[发明专利]高分辨率大气环境弱扩散分布区域研究方法

说明书

本发明公开了一种高分辨率大气环境弱扩散分布区域研究方法，包括如下步骤：选定待研究地区，首先计算待研究地区内每个网格观测时刻的太阳高度角；根据总云量/低云量以及太阳高度角，查表得到太阳辐射等级；根据地面风速和太阳辐射等级查表得到帕斯奎尔大气稳定度等级；根据大气稳定度等级计算混合层高度；根据大气稳定度和10米高处风速计算200米高度处的风速；根据混合层高度、200米高度处风速、10米高处风速计算通风量；根据大气自净能力指数计算公式计算每个时次的大气自净能力指数和等级；根据大气净能力计算结果，划定大气弱扩散区域，本发明将环保和气象结合，根据气象数据获得某个地区的弱扩散分布区域。

技术领域

本发明属于大气环境研究方法技术领域，更具体的说涉及一种高分辨率大气环境弱扩散分布区域研究方法。

背景技术

随着经济的快速发展、城市工业集中、人口增长、能源的大量消耗，中国的大气污染问题愈来愈严重，空气污染问题正在逐步制约城市和农村经济的发展和人民的生命健康安全。

而大气污染物的浓度是由污染物排放量及污染气象条件共同决定的，因此要有效地防止大气污染的途径，除了采用除尘及废气净化装置等各种工程技术手段来控制污染物排放量以外，还需充分利用大气的湍流混合作用对污染物的扩散稀释能力，即大气自净能力。由于中国地形复杂，环保行业过去一直使用国外的全球再分析数据集(如GLDAS、FNL再分析资料)或仅基于有限观测站的地面气象观测数据来模拟大气弱扩散区缺乏区域代表性，只能覆盖有限的时间和空间，也不够全面，无法准确、细致的描述中国区域的气候时空特征。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种将环保和气象结合，根据气象数据获得某个地区的弱扩散分布区域。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高分辨率大气环境弱扩散分布区域研究方法，包括如下步骤：

(1)选定待研究地区，首先计算待研究地区内每个网格观测时刻的太阳高度角；

(2)根据总云量/低云量以及太阳高度角，查表得到太阳辐射等级；

(3)根据地面风速和太阳辐射等级查表得到帕斯奎尔大气稳定度等级；

(4)根据大气稳定度等级计算混合层高度；

(5)根据大气稳定度和10米高处风速计算200米高度处的风速；

(6)根据混合层高度、200米高度处风速、10米高处风速计算通风量；

(7)根据大气自净能力指数计算公式计算每个时次的大气自净能力指数和等级；

(8)根据大气净能力计算结果，划定大气弱扩散区域。

进一步的在步骤(3)中，地面风速由10米高处风速的u分项和10米高处风速的v分量计算得到。

进一步的在步骤(4)中，首先确定待研究地区序号，然后查表得到该地区序号在不同大气稳定度等级下的热力混合层系数a或机械或者系数b，并根据下述公式计算混合层高度；

①在不稳定和中性气象条件下计算热力混合层高度L_b，计算公式如下：

其中a为热力混合层系数；u₁₀为10m高度上平均风速，单位为米每秒，当大于6m/s时取为6m/s；f为地转参数，单位为度；Ω为地球自转角速度，单位为度每秒；φ为地理纬度，单位为度；

②在稳定气象条件下计算机械混合层高度，计算公式如下：

其中b为机械混合层系数。

进一步的步骤(4)中，不稳定和中性气象条件为大气稳定度为A、B、C、D级时，稳定其向条件为大气稳定度为E、F级时。