利用CB-Ⅳ機(jī)理在復(fù)雜地勢(shì)下對(duì)O-,3-時(shí)空分布的數(shù)值計(jì)算研究.pdf

1、本文利用CB-IV機(jī)理在復(fù)雜地勢(shì)下對(duì)O3濃度的時(shí)空分布進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算研究。旨在了解在研究區(qū)域內(nèi)(52km×37km)的典型日期中作為主要的光化學(xué)氧化劑的O3在大氣的化學(xué)反應(yīng)中的行為，并探討O3的產(chǎn)生與前體物及氣象條件的關(guān)系，藉以為制定控制O3污染保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。研究首先利用中尺度準(zhǔn)靜力動(dòng)力學(xué)模式，采用地形追隨的垂直坐標(biāo)變換、大氣平流擴(kuò)散數(shù)值法，模擬(格距500m×500m)計(jì)算出能滿(mǎn)足光化學(xué)污染計(jì)算模式的研究區(qū)域內(nèi)復(fù)

2、雜地勢(shì)下的氣象場(chǎng)。同時(shí)利用污染源排放因子法對(duì)研究區(qū)域內(nèi)的所排放VOCs、NOx、CO等污染物按照500m×500m的分辨率進(jìn)行估算。污染源按照固定源、流動(dòng)源、自然源進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)各類(lèi)源所排放VOCs、NOx、CO進(jìn)行時(shí)間、化學(xué)分解，進(jìn)一步做出了適于模式需求的高時(shí)空、高化學(xué)分辨率的排放源清單，揭示研究區(qū)域內(nèi)各類(lèi)污染物源排放分擔(dān)貢獻(xiàn)和時(shí)空分布特征。 文中在具有高分辨率的氣象場(chǎng)和排放清單的基礎(chǔ)上，根據(jù)CB-IV機(jī)理，利用Gear法求解由

3、光化學(xué)反應(yīng)速率組成的剛性常微分方程組，應(yīng)用K理論計(jì)算出在1999年8月14日區(qū)域內(nèi)的光化學(xué)污染的詳細(xì)情況。計(jì)算出O3、OH、HCHO、PAN、NO2、NO等物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的規(guī)律，并將其與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位計(jì)算值和實(shí)測(cè)值在時(shí)間序列和濃度水平上都吻合的很好。以青泥洼橋大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在的網(wǎng)格為指定區(qū)域，計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)O3的生成特征，作EKMA等濃度曲線，其脊線的[VOCs]/[NOx]=6/1，斜率為1/6，從理論上找出

4、降低光化學(xué)污染的應(yīng)采取的策略。分別研究每一種單獨(dú)類(lèi)型源對(duì)O3的生成貢獻(xiàn)并模擬出其時(shí)空變化規(guī)律特征，結(jié)果表明污染源、地形和氣象條件對(duì)O3的地面濃度分布有較大影響?？拷廴驹春偷貏?shì)較低、風(fēng)速小時(shí)，污染物易于積累的地方O3的濃度較大。固定源、流動(dòng)源和自然源對(duì)O3生成的影響不同，固定源和流動(dòng)源對(duì)O3濃度的影響與其位置有較好的對(duì)應(yīng)。自然源的影響與其位置有偏差，并且O3的最大值的產(chǎn)生時(shí)間也有所提前。最后，對(duì)整個(gè)模擬計(jì)算過(guò)程的不確定性進(jìn)行了討論，對(duì)變