大气扩散模型AERMOD与CALPUFF对比研究及展望

发布时间：2021-12-09 19:12

　　近年来,大气扩散模型及其计算机应用集成技术成为环境评价、防灾减灾和应急管理的重要研究内容。应急管理领域对气体扩散的时空分辨率和计算速度要求较高。在实际应用中,由于各种大气扩散模型的适用条件不同、参数复杂,如何结合自身需求选择合适的模型成了应急响应辅助分析的首要问题。针对两个常见大气扩散模型AERMOD和CALPUFF进行分析和对比研究。首先,介绍了两个模型的原理;然后,设计了4组对比实验,利用实验结果分析了两个模型之间的异同;最后,对两个模型各自适用的情景进行了分析。研究结果表明,CALPUFF更适用于面向应急管理的高时空分辨率计算要求。 

【文章来源】：武汉大学学报(信息科学版). 2020,45(08)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

AERMOD实验1平均浓度分布

图1 AERMOD实验1平均浓度分布观察图1、图2，也可得出相同的结论。图1中AERMOD的结果呈中心对称，正东、正南、正西、正北4个方向上污染物浓度均很小，可以忽略不计；而图2中CALPUFF则展现了第5—6天、第10—11天、第15—16天在正西、正北、正东3个方向上均有一定的污染物存在。

将实验的风速改为0之后，运行AERMOD模型，发现得到的模拟结果全部为0。实际上，根据§2介绍的高斯烟羽分布公式，风速为0将导致分母为0，无法计算任何点的污染物浓度，或者说静风情况下没有下风方向，也就没有中心线，高斯烟羽模型不成立，因此AERMOD模型无法处理静风条件。EPA的官方文件明确说明了AER‐MOD计算的风速不能为0。在中国的环境导则文件中也提到，当风速小于0.5 m/s的时间占总时间的一定百分比时，AERMOD计算误差较大，因此不推荐使用。而CALPUFF模型仍然能够计算出模拟结果，如图3所示。在无风、地形平坦的条件下，污染物将向四周自由扩散，呈以污染源为圆心的近似同心圆状分布，这个结果是合理的，说明CALPUFF模型对静风条件具有良好的处理能力。

【参考文献】：
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[3]AERMOD和CALPUFF对沿海电厂烟气扩散模拟对比研究[J]. 赵伟,范绍佳,谢文彰.  环境科学与技术. 2015(03)
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硕士论文
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本文编号：3531159