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1　大气湍流及边界层1

1.1 引言1

1.2　有关的基础知识4

1.2.1 层流和湍流4

1.2.2 湍流的特点4

1.2.3 湍流的几种简化模型5

1.2.4 运动方程和雷诺应力6

1.2.5 大气的热力学过程7

1.3　平均值和相关函数9

1.3.1 平均值9

1.3.2 相关函数10

1.3.3 湍流的尺度和强度13

1.4　因次分析和湍流动能方程13

1.4.1 绝热状态的平均速度分布律14

1.4.2 非绝热状态的平均速度和温度分布15

1.4.3　φm和φh计算公式19

1.4.4 湍流动能方程23

1.5　湍流的能谱分析24

1.5.1 谱密度与相关的傅立叶变换关系24

1.5.2 湍流能量谱密度的一般描述26

1.5.3 惯性次区律和湍流能量平衡方程28

1.5.4 谱参数λm29

1.5.5 湍流速度标准差σi30

1.5.6　谱密度公式32

1.6　大气边界层34

1.6.1 PBL厚度（混合层深度）35

1.6.2 表面层38

1.6.3 混合层39

1.6.4 稳定层40

1.6.5 间歇现象41

1.7　拉格朗日系统42

1.7.1 两种参考系统42

1.7.2　湍流扩散试验方法46

2　法规空气质量模式49

2.1　法规空气质量模式的含义和特点49

2.2　首选模式和替代模式51

2.2.1 首选模式51

2.2.2 替代模式52

2.3　空气质量模式分类53

2.3.1 一般分类法53

2.3.2 筛选模式和精确模式53

2.3.3　化学反应模式54

2.3.4 正态模式55

2.4　法规大气扩散模式的更新57

2.4.1 第一代法规大气扩散模式的缺陷57

2.4.2 湍流参数和大气稳定度的常规参数化方法59

2.4.3 混合型烟羽扩散模式（HPDM）63

3　第一代法规空气质量模式67

3.1　质量守恒方程及瞬时单烟团正态扩散模式67

3.2　点源烟羽扩散模式68

3.2.1 点源烟羽扩散模式的基本公式69

3.2.2　最大落地浓度公式70

3.3　小风和静风扩散模式72

3.4　熏烟模式72

3.4.1 熏烟浓度最大值72

3.4.2 熏烟浓度分布73

3.5　海岸线熏烟模式73

3.5.1 扩散模式74

3.5.2　热力内边界层高度hf（x）75

3.6　日均浓度计算方法75

3.7　长期平均浓度公式76

3.7.1 孤立源长期平均浓度公式76

3.7.2 多源长期平均浓度公式76

3.8　线源模式76

3.8.1 直线型线源扩散模式76

3.8.2 线源分段求和模式77

3.8.3 流动源排放因子（汽车尾气源强）78

3.8.4 预测实例78

3.9　多源模式78

3.10　面源及体源模式79

3.10.1 面源模式79

3.10.2　体源模式81

3.10.3 箱模式81

3.11　丘陵、山区扩散模式82

3.11.1 狭长山谷扩散模式82

3.11.2　烟羽路径系数修正83

3.11.3　CALPUFF复杂地形模式85

3.12　建筑物下洗模式92

3.13　对高架源热浮力烟羽的修正94

3.13.1 混合层顶穿透问题94

3.13.2　风向切变及热浮力问题95

3.14　干、湿沉积及化学迁移95

3.14.1 干沉积（颗粒物）模式95

3.14.2　湿沉积模式96

3.14.3 化学衰变97

3.15　烟气抬升公式98

3.15.1 有风时，中性和不稳定条件98

3.15.2　有风时，稳定条件98

3.15.3 静风和小风（u10＜1.5m/s）条件98

3.16　大气边界层（或混合层）高度99

3.17　有害气体无组织排放控制与工业企业卫生防护距离100

3.17.1 无组织排放与卫生防护距离的含义100

3.17.2 卫生防护距离的确定方法100

3.18　非正常排放扩散模式101

3.18.1 有风（u10≥1.5m/s）条件101

3.18.2　小风和静风条件102

4　AERMOD介绍103

4.1 引言103

4.2　AERMOD总体介绍104

4.3　气象资料预处理模式（AERMET）106

4.3.1　PBL中的能量平衡106

4.3.2 对流边界层（CBL）参数107

4.3.3　稳定边界层（SBL）参数108

4.3.4　混合层高度110

4.4　PBL垂直结构-AERMOD气象界面112

4.4.1 通用垂直分布（廓线）方程112

4.4.2 气象界面处理边界层的垂直不均匀性119

4.5 AMS/EPA法规模式AERMOD122

4.5.1 AERMOD包含地形的一般结构123

4.5.2 CBL中的浓度预测126

4.5.3　SBL中的浓度计算公式133

4.5.4 对横向烟羽迂回的处理133

4.5.5 扩散系数计算公式135

4.5.6 AERMOD的烟气抬升高度计算公式138

4.5.7 面源及体源的处理方法140

4.5.8 城市边界层及预测模式的调整140

4.6　PRIME背风涡及下洗模式142

4.6.1 空腔区及尾迹区的范围143

4.6.2　平均流线斜率146

4.6.3　烟羽抬升148

4.6.4　扩散系数150

4.6.5 空腔区和尾迹区中的浓度151

4.6.6 与实际观测结果的比较153

4.6.7　结论156

4.7　沉积模式156

4.7.1 干沉积模式156

4.7.2 湿沉积模式163

4.7.3 干亏损（清除）模式165

4.7.4 湿亏损（清除）模式165

4.8　AERMOD程序及算例166

4.8.1 AERMOD程序166

4.8.2 AERMOD输入参数168

4.8.3 AERMOD算例171

5　ADMS模式介绍179

5.1　引言179

5.1.1 ADMS模式的发展过程179

5.1.2 ADMS模式系统组成180

5.2　气象模块183

5.2.1 气象输入模块183

5.3　ADMS系统的扩散模式（浓度预测公式）186

5.3.1 烟羽及烟团平均浓度预测模式186

5.3.2　烟羽抬升模式196

5.3.3　波动模块207

5.3.4 长期平均浓度预测公式215

5.3.5 面源、体源和线源模式216

5.3.6 建筑物影响模式221

5.3.7 复杂地形模块237

5.3.8 海岸线模式热力内边界层243

5.4　沉积模式245

5.4.1 干沉积模式245

5.4.2　湿沉积模式253

5.5　化学反应模式257

5.5.1　ADMS城市模式257

5.5.2 放射性衰减的计算方法260

5.6　烟羽能见度262

5.6.1 引言262

5.6.2　技术说明262

5.6.3　输入条件264

5.6.4 输出264

参考文献265