Методы для характеристики областей ветра и турбулентности

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 19Следующая ⇒

Атмосферная турбулентность оказывает большое влияние на скорость рассеивания загрязняющего облака. Стабильность – это понятие, используемое для характеристики свойства низменной атмосферы, которая регулирует вертикальное движение воздуха. В частности, устойчивость относится к тенденции атмосферы сопротивляться или усиливать вертикальное движение и, следовательно, турбулентность. Стабильная атмосфера препятствует вертикальному перемешиванию; нейтральная атмосфера не усиливает и не препятствует вертикальному перемешиванию; нестабильная атмосфера усиливает вертикальное перемешивание и турбулентность. Солнечная радиация играет большую роль в стабильности атмосферы. При сильном солнечном излучении земля нагревает и согревает низинный воздух; теплый воздух поднимается, создавая вихри и высокий уровень турбулентности. В отличие от этого, когда температура воздуха увеличивается с высотой, силы плавучести действуют, чтобы препятствовать вертикальному перемешиванию, создавая очень стабильную атмосферу. Классификация стабильности является центральным фактором в моделях воздушной дисперсии ALOHA.

Пасквилл (Пасквилл 1961) определил шесть классов устойчивости атмосферы (сейчас их обычно называют классами стабильности Пасквилла-Гиффорда-Тернера). Классы А–F представляют собой различные степени атмосферной турбулентности. Класс устойчивости D представляет собой условие нейтральной устойчивости. Неустойчивые условия связаны с классами атмосферной устойчивости A, B и C, где A чрезвычайно неустойчива, B умеренно неустойчива и C слабо неустойчива. Классы устойчивости E и F представляют собой все более стабильные атмосферные условия.

ALOHA может использовать любой из двух методов оценки для определения класса устойчивости атмосферы в зависимости от того, вводит ли пользователь информацию о погоде вручную или переносная метеостанция передает на нее показания. Кроме того, ALOHA позволяет пользователю переопределить эти методы и непосредственно указать класс стабильности.

Ручной ввод данных атмосферных условий

Когда пользователь вручную вводит атмосферные данные, ALOHA использует метод класса устойчивости, который включает в себя схему типизации стабильности Пасквиля-Гиффорда-Тернера. Метод был разработан с использованием измерений дисперсий воздуха, собранных во время экспериментальных релизов, проведенных в 1950-х и 1960-х годах. В ходе этих экспериментов большинство измерений концентрации проводилось на расстоянии 1 км от точки выброса. Поскольку только в нескольких случаях концентрации были измерены на расстоянии до 10 километров от места выброса, неясно, является ли метод надежным на больших расстояниях.

Солнечная инсоляция (поток солнечной энергии) и скорость ветра являются двумя факторами, влияющими на выбор класса устойчивости в ALOHA. Таблица 10 служит основой для определения класса устойчивости шлейфов над сушей в ALOHA. Эта таблица идентична таблице, представленной Тернером (Тернер 1994), за исключением того, что Тернер не назначал классы устойчивости для ночных случаев, когда скорость ветра меньше 2 м с^-1. По словам Тернера, сильная инсоляция соответствует солнечной высоте более 60° в ясный день, умеренная инсоляция соответствует солнечной высоте между 60° и 35° в ясный день, а небольшая инсоляция соответствует солнечной высоте между 15° и 35° в ясный день. Ночь считается временем между часом до захода солнца до одного часа после восхода солнца.

Таблица 10 – Таблица солнечной инсоляции и классов устойчивости

ALOHA включает солнечную высоту и облачный покров в определении класса устойчивости. Для определения солнечной инсоляции используются введенные пользователем данные о дате, времени, местоположении и облачности. Если более чем один класс стабильности соответствует указанным условиям, ALOHA выбирает наиболее стабильный из этих классов. ALOHA предоставляет пользователю возможность напрямую выбрать класс стабильности.

Для шлейфов над водой ALOHA принимает стабильные условия независимо от солнечной инсоляции или скорости ветра.

ALOHA классифицирует солнечную инсоляцию, основанную на потоке чистой энергии на землю. Солнечная инсоляция выше 851 Вт/м² считается сильной инсоляцией; расчетная инсоляция между 851 и 526 Вт/м² считается умеренной инсоляцией; расчетная инсоляция между 526 и 176 Вт/м² считается небольшой инсоляцией. ALOHA оценивает солнечную инсоляцию, поглощенную землей, от местоположения, времени и степени облачности (Рафаэль, 1962):

C_I – индекс облачности (по шкале от 0 до 10);

φ_S – солнечная высота (угол солнца над местным горизонтом) в градусах.

ALOHA вычисляет солнечную высоту, φ_S, как функция

широты в радианах, θ,

долгота в радианах, λ,

час дня в среднем по Гринвичу (GMT), Z (от 1 до 24 часов),

юлианский день (число дней в году) в днях, J (от 1 до 365 дней),

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 255; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!