康凌 朱好 黄倩倩 刘新建 蔺洪涛 蔡旭晖 宋宇 张宏升

CALMET时空分辨率对CALPUFF模拟浓度场的影响

康凌1,†朱好2黄倩倩3刘新建4蔺洪涛5蔡旭晖1宋宇1张宏升6

1.北京大学环境科学与工程学院环境科学系, 北京 100871; 2.生态环境部核与辐射安全中心, 北京 100082; 3.北京城市气象研究院, 北京 100089; 4.国家核应急响应技术支持中心, 北京 100071; 5.中国核电工程有限公司, 北京 100840; 6.北京大学物理学院大气与海洋科学系, 北京 100871; † E-mail: lkang@pku.edu.cn

采用 WRF 输出的逐小时 1km 分辨率预报风场作为 CALMET 诊断模式的输入, 生成不同时空分辨率的 CALMET 诊断风场, 耦合 CALPUFF 得到逐分钟 50m 分辨率浓度场, 在此基础上分析 CALMET 气象场时空分辨率对浓度场的影响, 并统计不同气象时空分辨率方案的计算耗时。结果表明, 当风向稳定且风速较大时, 较粗的时空分辨率亦能得到满意的风场和浓度场; 当风向转变且风速较小时, 时空分辨率对诊断风场和浓度场影响显著, 不同气象方案的浓度场差异可以高达 40%; 风场转变期间, 当 CALMET 的时间步长大于30min 时, 加密气象网格会降低浓度场的模拟精度, 时间步长越长, 浓度场偏离越显著。综合考虑计算耗时和浓度场模拟准确性, 推荐在大气污染事故应急预警中采用 10min 时间步长和 400m 网格距的 CALMET 气象方案。

CALMET/CALPUFF模式系统; 时空分辨率; 风场; 浓度场; 计算耗时

CALMET/CALPUFF 模式系统是美国国家环境保护局推荐的适用于长距离输送和涉及复杂流动(如复杂地形、海岸、小静风、熏烟和环流情形等)近场应用的导则模式[1], 也是 2018 版《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ 2.2—2018)[2]推荐模型之一。……