基于C#与Surfer Automation完成大气污染扩散等值线自动化生成

等值线图绘制是大气扩散研究工作中的一项重要内容。基于C#编程技术,通过Surfer Active X Automation接口技术,在程序中实现了对Surfer等值线图绘制各方法和属性的调用,完成了等值线图的程序化批量绘制,并应用此技术实现了大气污染扩散的动态演示。该技术的运用使得大批量规格化绘制等值线图、向量图等变得简单易行,有助于提高研究人员的工作效率。     

铁塔近地层风场特征研究

基于对铁塔近地层风场的观测资料,采用统计分析方法,以夏季为例对铁塔近地层风场的平均风速、平均风向、最大风速、阵风、低空风切变等进行了分析研究,给出了夏季近地层风场的分布特征。     

塔克拉玛干沙漠腹地冬季近地层CO2浓度变化特征

利用Li-8150系统在塔克拉玛干沙漠腹地进行了冬季近地层(￡6m)CO2浓度数据收集,结合同步气象资料,分析了近地层CO2浓度变化特征,土壤呼吸速率及气温、风速等气象因素对其变化特征的影响.结果表明,近地层CO2浓度日变化曲线呈单峰型结构,白天浓度高于夜晚.沙漠腹地冬季近地层大气CO2浓度主要集中分布在371.6~387.1μmol/mol,日平均最高值出现在12:00,最低值出现在凌晨;近地层CO2浓度对土壤呼吸速率的响应程度较好;不同高处气温与CO2浓度均存在着显著的正相关关系;近地层(31m)的CO2浓度受风速变化影响较大,而风速对0.5m及以下高度CO2浓度分布特征的影响相对较小;流动沙漠腹地,土壤呼吸和微弱的气象条件相互作用,共同调节和控制着近地层CO2的浓度变化.     

京津冀重污染大气污染物输送路径分析

基于HYSPLIT模型,模拟2014年2月19日至2月27日京津冀空气重污染气团24 h后向轨迹。结果表明,京津冀区域重污染期间1000 m高空存在西南输送通道,京津冀三地24 h气团源地分别为河北南部、山东聊城或河北邯郸、山西东南或河南北部。重污染期间,近地层100 m处风速气流表现为西南-南风,风速3 m/s时,空气质量会达到五级重度污染及以上水平;近地层100m处气流也可能是较强的东南风,能缓解区域空气染污程度。重污染清除过程中高空表现为下沉气流,且100 m处风速10 m/s。京津冀地区空气质量指数(AQI)与近地层100 m高空风速有显著相关性,相关系数为0.804,可根据低空风速预测空气重污染。     

关于机动车几何嵌入对城市街谷影响的研究

文章基于机动车几何体嵌入建立了城市街谷内空气流动和污染物分布模型,应用FLUENT 6.3进行了数值模拟,将尾气排放模化为速度输入边界条件,探究了不同来流风速下,街谷内流场和污染物分布。结果表明:机动车空间几何模型的构建更为细致地模拟了街谷近地层的空气流动及污染物分布。由于车辆模型的嵌入,街谷近地面污染物浓度不再呈现单调一致的变化规律;当来流风速为0.3 m/s时,在横向车辆之间局部子涡的影响下,污染物浓度呈增大-减小-增大的趋势;当来流风速增至1 m/s时,近地层污染物浓度先增大后减小,道路中部污染物浓度达到最大;随着来流风速的进一步增大,即3 m/s和5 m/s工况下,街谷内的风场环境由来流风占主导,污染物浓度自迎风面至背风面呈宏观上增大,在背风面有小幅衰减,污染物浓度最大值出现在背风侧机动车道。研究可为预测城市街谷近地层内污染物分布提供依据。     

西安市近地层空气离子与环境因子的关系研究

2009年8月至2010年7月在西安市16个采样点上开展了近地层空气离子浓度和温度、相对湿度、风速及可吸入颗粒物(PM10)等环境因子的观测,研究了西安市空气离子时空分布的基本特征,并利用空气离子浓度值对西安市的空气质量进行了评价.另外,详细分析了近地层空气负离子浓度与温度、相对湿度和PM10等主要环境因子之间的相互关...     

太原市大气扩散示踪试验

太原市位于山西中部,东、西两山夹峙,汾河南北中贯,地形北部较高,南部开放,西部有一缺口,是一个封闭不完全的盆地。风速较小,1971—1980年平均风速为2.5m/s,静风频率为24％。在无系统天气过境时,近地层气象十分复杂,城南和城北、河东和河西的地面风往往不同。 近年来,太原市大气污染日趋严重,我们于1985年10—11月在太原地区进行了大气扩散示踪试验,以期能对该地区大气污染物的输送和扩散有所了解。     

