Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Метод расчета и климатологического анализа характеристик атмосферы, определяющих перенос и рассеяние примеси

Диссертация: Метод расчета и климатологического анализа характеристик атмосферы, определяющих перенос и рассеяние примеси
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Проведен пространственный анализ и рассчитан комплект электронных климатических карт основных характеристик атмосферы, определяющих ее рассеивающие способности, на основании которых удалось выяснить закономерности пространственной изменчивости этих характеристик в изучаемом регионе. Проведено уточнение разработанной ранее численной модели^ атмосферного пограничного слоя применительно к расчету… Читать ещё >

Содержание

  • СОКРАЩЕНИЯ
  • 1. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА АТМОСФЕРЫ
    • 1. 1. Особенности загрязнения атмосферы Восточного Средиземноморья
    • 1. 2. Роль метеорологических факторов в переносе и рассеивании примесей в атмосфере
    • 1. 3. Основные закономерности рассеивания примесей в атмосфере
    • 1. 4. Категории устойчивости атмосферы Пэскуилла-Гиффорда
    • 1. 5. Общие понятия о неблагоприятных метеорологических условиях
    • 1. 6. Потенциал загрязнения атмосферы
  • 2. МЕТОД РАСЧЕТА ВЕРТИКАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ АТМОСФЕРНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАСЧЕТУ ХАРАКТЕРИСТИК РАССЕИВАЮЩИХ СПОСОБНОСТЕЙ АТМОСФЕРЫ
    • 2. 1. Постановка вопроса
    • 2. 2. Исходные уравнения
    • 2. 3. Модель суточных колебаний
    • 2. 4. Апробация метода для различных регионов
    • 2. 5. Метод расчета категорий устойчивости атмосферы по данным стандартных гидрометеорологических измерений и его верификация
    • 2. 6. Обобщение метода на случай учета синоптического фона и температуры морской поверхности
    • 2. 7. Экспериментальная проверка метода
  • 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ РАССЕИВАЮЩИХ СПОСОБНОСТЕЙ АТМОСФЕРЫ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ВОСТОЧНОМУ СРЕДИЗЕМНОМОРЬЮ
    • 3. 1. Постановка проблемы
    • 3. 2. Анализ исходных данных
    • 3. 3. Данные реанализа атмосферных процессов
    • 3. 4. Программное обеспечение
    • 3. 5. Общий статистический анализ результатов расчета климатических характеристик
      • 3. 5. 1. Характеристики инверсий температуры воздуха
      • 3. 5. 2. Категории устойчивости
    • 3. 6. Пространственный анализ

Метод расчета и климатологического анализа характеристик атмосферы, определяющих перенос и рассеяние примеси (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. В развивающихся странах за последние десятилетия достигнут существенный прогресс в развитии промышленности и энергетики. Это ставит их перед теми же проблемами в области охраны окружающей среды, что и развитые в промышленном отношении страны Европы и Северной Америки.

Между тем, в этих регионах практически полностью отсутствуют систематические исследования в области изучения рассеивающих способностей атмосферы. Вышеизложенное приводит к необходимости поиска способов получения достоверных оценок рассеивающих свойств атмосферы на основании косвенной, но единственно доступной на настоящий момент информации — стандартных метеорологических наблюдений и аэросиноптических данных, что оказывается возможным с использованием методов математического моделирования.

Целью работы является проведение комплекса расчетов основных параметров, определяющих рассеивающие свойства атмосферы применительно к такому интенсивно развивающемуся региону, как Восточное Средиземноморье, их статистическое обобщение и построение набора климатических карт этих параметров.

Для достижения поставленных целей в диссертационной работе были сформулированы следующие задачи:

• определить перечень параметров, характеризующих рассеивающие способности атмосферы исходя из сложившейся практики принятия управленческих решений в области природопользования;

• адаптировать разработанную ранее численную модель атмосферного пограничного слоя (АПС) к расчету характеристик рассеивания и осуществить ее верификацию;

• провести анализ доступных информационных ресурсов и сформировать архивы исходных данных для расчета в достаточном для статистического ^ и пространственного) анализа количестве;

• провести комплекс расчетов и построить климатические карты параметров, определяющих рассеивающие способности" атмосферы.

Методы исследования.

Основные методы исследования — компьютерное моделирование с использованием численной модели АПС, а также статистический и пространственный анализ результатов.

Научнаяновизна состоит в" том, что впервые на примере Восточного Средиземноморья проведен комплексный статистический анализ и построены климатические карты основных параметров, характеризующих рассеивающие способности атмосферы с использованием единственно доступных для этих целей архивов стандартных метеорологических и аэросиноптических данных.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Уточненный метод расчета характеристик рассеивающей способности атмосферы на основании стандартной метеорологической и аэросиноптической информации, а также результаты его верификации.

2. Результаты статистического анализа временной изменчивости характеристик рассеивающей способности атмосферы на различных территориях.

3. Климатические карты характеристик рассеивающей способности атмосферы для Восточного Средиземноморья.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются строгой математической постановкой задачи о численном моделировании АПС, результатами верификации модели АПС, а также статистической обеспеченностью рассчитанных на основе архивов стандартной гидрометеорологической' информации статистических характеристик рассеивающей способности атмосферы. >

Теоретическая и практическая ценность диссертации состоит в разработке оригинальных методов, позволяющих лишь на основе стандартной гидрометеорологической информации рассчитывать характеристики рассеивающих способностей атмосферы и построить климатические карты такого рода характеристик применительно к интенсивно развивающемуся в промышленном отношении региону. Эти карты могут найти применение при-размещении новых промышленных производств, объектов традиционной и ядерной энергетики и элементов транспортной инфраструктуры. Апробация диссертационной работы.

Основные результаты исследования, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались:

• на научных семинарах кафедры метеорологи, климатологии и охраны атмосферы Российского государственного гидрометеорологического университета (2003;2008 гг.);

• итоговых сессиях Ученого совета РГГМУ (2005,2006 гг.);

• на заседаниях Международной научной конференции «Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон», СПб, РГГМУ (2005г.);

• на заседании международной конференции «Изменение климата и окружающая среда», СПб, РГГМУ, 06−09.12.2005 г.

В заключение сформулируем основные выводы из проделанной работы.

1. Проведено уточнение разработанной ранее численной модели^ атмосферного пограничного слоя применительно к расчету характеристик рассеивания атмосферы в направлении учета в модели трехмерного аэросиноптического фона, получаемого на основании данных реанализа атмосферных процессов.

2. Результаты верификации численной модели путем сопоставления с данными измерений на Останкинской телебашне позволили оценить точность расчета характеристик вертикальной структурыполя температуры и скорости ветра, а также характеристик устойчивости атмосферы. Показано, что коэффициент корреляции между расчетными и измеренными значениями интегрального числа Ричардсона составляет величину 0.9, а вероятность точной оценки категории устойчивости — 80%.

3. Проведен комплексный статистический" анализ характеристик атмосферы, определяющих ее рассеивающие способности, который показал, что такого рода характеристики атмосферы имеют в регионе Восточного Средиземноморья выраженный суточный ход.

