Файл: Бызова, Н. Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 79

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

сложного рельефа и городской застройки. Мало данных о мезомасштабных закономерностях, определяющих рассеяние примеси на большие расстояния. Определенная осторожность требуется при расчетах диффузии во время нестационарных метеорологических условий.

Для задач третьего типа, т. е, расчета концентраций и рассея­ ния клубов примеси от действия мгновенного источника к недос­ таточно известным факторам надо добавить также влияние сдвига ветра и учет конечности скорости диффузии.

В зависимости от конкретных целей тех или иных оценок и расчетов рассеяния примеси в атмосфере необходимо определять требуемую степень точности, надежности и строгости подхода. В ряде случаев с помощью более тщательного подбора модели и обеспечения большей информации о состоянии атмосферы можно достигнуть значительного улучшения результатов, но в других слу­ чаях это принципиально невозможно из-за естественного разнооб­ разия и случайного характера, присущих факторам, определяю­ щим рассеяние примеси в атмосфере (пространственная и вре­ менная изменчивость метеорологических условий, неоднородность подстилающей поверхности).

Что касается расчетов второго типа то, как нам кажется, для их проведения, по-видимому, нет принципиальных затруднений, но требуется достаточная климатологическая и синоптическая инфор­

мация

и

разработка

методов

ее

применения.

В

этом

направле­

нии

многое

уже сделано

как за рубежом,

 

так

и

в

Советском

Союзе.

 

 

 

 

 

 

 

 

CONCLUSION

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The

diffusion

in

(he

surface

boundary

layer

depends

on

(he

source and

substance

 

peculiarities,

the

turbulence

state

of

atmosphere,

 

the

underlying

surface and at last the substance

interaction

with

the

environment.

 

 

 

The

problems

of

calculating

the

local

 

source

diffusion

 

may

be

of

three

types:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Concentration or pollution calculations in stationary and quasi-stationary

conditions, when the contaminated area parameters

averaged

for

over

a

period

from several minutes to several hours, are needed.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. The

same

parameters

are

calculated

for

large time

 

intervals:

days,

months,

years;

extremum

conditions,

most

favourable

and

unfavourable

From

the practical point of view, are found.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

The

instantaneous

puff

concentration

 

values

or

the

behaviour

estimates

of puffs from the instataneous sources are required.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Leaving

out

the

substance

and

source

characteristics

not

 

considered

in

our book

 

at

all

(besides

the

gravitational

 

deposition

of particles)

we

shall

mention

those

areas

where

our

knowledge

of the

 

atmospheric

diffusion

is

sufficient

to be applied in practice.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The best state in this case will correspond to the

first

 

type

problems. One

may

assume

 

that the diffusion

models

available

are

accurate

enough

for

practical

applications,

and the

established

correlations

between

meteorological

and diffusion parameters Tor lower boundary

layer

are

sufficient

for

estimating

the latter on the basis of comparatively simple meteorological

parameters. The

underlying surface effect may be also taken into account,

if

the

underlying

sur­

face is neither

a complex relief nor a town

building system.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

For the upper boundary layer the correlations obtained

are

substantially

less

reliable.

Moreover, the vertical

component

of synoptical

origin

can

count

at

these

altitudes.

The

scarecity

 

of

data

on

small

particle

interaction

with

the


underlying

surface

and

on the

dispersion

in

complex

relief

and

town

building

conditions is

also felt. There are very

little data on rhesoscale cliffuson

as well.

One

should

be

careful

in calculating

diffusion during

nonstationary

meteorological

conditions.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In case

 

of

the

third

 

type problem, i. e.

puff

concentrations and

their

dispersion,

the

wind

shear

effect

and

finite diffusion

rate

are

waiting

their

further

investigation.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

One

should

determine

the

desired

degree

of

accuracy, reliability and

rigidness

of

approach as

a

function of particular uses

of

diffusion

estimates. In

a number ef cases it is possible to obtain better data with the help of a more thorough model choice and wider information on atmosphere; nonetheless this is impossible in some other cases due to the natural variety and randomness of

factors

determining

diffusion

(space

and

time variations

of

meteorological

conditions, nonuniformity of

the underlying surface).

 

 

 

 

As

for the second

type

calculations

these

might

seem

possible,

no

principal

difficulties

being encountered,

though

sufficient

elimatological

end

synoptical data and well-elaborated technique of their application

are required.

Much has been done in this field both abroad and in our country.

 

 


ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ФОРМУЛЫ И ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК ПРИЗЕМНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ И ВЫПАДЕНИИ

Формулы и параметры для расчета характеристик приземной концентрации и плотности выпадений составлены на основе изло­ женных в книге моделей и экспериментальных результатов. Они дополняют аналогичные материалы, основанные на применении других моделей и приведенные в [МАЭ, 1955; МАЭ, 1968].

Обозначения те же, что в главах 2 и 5 (см. список обозначе­ ний) .

А. Типизация метеорологических

условий (см.

гл. 3)

 

 

Состояние нижнего слоя атмосферы

определяется

классом ус­

тойчивости. При обычных условиях по классу устойчивости непо­ средственно определяются параметры диффузии. При особых усло­ виях точность определения падает, иногда требуются дополни­

тельные

поправки.