2013年12月上旬江苏大范围持续性雾霾成因分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,从污染实况、气象要素特征、环流背景、水汽条件、动热力条件等方面,对江苏2013年12月上旬持续雾霾天气成因进行分析,结果表明:(1)持续性雾霾天气发生时江苏大部分地区空气质量达到重度污染,首要污染物为PM2.5,大量的气溶胶粒子长时间悬浮于空中;(2)这段时间内影响江苏的冷空气势力较弱,中高层冷空气未能完全破坏底层相对稳定的层结,而近地层湿度较大且风速较小利于霾的发展,重度霾时相对湿度在80%以上,且风速多维持在3 m/s以下;(3)逆温层的长时间维持结使得大气中上下的湍流热量和动量交换减弱,不利于垂直上升运动的发生发展,进一步有利于将近地层的污染物和水汽粒子不断积聚,使得雾霾得以发生和长时间维持。     

2011年10月珠江三角洲一次区域性空气污染过程特征分析

2011年10月18—25日珠江三角洲地区出现了一次区域性空气污染过程,重污染区域集中在西部,后期向中部转移,PM₁₀为首要污染物.针对本次空气污染过程的研究发现,此次珠江三角洲地区空气污染过程主要受大尺度冷高压活动的影响,一直为下沉气流所控制,500 m以下近地层风速很小,边界层高度较低,存在贴地逆温层,非常不利于污染物的输送和扩散.PM₁₀浓度与风速、能见度呈显著的负相关关系,与温度相关性不显著;且与风速和温度的相关性存在滞后性.稳定天气形势、大范围下沉气流、近地层静小风和贴地逆温是导致这次区域性空气污染过程的气象原因,PM₁₀浓度增加导致珠江三角洲能见度下降.     

一种微机绘制等值线图的实用方法

本文介绍一种在不规则三角形网格基础之上，绘制复杂等值线图形的实用方法。本方法最大特点是计算简便，适用性广，能绘制各种用标量表示的等值线图，例如污染物扩散图、地形图等．具有较高的实用价值。     

计算机绘制大气污染物浓度分布等值线图

用计算机绘制大气污染物长期平均浓度分布等值线图，对在绘图过程中坐标系的建立，计算机间距的确定以及风向的加密等的处理方法作了讨论，并给出了绘图的基本步骤。     

基于中国风能资源专业观测网的近地层风切变日变化特征

以中国风能资源专业观测网2009年5至10月10~120 m的梯度风观测数据分析了全国近地层风切变特征,结果表明:①风切变总体呈现规律性变化趋势,即:日出前和日落后切变指数较大,随着近地层温度升高,切变指数逐渐下降,近地层温度达到最高时,切变指数达到最低值,后随着日落、地面温度下降,切变指数逐渐上升,直到次日日出、日落周期;②因局地海(湖)陆分布的差异以及下垫面粗糙程度的不同,切变指数在各地的变化可归纳为如下几种类型:典型陆地型、海陆效应差异型、湖(河)陆效应差异型、特殊地形(峡谷)型、切变指数偏大型和特殊型;③从不同梯度间的风切变特征来看,低层(30 m附近)较为明显,而中高层(50 m和70 m)较小,说明30 m高度为我国近地层风速变化较为明显的层次。该研究资料序列短,可能在反映全国近地层风切变特征的普适性方面还存在一定的不足,但仍可作为我国风能资源丰富区近地层不同梯度间风切变分布和变化特征的重要参考,期望通过该研究的开展为风电场的布设及近地面层风能资源的利用提供技术依据。     

环境规划中声环境管控分级研究——以长春市龙嘉机场为例

文章以长春市龙嘉机场为研究对象,结合机场参数指标,绘制机场噪声等值线图,并与城市规划相结合,评价机场周边噪声影响程度以及机场噪声对城市发展的限制作用.文章首先对机场周边56个噪声监测点位进行机场噪声数据采集,通过专业软件进行飞行事件分析,在飞行程序及飞行数据分析基础上,利用INM模拟软件进行机场模型构建,绘制机场噪声等值线图.结果表明,龙嘉机场Lwecpn 70以上区域总面积11.28平方公里,机场周边各类建设用地布局符合声环境标准当中土地用地的布局要求.     

松嫩平原西部地区水环境中氟的研究

松嫩平原西部地区水环境中氟的浓度表现为湖泡水和地下潜水大于河水和承压水，且地下潜水制约着湖泡水的补给，从潜水氟浓度等值线图看出，吉林省西部平原地区最明显表现为潜水氟浓度呈高低相间分布的趋势。从三维立体图看出潜水氟浓度分布总的趋势呈由东，东南向西，西北降低，潜水氟主要来源于松嫩平原周围山地含氟岩矿的风化产物，在自然景观分异，气候，水化学特征和土壤苏打盐渍化过程等因素的影响下，形成了高氟潜水区。     

基于Surfer的机场噪声等值线计算机绘制方法

以国际民航组织(ICAO)推荐的计权等效连续感觉噪声级(LWECPN)为评价参数,利用Visual C++编程,直接调用等值线绘制工具Surfer中的各种数学模型,实现噪声等值线绘制的自动化.并以浙江省某机场为实例绘制了噪声等值线图,该方法大大提高了绘图的效率,预测值与实测值的误差约为1.6～2.6dB.     