4. Проведен пространственный анализ и рассчитан комплект электронных климатических карт основных характеристик атмосферы, определяющих ее рассеивающие способности, на основании которых удалось выяснить закономерности пространственной изменчивости этих характеристик в изучаемом регионе.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Арабская Республика Египет. Справочник Текст. / Отв. ред. A.M. Васильев-М.: Наука, 1990.-355 с.
  2. Основные климатические данные по странам ближнего- и- среднего: востока и' южной Азии? (1966 — 1975) Текст.: в 2 ч. 411 / Под- ред. Ю.С.Чернова-и^АЖ Староверовой.-М.:Гидрометеоиздат, 1981−133 с.
  3. Детри, Ж. П1Атмосфера'Должна^быть, чистошТекст.-/Ж.Ш Детри-М.: Прогресс, 1973 .-379 с.
  4. , Г. И. Гигиенические критерии максимально допустимой нагрузки Текст. / Г. И. Сидоренко, М. А. Пинигин // Всесторонний анализ окружающей природной среды: сб. работ.-Л.: Гидрометеоиздат, 1975.-С. 119 — 128. '
  5. Израэль, Ю: А. Допустимая антропогенная, нагрузка на окружающую природную среду Текст. / Ю. А. Израэль // Всесторонний анализ окружающейприродной среды: труды IIСоветско-американского симпозиума, Гонолулу,
  6. Гавайи, 20 26 октября 1975 г.-Л.: Гидрометеоиздат, 1976.-С.12 — 19.
  7. Лаклэр- Е. Экономические и социальные аспекты загрязнения атмосферы^ Текст. / Е. Лаклэр // Загрязнение атмосферного воздуха.-Женева: ВОЗ, 1963.
  8. Air quality criteria for sulphur oxides Text.-Washington, D.C.:U.S. Department of Health, Education and Welfare, Jan. 1969.-P.178.
  9. Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide: Global update 2005 Text.-Geneva: WHO, 2005.
  10. Environmental- statistics in the Mediterranean countries Compendium 2005 Text.-—Istanbul: Turkish Ministry of Nature Protection, 2005.
  11. Transportation emissions in Lebanon Text.: Extent and mitigation 2005—
  12. Beirut: Lebanon Ministry of Nature Protection, 2005.
  13. Качество воздуха // Офиц. сайт Палестинской' национальной автономии Электронный ресурс.- / Палестинский: стат. центр.-Рамалла-Режим доступа: www.pcbs.gov.ps.
  14. Environmental: balance // World lunks Arab Reagion Electronic resource. / Ministry of education Sirya.-Damascus.-Point of access: www.pnic.gov.ps.
  15. Статистические данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу автомобилями // Офиц. сайт Палестинского ин-та стандарт. Электронный-ресурс. / PSI -Режим-доступа: www.pshgov.ps.
  16. Monthly report от. .the.-, air/ quality in Egypt // The Environmental Information and Monitoring Program Electronic resource.?- 7 EIMP- Point of access: http://www.eeaa.gov.eg/eimp/index:html-
  17. Эл Абси, Самир. Исследование влияния метеорологических условий на формирование режима загрязнения* большого города-: и его окрестностей Текст.: Магистерская диссертация / Самир Эл Абси.-СПб.: РП’МИ, 1995−102 с. -.-¦" ¦.'... .
  18. Schrenk, Н.Н. Air pollution in Donora. Epidemiology of unusual- smog episode of October 1948 Text. / H-H. Schrenk- USA: By Health Security. Agency, 1949.
  19. , М.Е. О расчете загрязнения атмосферы выбросами из дымовых труб электростанций Текст. / М.Е. Берлянд- Е. ЖЕенихович, Р. И Оникул // Труды ГГО -1964- Вып. 158.-С.З 21.
  20. Оникул, Р. И, Методика расчета загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий и тепловых электростанций Текст. / Р. И: Оникул // Метеорологические аспекты загрязнения: атмосферы: сб. науч. работ.-Л.: Гидрометиздат, 1971.-С.70 81.
  21. , М.Е. К обобщению теории рассеивания промышленных выбросов в атмосферу Текст. / М. Е. Берлянд, Р. И. Оникул // Труды ГГО.— 1971.-Вып. 254.-С.З -38.
  22. Holzworth, G.C. Estimates of mean maximum, mixing depths in1 the contiguous United-States Text. / G.C. Holzworth // Mon. Wea. Rev.-1964-Vol.92, № 5.-P.17 19.
  23. Fensterstoork, J. Thanksgiving, 1966. Air Pollution episode in the Eastern United States Text. / J: Fensterstoork-U.S. Department of Health, Education and Welfare-.Consumer Protection and Environmental Health Service, 1968.
  24. Wolzworth, G.C. Glimatological aspects of the composition and pollution of the atmosphere Text. / G.C. Wolzworth // WMO Techn. Note-1974-№ 139.-P.43.
  25. , М.Е. Численное исследование атмосферной диффузшг при" нормальных и аномальных условиях стратификации Текст. / М. Е. Берлянд. Е. Л. Гениховвич. В. П. Ложкина, Р. И. Оникул // Тр. ГГО-1964.-Вып. 158-С.22−32.
  26. , Э.Ю. К определению потенциала загрязнения воздуха Текст. / Э. Ю. Безуглая // Тр. ГГО.-1968.-Вып. 234.-С.69 79.
  27. , И.А. Повторяемость метеорологических условий, способствующих увеличению загрязнения приземного слоя атмосферы в Новосибирске Текст. / И. А. Шевчук, Л. И. Введенская, Т. Г. Володкевич // Тр. Новосиб. Регион. ГМЦ.-1969.-Вып. 2.
