Информационная система "Конференции"

Тезисы докладов

Загрязнения окружающей среды в результате выбросов с промышленных предприятий, работы атомных и тепловых электростанций, запуски ракетоносителей с космодромов и загазованность больших городов давно превзошли предельно допустимые нормы. Комплексную оценку степени антропогенного загрязнения окружающей среды не возможно получить, не используя методов математического моделирования. Такое исследование можно провести только с помощью эксперимента, натурного или смоделированного. Натурные эксперименты очень дороги, а в некоторых случаях как, например авария, опасны и практически невыполнимы. Поэтому методы математического моделирования или моделирование эксперимента являются основным инструментом такого исследования.

В данной работе рассматривается математическая модель распространения примеси в свободной атмосфере и приводиться ее численная реализация. В качестве основных уравнений здесь используется система уравнений динамики свободной атмосферы. Обычно для оценки антропогенного загрязнения окружающей среды достаточно иметь несколько измеренных физических параметров, на основе которых можно было бы приближенно оценить загрязнение окружающей среды, в настоящей работе такими параметрами являются концентрация и температура.

Система уравнений решается численно. Для решения уравнения движения применен метод расщепления по физическим параметрам, где для нахождения составляющей компонентов скорости применен метод дробных шагов. Уравнение геопотенциальной высоты выводится из уравнения неразрывности с учетом кинематического условия на верхней границе атмосферы и его решение ищется прямым неявным методом, с применением матричной прогонки. Вертикальная составляющая скорости находится из уравнения неразрывности. А уравнения для температуры и концентрации решаются методом дробных шагов с помощью трех - шаговой схемы, где по каждой координате неявное разностное уравнение решается методом скалярной прогонки.

Для решения задач были заданы начальные и граничные условия, геострофический ветер на высотах и количество примеси на начальный момент времени. Расчеты проводились в прямоугольной области с размерами по обоим горизонтальным направлениям 130 км, а по высоте от 15 до 45 км. Полученные по приведенному численному алгоритму данные показывают, что концентрация примеси образует расширяющееся облако до определенных размеров и распространяется на большую площадь, чем динамическое поле возмущения. И со временем динамическое поле затухает, а поле концентраций переходит в состояние пассивной примеси, и еще долго мигрирует по стратосфере. Проследить дальнейший путь концентрации примеси в стратосфере после его переноса из расчетной области так же является проблематичной, так как необходимо будет моделировать большие масштабы.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск