武汉市下垫面变化对大气污染物扩散和气象要素影响的数值模拟

作者：蒋宁洁; 王繁强; 刘学春; 张轩; 赵海军

来源：安全与环境学报, 2016, 16(06): 270-276.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2016.06.052

• 环境科学技术其他学科
• MM5/CALPUFF
• 数值模拟
• 污染扩散
• 气象条件

大规模的土地覆被变化改变了地区地表环境的能量收支平衡,造成大气边界层内流场特征和湍流特征的改变,使得区域内污染物的扩散、转化和积累等规律也发生变化。根据CALPUFF的格式要求,将武汉市SO2排放量较大的源设置为点源,耦合中尺度气象预测模型(MM5)和气象诊断模型(CALMET)模拟边界层气象要素场。在边界层气象背景下,采用中尺度气象模型(MM5)和空气质量预测模型(CALPUFF)对武汉市空气中污染物SO2的扩散进行数值模拟分析。重点分析了武汉市主城区下垫面城镇建设面积由70年代的65km2增加到目前的106 km2情景下,大气污染物扩散和气象要素的特征变化。研究区域下垫面城市面积增加后,大气污染物扩散特征为主导风下(上)风向影响范围较远(近),等值线变化梯度较小(大)。两种下垫面情况下,区域SO2最大日质量浓度的季平均值夏季最大、冬季最小,是由于地气能量的交换在夏季最强、冬季最弱;区域内小时最大质量浓度的逐时变化无明显差异。下垫面面积增加对近地面水平风场、稳定度的影响不显著;对混合层高度的影响较为显著,典型日小时混合层高度均有所增加,表明由于城镇面积扩大,市中心、工业区随之扩大,增大了地表受热面积,混合层高度变高。

• 单位
  陕西省气象科学研究所