大气污染物长期平均浓度估算中风资料的应用

针对平均风速在大气长期平均污染浓度估算中的不适用性，提出了平均污染风速的概念。实际应用证明，平均污染风速能正确地使用于估算长期平均浓度和污染系数中，文章具体地对上海地区３个气象站１９９４年平均风速和平均污染风速及其采用此两种风速计算的污染系数做了分析，证明用平均污染风速代替平均风速来计算风向下的大气污染物长期平均浓度与实际情况较一致。最后还寻找了两者之间的联系和差异。     

街道峡谷对近地层风场影响的观测和模拟分析

城市街道峡谷结构对近地面边界层的风场环流等气象要素具有重要影响,可导致城市局地空气污染分布发生变化.随着城市化发展及城市空气质量变化,街道峡谷的城市空气污染影响日益突出,分析街道峡谷内部风场成为认识和治理我国城市空气污染的一条重要途径.鉴于目前我国鲜有城市街道尺度大气边界层精细气象观测研究,本文分析了美国俄克拉荷马大学的街道峡谷精细气象观测数据及其FLUENT模拟.结果表明:街道峡谷内风场结构变化依赖大气背景风向,当背景风向平行于街道峡谷走向时,街谷两岸风速几乎没有差异,而在背景风向垂直于街道峡谷走向时,由于高空风进入街谷形成的涡旋气流对街道峡谷风场有补充作用,峡谷两侧中层高度风场差异变大,风速差值大约为0.5 m·s~(-1),且街道峡谷两岸风速差异得到了FLUENT模式的验证,但模式对迎风岸的风速模拟存在高估,模拟的中层高度处两岸风速差值为1.6 m·s~(-1).观测资料分析揭示大气边界层稳定度条件对街道峡谷内风场分布也有很大影响,中性稳定条件下街道峡谷两岸近地层风速差异最大,输送进入峡谷空间的风速增量比原峡谷内风速大约高1倍,其它稳定度条件下街谷两岸风速差异被削弱.     

Matlab在建设项目地表水环境影响预测评价中的应用研究

Matlab具有强大的数值运算与处理能力,在许多领域都得到了广泛应用.在建设项目的地表水环境影响预测评价工作中,排污口下游河段污染物的浓度分布是重点关注的问题.采用现有的水质模型可以方便地计算出下游河段某点污染物的浓度,但不便于绘制浓度分布图.基于Matlab,采用随机数生成函数,通过编程,可以很方便地计算排污口下游河段任一点的浓度,并在此基础上生成浓度等值线图,从而为建设项目污染物排放对下游河段水环境质量的影响预测提供了重要依据.     

天津一次雾-霾天气过程的近地层温湿结构和湍流特征分析

采用地面大气能见度、PM_(2.5)质量浓度、梯度气象资料、塔上湍流观测资料等多种资料及后向轨迹方法,分析近地层温湿结构和湍流特征对2016年12月16日—21日天津地区一次严重持续雾霾天气演变过程的影响.结果表明,本次雾霾天气过程可以明显的分为霾、雾的生成和发展、雾成熟和雾霾消散等4个阶段,近地层温度、相对湿度和风的垂直分布及湍流特征对各阶段的雾-霾转化起到了重要作用.霾生成期间,偏南气流盛行,地面风速降低,RH不断增大,湍流不活跃;地面辐射降温引发了近地层内显著的强逆温,并导致RH由地面到高空逐渐增大,有利于雾的生成和发展;感热通量和潜热通量爆发式增长,导致逆温层瓦解,雾顶继续抬升,雾进入成熟阶段,湍流活动减弱;受西北气流影响,湍流活跃,高空的干冷气团向下取代地面暖湿气团,结束本次雾霾天气过程.采用近地层温湿结构和湍流特征资料,可用于雾-霾天气的演变及其转化过程精细分析.     

辽宁省近地层风切变特征研究

利用辽宁省风能资源专业观测网26座测风塔2009年6月至2010年5月10~70 m（100 m）的逐时梯度风观测数据,研究了辽宁省近地层风切变特征,结果表明：近地层风速随高度变化基本遵循幂指数规律;各塔年风切变指数为0.024 4~0.405 0,没有明显的空间分布规律,主要受局地地形、地貌环境影响,个体差异较大;有11座测风塔年平均风切变指数大于B类风切变指数,26座测风塔空间平均年风切变指数为0.155 1,也略大于B类风切变指数;风切变指数呈现明显的白天小、夜间大的日变化特征,与气温的日变化呈反位相;春季风切变指数明显偏小;大气中性条件下的风切变指数与年平均风切变指数基本相当,稳定状态下风切变指数明显偏大,不稳定状态下最小;风切变指数具有随风速增大而减小的特点,大风条件下的平均风切变指数小于年平均风切变指数,多数测风塔风速≥15 m/s时风切变指数下降至0.1以下。