 

 

 

 

 

К особым условиям относятся:

 

 

 

 

а) штили и слабые ветры;

 

 

 

 

до Н (по­

б) аномальные профили ветра в пределах от земли

вороты на 90° и более, резко

выраженный

максимум скорости);

в)

приподнятые инверсии;

 

 

 

 

г)

переходное время суток

(за

1—2

ч до захода солнца, 1—3 ч

после восхода при ясной или почти ясной погоде);

 

д)

осадки,

туманы.

 

 

 

 

 

Принято следующее соответствие между номером класса и ха­

рактером

устойчивости:

 

 

 

 

 

сильная неустойчивость

класс 1;

 

 

умеренная

»

»

2;

 

 

слабая

»

»

3;

 

 

нейтральные условия

»

4;

 

 

слабая устойчивость

 

»

5;

 

 

умеренная

»

 

»

6;

 

 

сильная

»

 

»

7.

 

 

Класс устойчивости можно определить различными способами.

а." По

градиентным измерениям в

приземном слое

атмосферы.

Соответствие

с параметром

устойчивости

Б (формула

3.9) — см.

табл.

3.8

и 3.21.

 

 

 

 

 


б. По градиентным измерениям в слое от 0 до Н. Класс

устой­

чивости определяется по табл. 3.22 и 3.23.

 

 

 

 

в. По метеорологическим измерениям сетевого типа. Класс ус­

тойчивости

определяется

по табл. 3.1—3.3

или 3.14—3.16

(более

точно).

 

 

 

 

 

 

I

Способ

определения

устойчивости выбирается

в зависимости

от Н и требуемой

точности.

 

 

 

 

Б. Формулы

для

расчета характеристик

приземной

 

 

 

 

концентрации

 

 

 

 

Для постоянно

действующего источника

q

концентрация,

р — вертикальный

поток

на уровне земли,

Q

производитель­

ность источника, Т — время осреднения при измерении. Для ис­

точника короткого времени действия q — интеграл от концентра­

ции, р — плотность выпадений,

Q

общее

количество выпущен­

ного вещества, Т — время действия

источника.

 

 

Коэффициенты и параметры в формулах

безразмерны, так что

можно пользоваться любой системой единиц.

 

 

 

Легкая (газообразная)

примесь, не взаимодействующая с по­

верхностью земли (гл. 2, разд. 2.2.1).

 

 

 

 

Наземная концентрация от точечного источника

(формулы 2.1,

2.37—2.40):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q ехр

X

 

ч

 

 

 

q(x,y)

 

 

 

(Б.1)

 

 

Г(1+р)1/2тсо-у £/

 

 

где

 

 

 

СН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

То же для линейного нормального к ветру

источника

 

 

Q ехр

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q{x) =

 

 

 

 

 

(Б.2)

 

Г(1 + р) UH

\ х

 

 

 

 

 

 

Расстояние до зоны максимальной наземной

концентрации

(формулы 2.49)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хй

— Лг

Н_

 

 

(Б.З)

 

 

 

 

В

 

 

 

 

(г'=1 для линейного источника, 1 = 2 для точечного).

 

 

Максимальная наземная концентрация для линейного источни­

ка

(2.49 и 2.50)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с7о =

А т

~

,

 

(Б.4)

 

 

 

UH

 

 

 

 

для

точечного

 

QB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Б.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

urn*


Поперечное рассеяние (для легкой и оседающей примеси оди­ наково — гл. 5, разд. 5.3)

oy = by(H, Т)х,

(Б.6)

где

 

/ Т

\0'2

 

Ьу{Н, П = * у о ( 4 )

-

(Б.7)

где Т — в минутах.

 

 

 

 

 

Или

оууха.

 

 

 

 

(Б.8)

 

 

 

 

 

Оседающая примесь (гл. 2, разд. 2.2, гл. 5, разд. 5.1).

Вспомогательные параметры

(формулы 2.59, 2,63, 2.66)

 

"> = -z—,

xw

=

 

,

(Б.9)

 

BU

 

 

w

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

5 = 2(1 + m)B**

2В.

 

(Б.10)

Максимальная приземная концентрация, точечный источник

Чо = 1 ^ - Ф ( У )

= ^ч<У),

(Б. 11)

линейный источник •

 

 

 

 

 

 

?о = - ^ - Ф ( > ) -

 

(Б.12)

 

UN

 

 

 

 

 

Максимальная

плотность

осадка

(формулы

2.61, 1.64—1.67,

табл. 2.3)

 

 

 

 

 

 

 

pQ = w q0 при

v > 0 , l ,

(Б.13)

 

 

или (точечный источник, формула 5.36)

 

 

 

" ' - - Л - ^ Ш '

< Б Л 4 :

 

при 0,005 < — < 0 , 2 5 .

 

 

 

 

U

 

 

Расстояние до точки максимальной плотности осадка или кон­

центрации вдоль оси х

 

 

 

 

 

Х О =

J ^ L _ = XTfM

 

=

X E / 2 ( V ) ,

(Б-15

 

xw + xT

 

 

 

 

,\ •.!

где для точечного

источника

 

 

'

 

•••

 

j c r = - ^ - ,

 

 

(Б. 16