复杂地形对风场及对流层臭氧浓度变化的影响研究

发布时间：2025-01-14 06:51

　　复杂地形对于风场的时空分布特征以及边界层内的大气成分变化有着重要影响。而数值模拟则能够帮助我们获取不同地形的微环境下风场规律以及大气成分浓度的时空分布特征。因此,本研究以云南大理和北极Alert市为例,开展在空间小尺度下,复杂地形条件下的关于风场变化和臭氧耗损现象终止过程的三维数值研究,以评估复杂地形对于风场的时空分布规律的影响,以及在北极臭氧耗损现象终止过程中所起的作用。本文主要结论如下:(1)在云南大理白族自治州南部(100.24°N,24.83°E)的微环境地形条件下,当该地区吹南风时,在迎风坡处由于地形的强迫抬升会使局部风速增大,最大值接近于入口风速的1.5倍。而同时由于山脉的阻碍作用,在山坡背面坡风速则会急剧减小,同时风向也会发生变化,产生尺度较小的涡旋以及不规则的回流。经计算,该地区风向为北风时中心探测点处的风速相较于入口风速减小,而风向为东风时探测点相较入口风速则略有增加。此外,在西风条件下,观测点风速变化最大,初始入口风速为西风30m/s时,7200秒后观测点风速在水平方向上的分量最大可达44.55m/s。(2)北极Alert市风向为南风时,来自南方的风需越过700 m的...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1（a）1978年4月Barrow市近地面臭氧浓度的时间变化[5]

南京信息工程大学硕士学位论文2复杂地形同样会通过改变风场从而影响大气中化合物特别是污染物的扩散规律。例如复杂地形对于北极边界层中臭氧耗损现象的终止过程就有重要作用。1978年春季，Oltmans等人[5]在位于北极的的美国阿拉斯加州的Barrow市首先发现了对流层臭氧耗损现象：该....

图1.2本论文的研究路线图

南京信息工程大学硕士学位论文6观察计算结果中风场的变化以及臭氧浓度的变化规律，以研究复杂地形对对流层臭氧耗损现象终止的影响。具体的研究思路如下：第一步，获取拟研究区域下垫面地形数据，并将之导入MATLAB、SOLIDWORKS生成计算域的下垫面，然后将下垫面导入ICEM-CFD软....

图2.1（a）计算域下垫面（使用SOLIDW

第二章研究方法及模式说明92.2复杂地形计算域及其网格的生成网格生成是流体力学数值计算中的重要组成部分，高质量的网格将大大提高计算的精度和收敛的速度，因此生成网格的质量好坏直接影响甚至决定了流场数值模拟结果的准确性。一般来说，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增....

图2.2计算9小时后的风廓线（a）风速，（b）风向的垂直分布

第二章研究方法及模式说明13准算例，并与参考文献[55]的结果进行了比对。计算域大小设置为400m×400m×400m，地转风设定为沿东西方向，且风速大小为8m/s，科里奥利参数为1.39×10-4/s（对应于北纬73N°）。初始条件中将地表处的风速设为零，其余都设置为地转风。而....

本文编号：4026569