【正文】 直外推由以下公式求得。第一步風(fēng)場(chǎng)按如下方法進(jìn)行內(nèi)插。 ? 第二步風(fēng)場(chǎng)的形成 診斷模型的第二步風(fēng)場(chǎng)由如下幾部分組成。 ③ 閉合效應(yīng)（ Blocking Effect） 地形對(duì)風(fēng)場(chǎng)的熱動(dòng)力閉合效應(yīng)用局 地 Froude 數(shù)進(jìn)行了參數(shù)化。把坡風(fēng)模擬到第一步網(wǎng)格風(fēng)場(chǎng)后，形成了調(diào)整后第一步風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)矢量。 ① 動(dòng)力學(xué)地形影響（ Kinematic Effects of Terrain） CALMET 采用 Liu and Yocke（ 1980）方法對(duì)地形的動(dòng)力影響進(jìn)行了參數(shù)化。如果模擬的范圍比較大時(shí)，需要輸入不同的 LLCONF 變量消除蘭伯特坐標(biāo)系中由于地球本身的曲率造成的影響， CALMET 模型中 Z 軸（隨地形變化）坐標(biāo)的計(jì)算公式如下： thzZ ?? 式中： Z——隨地形變化的坐標(biāo)（ the terrainfollowing vertical coordinate） z——笛卡兒坐標(biāo)（ the Cartesian vertical coordinate ）； th ——地形海拔高度（ the terrain height）； 在隨地形變化的坐標(biāo)系中，風(fēng)速的垂直速率的計(jì)算公式為： yhvxhuwW tt ??????? 式中： w——笛卡兒坐標(biāo)系垂直方向的風(fēng)速； u、 v——水平方向風(fēng)速； 診斷風(fēng)場(chǎng)模塊（ Wind Field Module） CALMET 氣象模塊主要有診斷風(fēng)場(chǎng)和海陸邊 界層之上的微氣象模塊構(gòu)成。 CALMET 模塊在三維風(fēng)場(chǎng)模擬過(guò)程中詳細(xì)考慮了地形的動(dòng)力學(xué)影響、傾斜氣流和阻塞效應(yīng)。 除了使用 CALMET、 CALPUFF 和 CALPOST 三個(gè)模塊，在 CALPUFF 模型中，還可以利用其它經(jīng)過(guò)預(yù)處理程序后很容易使用的模塊處理后的結(jié)果，如MM5/MM4 氣象模塊， PRTMET 后處理模塊等。 2 其中， CALPUFF 煙團(tuán)擴(kuò)散模塊是整個(gè) CALPUFF 空氣質(zhì)量擴(kuò)散模型的核心部分。 CALPUFF 是用于非定常、非穩(wěn)態(tài)的氣象條件下，模擬污染物擴(kuò)散、遷移以及轉(zhuǎn)化的多層、多物種的高斯型煙團(tuán)擴(kuò)散模式，它模擬的尺度可以從幾十米到幾百公里，在近距離模式可以處理如建筑物下洗、浮力抬升、動(dòng)力抬升、部分煙羽穿透和海陸交互影響 等過(guò)程，在遠(yuǎn)距離可以處理如干、濕沉降，化學(xué)轉(zhuǎn)化，垂直風(fēng)修剪和水上輸送等污染物清除過(guò)程。 CALPUFF 空氣質(zhì)量模型 技術(shù)導(dǎo)則 (Version 5) 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院 I 目 錄 1 簡(jiǎn) 介 ............................................................................................................................................................... 1 CALPIUFF 模型概述 .............................................................................................................................. 1 CALPUFF 模型系統(tǒng)（ CALPUFF MODELING SYSTEM） .............................................................. 3 2 CALMET氣象模型 ....................................................................................................................................... 4 CALMET 氣象場(chǎng)原理 ............................................................................................................................ 4 技術(shù)研究 ................................................................................................................................................... 4 微氣象模塊（ MICROMETEOROLOGICAL MODEL） ........................................................................... 9 CALMET 模塊所需輸入的數(shù)據(jù)及計(jì)算機(jī)格式要求（ SUMMARY OF DATA AND COMPUTER REQUIREMENTS） ......................................................................................................................................... 13 3 CALMET模塊使用說(shuō)明 ............................................................................................................................ 14 控制文件（ ）的建立 ................................................................................................ 14 CALMET 外部輸入文件 ..................................................................................................................... 