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1．大气污染预报1

1．1 大气污染预报问题1

1．2 大气污染预报问题的特点2

1．2．1 问题的尺度及预报时效2

1．2．2 时空高分辨率3

1．2．3 多种比学物质3

1．2．4 理化生过程耦合3

1．2．5 城市空气污染气象特征4

1．3 大气污染预报的主要方法5

1．3．1 大气污染潜势预报5

1．3．2 统计预报5

1．3．3 数值预报6

1．3．4 空气污染指标及标准6

1．4 大气污染数值预报理论体系及模式系统9

1．4．1 大气污染数值预报的理论体系9

1．4．2 中尺度气象预报模式9

1．4．3 PBL湍流统计量参数化模型10

1．4．4 污染源模式化模型11

1．4．5 干湿沉积预报模式12

1．4．6 三维Monte-Carlo多源模式12

1．4．7 对流层高分辨化学预报模式13

1．5 预报效果及检验13

1．5．1 监测系统13

1．5．2 网络信息系统14

1．5．3 预报效果的检验及预报系统的改进14

2．城市大气污染分布特征18

2．1 城市空气质量状况及其浓度资料的获取18

2．2 SO2分布特征22

2．2．1 一般特征22

2．2．2 浓度型27

2．3 总悬浮颗粒物分布特征29

2．4 氮氧化物分布特征33

2．5 二次污染物分布规律37

3．平均风与温度随高度和大气稳定度的变化特征44

3．1 概述44

3．2 大气稳定度类45

3．3 大气辐射47

3．3．1 稳定度类与净辐射关系47

3．3．2 地表反射率47

3．3．3 总辐射和净辐射日变化规律49

3．3．4 有效辐射的导出49

3．3．5 云对总辐射的影响50

3．4 地温51

3．4．1 地温随时间和深度的变化51

3．4．2 地温与大气净辐射的关系53

3．5 温度的垂直结构54

3．5．1 温度随高度分布54

3．5．2 PBL厚度和混合层厚度56

3．5．3 逆温特征58

3．6 平均风廓线随高度的变化特征59

3．6．1 PBL风向随高度变化59

3．6．2 PBL内风速随高度的变化62

3．6．3 PBL维环流66

3．6．4 小风平均厚度及其日变化72

4．湍流统计量的分布特征76

4．1 湍流统计量的预报方法76

4．1．1 PBL湍流76

4．1．2 PBL湍流的预报方法77

4．2 资料的获取78

4．3 近地层湍流统计量79

4．4 城市中心湍流统计量随高度的分布85

4．5 城市中心与郊区湍流统计量廓线的对比87

4．6 湍流统计量随高度变化的参数化88

4．6．1 速度尺度88

4．6．2 湍流脉动速度的标准差89

4．6．3 湍流扩散系数和耗散系数91

4．6．4 Lagrange时间尺度92

5．中尺度气象预报模式96

5．1 概述96

5．2 控制方程97

5．3 网格结构及差分格式98

5．4 下垫面型及强迫99

5．4．1 下垫面型的参数化99

5．4．2 地面热量平衡100

5．4．3 辐射平衡101

5．4．4 地形的初始化102

5．5 湍流通量的参数化102

5．6 初始及边界条件104

5．6．1 初始条件104

5．6．2 边界条件104

5．7 套网格与四维资料同化方法105

5．8 实例预报结果分析107

5．9 模式程序框架116

5．9．1 程序说明116

5．9．2 程序框架117

6．局地环流的数值模拟136

6．1 非均匀性和非平稳性136

6．1．1 内边界层和热内边界层136

6．1．2 水平流场的非均匀性138

6．1．3 垂直流场的非均匀性144

6．2 河陆风环流145

6．2．1 河岸的气温、水温及风速变化特征145

6．2．2 河陆风环流的垂直结构146

6．2．3 河陆风的数值模拟147

6．3 山谷风环流151

6．4 城市热岛环流155

6．4．1 重庆温度的水平分布155

6．4．2 执岛环流159

6．4．3 城市热岛效应的垂直结构160

6．5 海陆风环流164

6．5．1 地表温度及水面温度164

6．5．2 海陆风环流的热力和动力强迫168

6．5．3 海陆风环流的预报170

7．沉积过程的预测173

7．1 沉积过程173

7．2 干沉积过程的外场测试174

7．2．1 资料的获取174

7．2． 2 植物冠层内的动量通量176

7．2．3 植物冠层内的物质通量177

7．2．4 干沉积速度178

7．2．5 湍流耗散系数181

7．2．6 湍流谱特性182

7．2．7 湍流尺度183

7．3 新的干沉积速度型185

7．4 干湿沉积因子的模式化187

7．4．1 不同生态下垫面型及地形特征187

7．4．2 干沉积因子188

7．4．3 湿沉积因子189

7．5 干湿沉积量的实际预测191

7．5．1 干沉积量的预测191

7．5．2 湿沉积量的预测192

7．5．3 干湿沉积总量的预测193

7．6 小结194

8．大气污染化学预报模式197

8．1 物质守恒方程197

8．2 平流过程198

8．3 湍流扩散过程198

8．4 干沉积过程199

8．5 云雨和湿沉积过程199

8．5．1 云场的特征199

8．5．2 次网格尺度垂直重新分配199

8．5．3 液相化学及冲刷200

8．6 气相化学200

8．6．1 光化学反应200

8．6．2 热力反应202

8．6．3 Troe反应203

8．6．4 平衡反应203

8．6．5 特殊反应204

8．7 多源问题204

8．8 初始及边界条件204

8．9 模式预报效果的验证204

8．10 实例预报205

8．11 模式程序框架208

8．11．1 模式说明208

8．11．2 程序框架210

9． Monte-Carlo 多源模式222

9．1 概述222

9．2 污染物质点的轨迹223

9．3 污染物的浓度分布227

9．4 污染物的迁移和转化过程230

9．5 模式所需输入参数和资料231

9．6 污染物浓度实例预报234

9．6．1 不利气象条件下污染预测234

9．6．2 Monte-Carlo模式预报结果验证241

9．7 模式的程序框架242

9．7．1 程序说明242

9．7．2 程序框架244

10．对流层污染物化学转化的数值预报264

10．1 概述264

10．2 化学转化过程的模式化265

10．3 预报实例267

10．4 对流层中NO2分布特征270

10．5 对流层中氧化剂分布规律270

10．5．1 PAN的时空分布规律270

10．5．2 H2O2时空分布规律278

10．6 对流层臭氧来源及分布规律279

10．7 一次污染与二次污染的关系283

10．8 区域尺度环境影响问题285

11．污染源结构调控及其对浓度贡献率的预测289

11．1 大气污染的危害289

11．2 大气环境容量的预测291

11．3 大气污染总量调控预测291

11．4 大气污染调控效益293

11．5 污染源结构295

11．5．1 能源构成295

11．5．2 三类源的划分296

11．5．3 各行业排放源297

11．5．4 不同源排放高度298

11．6 总悬浮颗粒物来源解析299

11．7 不同源高对浓度的贡献率302

11．7．1 对地面浓度的贡献率302

11．7．2 对50m高度平面浓度的贡献率303

11．7．3 对500m高度平面浓度的贡献率306

11．8 三类源对浓度的贡献率309

11．9 不同行业源对浓度的贡献率313

11．10 小结318

附录：书中使用的固定符号说明320