  28. Bryson, A. Air pollution Text. / A. Bryson, Е. Kutzbach // Assoc. Am. Geograph. Resource Pap.-1968.-№ 2.-P.62.
  29. Holzworth, G.C. A study of air potential for the Western United States Text. / G.C. Holzworth // J. Appl. Met.-1962.-Vol. 1, № 3.
  30. , Л.Р. Синоптические условия формирования периодов высокого загрязнения воздуха в различных районах СССР Текст. / Л. Р. Сонькин //ТрудыГТО.-1979-Вып. 436.-С.49
  31. , М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы Текст. / М.Е. Берлянд-Л.: Гидрометеоиздат, 1975−448 с.
  32. , A.M. К вопросу о загрязнении воздуха при туманах Текст. / A.M. Царев // Тр. ГТО.-19 721-Вып. 352.- С. 113 118:
  33. Hanna, S.R. A simple dispersion model for the analysis of chemically reactive pollutants Text. / S.R. Hanna // Atmos. Environ.-1973.-Vor. 7, № 8 — P.803 817.
  34. Hoagen-Smit, A.J. Ozone formation in photochemical oxidation of organic substances Text. / A.J. Hoagen-Smit, M.M. Fox // Ind. Eng. Chem-1956-Vol. 4.
  35. , M.T. Механизм фотохимического загрязнения атмосферы городов Текст. / М. Т. Дмитриев, Н. А. Китросский, В. А. Попов // Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы: сб. науч. работ—Л.: Гидрометеоиздат, 1971- С.295 309.
  36. , М.Т., Соловьева Т. В., Китросский Н. А. О Физико-химическом механизме образования озона и фотооксидантов в атмосферном воздухе Текст. / Гигиена и санитария, 1971.-№ 10 — С. 6 10.
  37. , Э.Ю. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения городов- Текст. / Э.Ю.-. Безуглая.-Л.: Гидрометеоиздат, 1980.-184 с.
  38. Э.Ю. Статистический метод оценки влияния! метеорологических условий на содержание примесей в атмосфере Текст. / Э: Ю. Безуглая, В. В. Клинго // Труды ГГО-1974.-Вып. 314 С. 81 — 96.
  39. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере. Справочное пособие Текст. /.-JI.: Гидрометеоиздат, 1983.-326 с.
  40. , Д.Л. Динамическая: метеорология Текст. / Д. Л. Лайхтман.-Л.: Гидрометеоиздат, 1976. •42 0рленко, Л. Р. Строение планетарного пограничного слоя атмосферы Текст.-/ .ШР- Орленко:-ЛГидрометеоиздат, 1979:
  41. Гаврилов, А.С. ZONE: следующий шаг Текст. / А.С. Гаврилов-СПб.:Изд. АО «ДЕЙТА», 1995.-32 с.-(Сер. «Библиотека пользователя ЭПК «ZONE»).
  42. , А.С. Интеллектуальная- геоинформационная система Текст. / А. С. Гаврилов // Бюллетень ГИС ассоциации.-1998.-Вып. 1(13).-С.58−59.
  43. , А.С. Методика- расчета выбросов- в атмосферу загрязняющих- веществ автотранспортом на городских магистралях Текст. / А. С. Гаврилов.-М., 1996.-22 с.
  44. , Д.Л. Физика пограничного слоя атмосферы Текст. / Д.Л. Лайхтман-Л.: Гидрометеоиздат, 1970
  45. , Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы Текст. / Л. Т. Матвеев.-Л.: Гидрометеоиздат, 1984.-751 с
  46. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей Текст. / Под ред. Ф.Т. М. Ньистадт, Х. Ван Доп.-Л.: Гидрометеоиздат, 1985.-350.-(Пер. с англ.)
  47. , Д.Л. Физика пограничного слоя атмосферы Текст. / Д.Л. Лайхтман-Л.: Гидрометеоиздат, 1970.-341 с.
  48. Бин, Б. Р: Радиометеорология Текст. / Б. Р. Бин, Е.Дж. Даттон.-Л.: Гидрометеоиздат, 1971.-361 с.-(Пер.с англ.)
  49. , Л.Н. Введение в нелинейную- теорию мезометеорологических процессов Текст. / Л.Н. Гутман—Л.: Гидрометеоиздат, 1969.-293 с.
  50. , А.С. Математическое моделирование мезометеорологических процессов Текст. / А. С. Гаврилов.-Л.: ЛПИ, 1988.— 96 с.
  51. , А.С. О влиянии радиации на режим приземного слоя атмосферы Текст. / А. С. Гаврилов, Д. Л. Лайхтман // Изв. АН СССР. Сер. ФАО.-1973—Т. 9.-С.27 33.
  52. , А.С. Нестационарная задача о строении пограничного слоя атмосферы с учетом радиационного теплообмена Текст. / А. С. Гаврилов, Л. Н. Гутман, В. Н. Лыкосов // Труды Зап.-Сиб. РНИГМИ.-1974.-Вып.П.-С.35 48.
  53. Экологический программный комплекс для ПЭВМ Текст. / Под ред.
  54. A.С.Гаврилов.-СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.-300 с.
  55. , H.JI. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси Текст. / H.JI. Вызова, Е. К. Гаргер,
  56. B.Н. Иванов—Л.:Гидрометеоиздат, 1991.-274 с
  57. , А.С. Прогноз и климатологический анализ характеристик атмосферы, определяющих рассеяние антропогенных загрязнений Текст. / А. С. Гаврилов, А. Мханна, Р. Алтлули // Естественные и технические науки — М., 2008.-№ 6 .-С.221 -225.
  58. , Б.Г. Сплайны при решении прикладных задач метеорологии и гидрологии Текст. / Б. Г. Вагер, Н. К. Серков.-Л.: Гидрометеоиздат, 1 987 159 с.
  59. Bilgen S. Spline boundary element solution of dielectric scattering problems Text. / S. Bilgen, A Wexder- Ankara, Turkey: Department of Management, Middle East Technical University.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?