16 CALMET 的輸出文件（ ） ..................................................................................... 23 4CALPUFF煙團(tuán)擴(kuò)散模塊 ............................................................................................................................ 26 CALPUUFF 煙團(tuán)擴(kuò)散模型簡(jiǎn)介 ........................................................................................................ 26 CALPUFF 模塊特征及其中的選項(xiàng) .................................................................................................. 26 技術(shù)研究 ................................................................................................................................................. 28 CALPUFF 煙團(tuán)擴(kuò)散模型 .................................................................................................................... 43 CALPUFF 模塊使用說(shuō)明 .................................................................................................................... 44 5 CALPOST后處理模塊 ............................................................................................................................... 60 CALPOST 模塊的介紹及選項(xiàng) ........................................................................................................... 60 CALPOST 模塊的輸入文件及輸出文件 ......................................................................................... 60 1 1 簡(jiǎn) 介 CALPIUFF模型概述 空氣質(zhì)量擴(kuò)散模式研究方法基本上是在把握城市下墊面特征和氣象場(chǎng)特征 的基礎(chǔ)上，掌握各種類型的污染物排放源資料，進(jìn)而運(yùn)用邊界層湍流擴(kuò)散理論及大氣化學(xué)理論確立污染物遷移、擴(kuò)散和轉(zhuǎn)化的規(guī)律。模式可以處理逐時(shí)變化的點(diǎn)源、面源、線源、體源等污染源，可選擇模擬小時(shí)、天、月以及年等多種平均模擬時(shí)段，模式內(nèi)部包含了化學(xué)轉(zhuǎn)化、干濕沉降等污染物去除過(guò)程，充分考慮下墊面的影響，輸出結(jié)果主要包括逐時(shí)的地面網(wǎng)格和各指定受體點(diǎn)的污染物濃度。 Predicted Concentration Fields () Predicted Dry Flux Fields () Relative Humidity Data for Visibility Calculations () Predicted Concentration Fields () CALPUFF Output List File () Gridded Hourly Wind Fields () CALPOST Postprocessor Output List File () 圖 1－ 1 CALPUFF模型 技術(shù)流程 3 CALPUFF 模型系統(tǒng)（ CALPUFF Modeling System） 在 CALPUFF 模型中，大部分軟件都是根據(jù) CALMET、 CALPUFF 和CALPOST 三個(gè)模塊開(kāi)發(fā)的。具體可供使用的模型模塊見(jiàn)圖 1－ 2。 技術(shù)研究 網(wǎng)格系統(tǒng)（ Grid System） CALMET 氣象模塊的網(wǎng)格是一個(gè)由 X、 Y、 Z 方向構(gòu)成的三維網(wǎng)格系統(tǒng)，圖2－ 1 以一層 74 網(wǎng)格的例子舉例說(shuō)明了 CALMET 的網(wǎng)格系統(tǒng)的構(gòu)成。當(dāng)模擬較大區(qū)域的空氣質(zhì)量時(shí)，用戶應(yīng)該選用蘭伯特投影坐標(biāo)系，以便校正由于地球曲率造成的誤差。笛卡兒坐標(biāo)系的風(fēng)速垂直分量 w，按如式計(jì)算 ： ? ? ? ?kzhVw t ???? e xp 6 ||NNk? 21?????? ??????? dzdgN ?? V——區(qū)域平均風(fēng)速， m/s； ht——地形高度， m； k——大氣穩(wěn)定度冪指數(shù)； z——垂直坐標(biāo) N——地面到用戶輸入的高度 “ZUPT”的 Brunt Vaisala 頻數(shù)； θ——位溫， K； g——重力加速度， m/s2。 suuu ?139。 thNVFr ?? ? ? ? ?ijkijt zhh ??? max Fr——局地佛羅德數(shù)（ Froude 數(shù)）； V——網(wǎng)格點(diǎn)的風(fēng)速， m/s； N——Brunt Vaisala 頻數(shù)； 7 ?ht——障礙物的有效高度， m； (hmax)i j——網(wǎng)格點(diǎn)（ i,j）的影響半徑內(nèi)的最大地形高度， m； (z)i j k——網(wǎng)格點(diǎn)（ i,j）的最打高度， m。內(nèi)插和外推、平滑處理、垂直風(fēng)速的 O?Brien調(diào)整、散度最小化。 ? ?? ? ? ??????k kk kkobsobsRRRvuRvuvu2222139。 ? ?Pmmz zzuu ?? z——網(wǎng)格中點(diǎn)高度， m； zm——地面觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)高度， m； uz——在高度 z 處