方向河谷內(nèi)地表類型以灌溉的農(nóng)田為主,其它地區(qū)為未灌溉的農(nóng)田.利用鐵塔5層風(fēng)速廓線測量計算得到地表粗糙度為0.24m,湍流觀測給出示蹤物釋放期間的平均Bowen比為0.05.采用實測地表類型、地表粗糙度和Bowen比來代替USGS地表類型和CALPUFF中默認(rèn)的地表參數(shù),表1給出了修改后的地表參數(shù)值.根據(jù)桃花江冬夏兩季加強觀測期間的湍流實測資料,結(jié)合Roth(1993)給出的近地層不穩(wěn)定條件下水平橫向和垂直歸一化湍流脈動速度標(biāo)準(zhǔn)差關(guān)系,給出桃花江地區(qū)近地層不穩(wěn)定條件下湍流速度歸一化標(biāo)準(zhǔn)差參數(shù)化方案為:式中,z為觀測高度(m),其它參數(shù)含義見2.1節(jié).利用以上改進(jìn)后的微氣象學(xué)法模擬第1~2次釋放,得到模擬的地面濃度場形態(tài)和示蹤物實驗實測采樣點分布對比,以及不同下風(fēng)距離的地面軸線濃度分別如圖4c和圖5c所示.可見,定性上,改進(jìn)后的微氣象學(xué)法模擬的煙流寬度、形態(tài)和走向都與湍流法的模擬結(jié)果基本相同,在近場處的模擬煙流明顯增寬,基本能覆蓋實測的采樣點;定量上,改進(jìn)后的方案模擬的不同下風(fēng)距離的軸線濃度及其最大落地濃度出現(xiàn)的距離均與實測值對應(yīng)較好,且與湍流法給出的結(jié)果相當(dāng),較默認(rèn)方案在近場處有明顯改善.改進(jìn)后的微氣象學(xué)法給出的擴散參數(shù)在近場明顯增大,與湍流法給出的結(jié)果相當(dāng)(見圖6c).4.3煙流軸線濃度為了驗證改進(jìn)后的微氣象學(xué)法在小風(fēng)情況下的適用性,分別利用湍流法、默認(rèn)微氣象學(xué)法和改進(jìn)后的微氣象學(xué)法模擬第9~11次釋放.圖7給出了3種方案模擬的地面濃度場分布與實測采樣點的對比.由于小風(fēng)條件下風(fēng)向的轉(zhuǎn)變,以及擴散受東南方向山體的擾動,煙羽彌散范圍較大.定性上,3種方案模擬的煙流在近場處均能有效地覆蓋實際的采樣點.圖8給出了第9~11次釋放不同下風(fēng)距離的煙流軸線濃度模擬值與實測值對比情況.除了第9次釋放CALPUFF默認(rèn)的微氣象學(xué)法模擬結(jié)果與實測值對應(yīng)較好,且與其它兩種方案模擬結(jié)果的一致性較好之外,第10~11次釋放默認(rèn)方案在近場所有距離處的模擬結(jié)果較實測值均顯著偏低.這主要由于第9次釋放期間,風(fēng)向偏西,在近場處煙流主體的擴散不受下墊面水體的影響,而其它兩次釋放,風(fēng)向轉(zhuǎn)為西北風(fēng),水體對擴散的影響非常顯著,默認(rèn)方案計算的擴散參數(shù)很小,污染物在所有下風(fēng)距離均不能被混合至地面,導(dǎo)致了地面濃度嚴(yán)重偏低.改進(jìn)后的方案對第9~10次釋放的煙流軸線濃度和最大落地濃度出現(xiàn)的距離模擬結(jié)果均與實測結(jié)果對比較好,并與湍流法的模擬結(jié)果相當(dāng).第11次釋放改進(jìn)后的微氣象學(xué)法和湍流法模擬的最大落地濃度出現(xiàn)的距離為200m,實測最大落地濃度出現(xiàn)在500m處,而且濃度數(shù)值也較低.這可能與實驗和模擬兩方面都有關(guān).近處觀測布點稀疏,不利于捕捉到近處的最大濃度;而小風(fēng)條件下風(fēng)向的擺動使煙流軸線很容易形成對預(yù)設(shè)采樣點的偏離,導(dǎo)致實驗不能捕獲到實際的煙流軸線(蔡旭暉等,2005).當(dāng)然對這種復(fù)雜條件模式結(jié)果的不確定性也是不可避免的.5參數(shù)化方案及驗證1)敏感性實驗表明,CALPUFF高斯煙團擴散模式的近場應(yīng)用需要采用細(xì)分辨率的采樣網(wǎng)格來捕捉近場的高濃度值.2)使用不同高度的湍流實測廓線資料計算擴散參數(shù),可反映真實的湍流特征,對中等風(fēng)速和小風(fēng)條件下的模擬結(jié)果與示蹤物實驗實測值吻合較好.3)采用USGS的地表類型資料和模式默認(rèn)地表參數(shù),利用CALPUFF默認(rèn)的微氣象學(xué)參數(shù)化方案計算擴散參數(shù),得到近場的擴散參數(shù)和模擬濃度較實測值顯著偏低.針對這一情況,在考察研究區(qū)域?qū)嶋H的地表類型的基礎(chǔ)上,結(jié)合塔層實測風(fēng)