WRF-CMAQ氣象化學耦合模型運用及分析：以武漢地區(qū)黑碳氣溶膠分布特征為例
定 價：68 元
叢書名：普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材普通高等院校工程實踐系列規(guī)劃教材
- 作者：趙錦慧編著
- 出版時間：2018/1/1
- ISBN：9787030556998
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：P4
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
黒碳氣溶膠是大氣污染的重要組成部分，參與大氣物理、大氣化學、大氣光化學過程，對氣候、環(huán)境及人體健康等方面產(chǎn)生影響。本書基于WRFF-CMAQ模型的運算結(jié)果，分析黑碳氣溶膠的分布規(guī)律。本書首先介紹CMAQ模型、WRF模型，確定排放源清單的概況，其次介紹基于WRF-CMAQ氣象化學耦合模型的參數(shù)設(shè)置，運行此模型得到武漢地區(qū)黑碳氣溶膠的質(zhì)量濃度，*后以武漢市一年期的黑碳氣溶膠實測數(shù)據(jù)作為實例進行驗證，確定耦合模型的精度。
適合大氣科學、環(huán)境科學的科研工作者、相關(guān)專業(yè)本科和研究生閱讀。
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目錄
第1章 CMAQ模型簡介 1
1.1 CMAQ模型的功能 1
1.1.1 CMAQ模型的應(yīng)用方向 1
1.1.2 CMAQ模型應(yīng)用實例 2
1.1.3 CMAQ功能概述 2
1.2 CMAQ系統(tǒng)安裝 5
1.2.1 安裝準備 5
1.2.2 安裝文件 5
1.2.3 運行程序 6
1.3 CMAQ主要輸入模塊 7
1.3.1 氣象化學交互模塊MCIP 8
1.3.2 初始場和邊界場條件模塊ICON和BCON 8
1.3.3 光化學速率計算模塊JPROC 9
1.3.4 化學機制編譯模塊CHEMMECH 10
1.3.5 過程分析模塊PROCAN 10
1.4 CMAQ主程序 11
1.4.1 模型構(gòu)建程序 12
1.4.2 邊界條件程序 12
1.4.3 化學傳輸程序 14
1.4.4 初始條件程序 20
1.4.5 氣象化學接口程序 22
第2章 WRF模型基本框架 24
2.1 WRF模型的整體框架介紹 24
2.2 WRF的預處理系統(tǒng) 25
2.2.1 預處理系統(tǒng)簡介 25
2.2.2 WPS各程序的功能 26
2.2.3 WPS創(chuàng)建嵌套區(qū)域 27
2.2.4 用于方案的靜態(tài)數(shù)據(jù) 29
2.2.5 WPS中并行 30
2.2.6 WPS處理程序 31
2.2.7 格式化氣象要素場數(shù)據(jù) 33
2.2.8 生成并編輯變量名列表 33
2.2.9 GEOGRID二進制格式寫靜態(tài)數(shù)據(jù) 35
2.2.10 namelist變量的講述 36
2.2.11 GEOGRID和METGRID中可行的插值方案 40
2.3 WRF-NMM初始化 42
2.4 WRF-NMM模型基本特性 43
2.4.1 物理參數(shù)化方案選項 44
2.4.2 變量列表說明 47
2.4.3 運行WRF 48
2.4.4 多區(qū)域的設(shè)計 49
第3章 排放源清單的建立與分析 52
3.1 建立排放源清單的步驟 52
3.2 建立排放源清單的工具 54
3.2.1 MeteoInfo軟件 54
3.2.2 MEIC源清單 54
3.3 排放源清單的預處理過程 56
3.4 區(qū)域排放源清單制作流程 57
第4章 WRF-CMAQ氣象化學耦合模型的構(gòu)建 58
4.1 CMAQ的輸入文件 58
4.2 CMAQ模型診斷輸出文件和平流輸出文件 68
4.2.1 CCTM基礎(chǔ)輸出文件 68
4.2.2 用于診斷CMAQ模型的輸出輔助文件 69
4.2.3 定義網(wǎng)格層、結(jié)構(gòu)域與化學過程 70
4.3 CMAQ模型主要文件體系 72
4.3.1 BCON編譯及環(huán)境參數(shù)設(shè)置 73
4.3.2 Calmap文件配置和環(huán)境變量 75
4.3.3 CCTM文件配置和環(huán)境變量 76
4.3.4 CHEMMECH和CSV 2NML文件配置及環(huán)境變量 81
