[發明專利]基于WRF模型的計算機程序化計算大氣環境容量的方法

在審

• 申請號: 201811274304.1
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109342658A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 袁彩鳳;時翔明;肖軍倉;李祥華;張志;張清敏;王凱麗;張曉果;王婧
• 申請（專利權）人: 河南省環境保護科學研究院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 軒文君

本發明涉及一種基于WRF模型的計算機程序化計算大氣環境容量的方法，本發明有效解決了在計算大氣環境容量時采用人工估算，公式中相關參數采用較大地理范圍內年平均值和經驗數值所帶來的計算結果時空精度差、經驗依賴性大的問題；解決的技術方案包括：選定某一區域對其進行網格化處理通過查詢相關文件計并結合WRF模型計算出該區域的大氣穩定度等級、大氣混合層厚度，經計算公式得出污染物的大氣環境容量；WRF模型可利用網上公開的基礎數據經計算輸出精確到小時的各種氣象參數，且計算地理范圍可精確到數平方公里，通過編制計算機程序從WRF計算結果文件中提取計算大氣環境容量所需的參數，可實現任意范圍內時間精確到小時的大氣環境容量。

技術領域

本發明涉及環境影響評價技術領域，尤其是涉及一種基于WRF模型的計算機程序化計算大氣環境容量的方法。

背景技術

環境容量(environment capacity)又稱環境負載容量、地球環境承載容量或負荷量，是在人類生存和自然生態系統不致受害的前提下，某一環境所能容納的污染物的最大負荷量。大氣環境容量主要與大氣混合層厚度、風速、沉降速率、降水、污染物標準濃度等因素相關，以往的大氣環境容量研究和實際應用中大氣環境容量計算主要采用A值法，依據國家頒布的相關標準和及再次基礎上進行改良的公式進行計算，但由于采用人工估算，公式中相關參數的取值多采用較大地理范圍內的年平均值和經驗數值，因此計算結果存在時空精度差、經驗依賴性較大的問題。本發明以WRF模型為例，該模型可利用在互聯網上公開的基礎數據經計算輸出精確到小時的各種氣象參數，且計算地理范圍可精確到數平方公里，通過編制計算機程序實現自動化計算，最終可實現任意地理范圍內時間精確到小時的大氣環境容量計算；因此，本發明提供一種基于WRF模型的計算機程序化計算大氣環境容量的方法。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明提供一種基于WRF模型的計算機程序化計算大氣環境容量的方法。有效的解決了在計算大氣環境容量時采用人工估算，公式中相關參數采用較大地理范圍內年平均值和經驗數值所帶來的計算結果時空精度差、經驗依賴性大的問題。

基于WRF模型的計算機程序化計算大氣環境容量的方法，其特征在于，計算步驟如下：

步驟一、計算某一選定區域W污染物的大氣環境容量，選定所要計算區域中心坐標為北緯A，東經B，邊長為X*Y的范圍，對于所要計算區域進行網格化處理，將其格網化為x*y個網格，選取計算范圍以單個網格為例進行計算，計算時間長度為K年L月M日0時-23時；

根據公式

δ＝[0.006918-0.399912cosθ₀+0.070257sinθ₀-0.006758cos2θ₀+0.000907sin2θ₀-0.002697cos3θ₀+0.001480sin3θ₀]×180/π

式中：θ₀＝360d_n/365,deg；

δ—太陽傾角，deg；

d_n—一年中日期序數，0，1，2……，364

得出所要計算區域K年L月M日的太陽傾角δ

步驟二、將步驟一中求得的太陽傾角代入公式

h₀＝arcsin[sinφsinδ+cosφcosδcos(15t+λ-300)]

式中：h₀—太陽高度角，deg；

φ—當地緯度，deg；

t—北京時間，h；

λ—當地緯度，deg；