用风脉动资料确定低山丘陵地区大气扩散参数的研究

本文利用若干次低山丘陵地区的Ｇｉｌｌ双向风标风速仪资料，按Ｈａｙ－Ｐａｓｑｕｉｌｌ方法计算了此类地区的大气扩散参数，讨论了其特征及其与Ｐ－Ｇ扩散参数的差别。发现低山丘陵地区的各级别扩散曲线间截距差比Ｐ－Ｇ曲线的小很多；曲线的斜率也比Ｐ－Ｇ曲线的小。σｙ在稳定和中性情况下，比Ｐ－Ｇ曲线高２－３级；在不稳定条件下，高１－２级。σｘ在稳定和中性情况下，高１．５级；不稳定情况下，平均高１级。     

几种大气稳定度分类方法和相应扩散参数的比较

利用实测资料对大气稳定度的Ｐ．Ｓ法、温差法、Ｒｉ法、风向脉动标准方法进行了比较研究。并用Ｄｒａｘｌｅｒ方法了不同方法划分稳定度对应的扩散参数，进一步比较了扩散参数的差别，及其与Ｐ－Ｇ扩散参数的差别。     

粗糙度和稳定度对绿洲生态系统能量平衡的影响

研究了粗糙度和稳定度等对绿洲生态系统能量平衡的影响。地表粗糙度和大气稳定度是控制地气间能量交换的重要因子，研究表明，绿洲中植被的温度不仅受反照率、空气温度影响而且受大气稳定性和地表粗糙度的影响，在其他条件相同的情况下，大气稳定度越高（低），植被的温度越高（低），地表粗糙度越小（大）植被的温度也越高（低）。研究还发现，绿洲中总的蒸散量的多平衡态特征只有在稳定度低的时候出现。在相同的气候条件下，低矮的植被在干旱半干旱地区更容易发展起来。另外研究了层结不稳定和层结稳定的情况下绿洲生态系统能量交换的差异。     

地质封存中CO2泄漏的非稳态扩散数值模拟研究

针对碳捕集与封存技术中泄漏监测的难点,利用数值模拟方法研究了地质封存中CO2泄漏的非稳态扩散,以及不同的垂直风廓线形式、大气、地形等因素对非稳态扩散模拟结果的影响,探索了地质封存中CO2泄漏扩散的分布规律.研究结果表明:不同风廓线下CO2泄漏的扩散规律基本一致,仅在垂直方向上CO2的体积分数略有差异;大气层结不稳定程度越高,越有利于泄漏气体的扩散;风速越大,扩散达到稳定所需要的时间越短,稳定的CO2的体积分数越小;大气温度越高,同一高度上稳定的CO2体积分数越大,越有利于泄漏气体的垂直扩散;地表面粗糙度越大,越有利于垂直湍流波动的形成,当水平扩散减慢时,CO2达到稳定所需要的时间延长.     

CALPUFF在复杂地形条件下的近场大气扩散模拟研究

利用在湖南省丘陵河谷地区开展的高时空分辨率大气扩散综合实验资料,研究美国国家环保局(USEPA)推荐的导则模式CALPUFF(California Puff Model)在复杂地形条件下近场应用的适用性。采用不同时间分辨率的诊断风场和不同扩散参数计算方案,模拟不同气象条件下的近场地面浓度分布。通过与示踪实验实测采样浓度对比分析,得到:采用实测湍流廓线资料计算扩散参数能够较好地模拟近场浓度分布;将实测湍流速度标准差与稳定度参数的拟合关系替代CALPUFF默认的湍流参数化方案,能够改进默认相似性理论方案的模拟结果;风速较大、风向稳定时,模拟结果对风场的时间分辨率和扩散参数计算方案的敏感性较弱;风速较小、风向多变时,需采用逐10 min风场模拟地面浓度场分布,且实测湍流方案模拟结果相较于相似性理论方案模拟值偏大,并更接近实测值。总之,采用逐时风场和实测湍流方案,或逐10 min风场和修正后的相似性理论方案的CALPUFF模式能较好地模拟研究区域复杂地形的近场峰值浓度。     

CALPUFF在复杂地形条件下的近场大气扩散模拟研究

利用在湖南省丘陵河谷地区开展的高时空分辨率大气扩散综合实验资料, 研究美国国家环保局(USEPA)推荐的导则模式CALPUFF (California Puff Model)在复杂地形条件下近场应用的适用性。采用不同时间分辨率的诊断风场和不同扩散参数计算方案, 模拟不同气象条件下的近场地面浓度分布。通过与示踪实验实测采样浓度对比分析, 得到: 采用实测湍流廓线资料计算扩散参数能够较好地模拟近场浓度分布; 将实测湍流速度标准差与稳定度参数的拟合关系替代CALPUFF默认的湍流参数化方案, 能够改进默认相似性理论方案的模拟结果; 风速较大、风向稳定时, 模拟结果对风场的时间分辨率和扩散参数计算方案的敏感性较弱; 风速较小、风向多变时, 需采用逐10 min风场模拟地面浓度场分布, 且实测湍流方案模拟结果相较于相似性理论方案模拟值偏大, 并更接近实测值。总之, 采用逐时风场和实测湍流方案, 或逐10 min风场和修正后的相似性理论方案的CALPUFF模式能较好地模拟研究区域复杂地形的近场峰值浓度。     

森林冠层上湍流尺度、耗散率和湍流结构参数

利用新型三维超声风速／温度仪，在中国东北长白山原始森林冠层以上观测的湍流资料，计算并分析了森林冠层上的湍涡特征长度尺度、湍流动量和热量耗散率、湍流动量和热量结构参数的特征。结果表明：湍流动量湍涡特征长度尺度与稳定度参数Z／L成正相关；湍流热量特征长度尺度与稳定度参数Z／L在不稳定层结时，成正相关，在稳定层结时近似成负相关；在不稳定和稳定层结大气中，利用湍流谱方法和利用风速垂直分量方差、温度脉动方差和Richardson数计算湍流动量、热量耗散率和湍流动量、热量结构参数有较好的一致性；无量纲湍流结构参数Cv^2z^2/3σω^-2和CT^2z^2/3σT^-2是Richardson数的函数；湍流热力结构参数CT^2与感热通量——↑ω′T′具有较好的线性关系。     

平坦沙地的空气动力学粗糙度变化及其物理意义

利用风温廓线法测定了不同大气稳定度下的空气动力学粗糙度，以跃移传感器（saltiphone）记录的瞬时最小跃移通量观测瞬时起动摩阻风速.观测数据表明：空气动力学粗糙度随着大气稳定度变化而呈现明显的变化，近中性层结下其平均值在（1.2—4.5）×10^-5m之间，不稳定层结的平均值在(0.5—1.1）×10^-4m之间，稳定层结的平均值在3×10^-6—2×10^-5m之间，不稳定层结空气动力学粗糙度高，稳定层结的低，近中性层结介于两者之间；3种大气稳定度下跃移过程的平均空气动力学粗糙度高于无跃移过程，近中性层结无跃移过程的平均空气动力学粗糙度在1—3×10^-5m之间；野外测定的每日平均起动摩阻风速在0.19—0.26m·s^-1之间变化.观测与模拟结果表明近中性层结地表无跃移过程下测定的空气动力学粗糙度对起动摩阻风速是有效的，而非中性层结下测定的空气动力学粗糙度对起动摩阻风速对起动摩阻风速的作用不显著，这能够从物理机制上得到说明.大气稳定度虽然对起动摩阻风速影响不大，但是否影响到风蚀强度还需要进一步的研究.     

兰州市近地层垂直扩散参数的研究

利用１９９３年兰州市西固区域发展环境评价试验资料,来取低层大气平均风速与垂直扩散系数的分布,由此进一步计算了兰州市不同稳定度条件下扩散参数的值,并与Ｐａｓｑｕｉｌｌ扩散曲线方法的取值进行了比较。结果发现：兰州地区垂直扩散参数要比由Ｐａｓｑｕｉｌｌ扩散曲线求出的值高出０．５￣１０倍。     

浅析复杂地形对污染物扩散的影响——火电厂环评污染气象分析实例总结

利用中尺度气象模式AERMOD,结合实际工程案例,通过资料分析与模拟计算,研究了伊犁冬季NO2随地形复杂程度不同的扩散特点,同时通过对国内外关于复杂地形对大气污染物扩散的研究分析,对复杂地形上大气污染物扩散以及湍流风场的研究分别作了介绍,同时列出了求解湍流风场和污染物扩散的基本方程组,为解决此类问题提供参考。