4.3.5 ICON文件配置和環(huán)境變量 83
4.3.6 JPROC文件配置和環(huán)境變量 85
4.3.7 LTNG_ 2D_DATA文件配置和環(huán)境變量 86
4.3.8 MCIP文件配置和環(huán)境變量 87
4.3.9 PARIO文件配置和環(huán)境變量 90
4.3.10 PROCAN文件配置和環(huán)境變量 90
4.3.11 STENEX文件配置和環(huán)境變量 91
第5章 多尺度空氣質(zhì)量模型WRF-CMAQ主要模塊的配置及其環(huán)境變量設(shè)置——以武漢市區(qū)域模擬為例 92
5.1 排放源清單的構(gòu)建 92
5.1.1 前處理 92
5.1.2 參數(shù)設(shè)置 92
5.1.3 運行程序 93
5.2 基于WRF-CMAQ氣象化學耦合模型的大氣污染物擴散運動的模擬 94
5.2.1 實施方案 94
5.2.2 模擬區(qū)域選擇子系統(tǒng) 95
5.2.3 WRF氣象模型參數(shù)化方案設(shè)計子系統(tǒng) 95
5.2.4 排放源制作及其處理子系統(tǒng) 95
5.2.5 CMAQ模型參數(shù)化方案子系統(tǒng) 96
5.2.6 編譯和配置區(qū)域大氣質(zhì)量模型CMAQ 96
5.2.7 耦合中尺度大氣模型WRF和區(qū)域大氣質(zhì)量模型CMAQ 97
5.3 MCIP模塊的編譯與運行 97
5.3.1 創(chuàng)建MCIP可執(zhí)行文件 97
5.3.2 配置和執(zhí)行MCIP運行腳本 100
5.4 BCON模塊的編譯與運行 102
5.4.1 使用模型構(gòu)建器配置BCON腳本 102
5.4.2 創(chuàng)建BCON可執(zhí)行文件 104
5.4.3 配置BCON運行腳本 104
5.5 ICON模塊的編譯與運行 106
5.5.1 配置ICON的運行腳本 107
5.5.2 運行ICON腳本 109
5.6 CCTM模塊的編譯與運行 110
5.6.1 使用模型編譯器腳本 110
5.6.2 創(chuàng)建CCTM可執(zhí)行文件 113
5.6.3 配置CCTM運行腳本(run script) 113
5.6.4 執(zhí)行CCTM運行腳本(run script) 117
5.7 運行WPS 117
5.8 模擬結(jié)果與分析 121
第6章 武漢市城區(qū)黑碳濃度的模擬值與實測值的對比 139
6.1 實地監(jiān)測條件 139
6.1.1 采樣區(qū) 139
6.1.2 采樣地點 140
6.1.3 采樣儀器 141
6.1.4 采樣數(shù)據(jù)的處理 141
6.2 實測值與模擬值的對比 141
6.3 模型驗證 142
第7章 武漢市城區(qū)黑碳氣溶膠質(zhì)量濃度的分布規(guī)律 144
7.1 武漢市城區(qū)黑碳氣溶膠質(zhì)量濃度的垂向空間分布規(guī)律 144
7.1.1 垂向BC質(zhì)量濃度的時間變化規(guī)律 144
7.1.2 水平方向BC質(zhì)量濃度的空間變化規(guī)律 147
7.2 武漢市城區(qū)黑碳氣溶膠質(zhì)量濃度的橫向空間分布規(guī)律 149
7.2.1 日均值空間分布特征 149
7.2.2 月均值空間分布特征 150
7.3 武漢市城區(qū)黑碳氣溶膠質(zhì)量濃度的時間分布規(guī)律 155
7.3.1 月變化特征 155
7.3.2 季節(jié)變化特征 156
7.4 武漢市城區(qū)黑碳氣溶膠時空分布特征的原因分析 160
7.4.1 時間差異的原因分析 160
7.4.2 空間差異的原因分析 161
第8章 武漢市城區(qū)黑碳質(zhì)量濃度的相關(guān)因素及軌跡分析 162
8.1 武漢市城區(qū)黑碳氣溶膠濃度的氣象因素分析 162
8.1.1 降水對黑碳氣溶膠濃度的影響 162
8.1.2 溫度對黑碳氣溶膠的影響 163
8.1.3 風對黑碳氣溶膠的影響 163
8.1.4 能見度對黑碳氣溶膠的影響 164
8.1.5 多元線性回歸分析 165
8.2 武漢市城區(qū)黑碳氣溶膠和其他大氣污染物的相互關(guān)系 166
8.3 武漢市城區(qū)典型黑碳污染事件的軌跡分析 168
8.3.1 三個高度層氣團運動軌跡的季節(jié)差異分析 169
8.3.2 污染日三個高度層氣團運動軌跡分析 172
參考文獻 175
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