WRF-CMAQ气象化学耦合模型运用及分析 以武汉地区黑碳气溶胶分布特征为例PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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第1章 CMAQ模型简介1

1.1 CMAQ模型的功能1

1.1.1 CMAQ模型的应用方向1

1.1.2 CMAQ模型应用实例2

1.1.3 CMAQ功能概述2

1.2 CMAQ系统安装5

1.2.1 安装准备5

1.2.2 安装文件5

1.2.3 运行程序6

1.3 CMAQ主要输入模块7

1.3.1 气象-化学交互模块MCIP8

1.3.2 初始场和边界场条件模块ICON和BCON8

1.3.3 光化学速率计算模块JPROC9

1.3.4 化学机制编译模块CHEMMECH10

1.3.5 过程分析模块PROCAN10

1.4 CMAQ主程序11

1.4.1 模型构建程序12

1.4.2 边界条件程序12

1.4.3 化学传输程序14

1.4.4 初始条件程序20

1.4.5 气象-化学接口程序22

第2章 WRF模型基本框架24

2.1 WRF模型的整体框架介绍24

2.2 WRF的预处理系统25

2.2.1 预处理系统简介25

2.2.2 WPS各程序的功能26

2.2.3 WPS创建嵌套区域27

2.2.4 用于方案的静态数据29

2.2.5 WPS中并行30

2.2.6 WPS处理程序31

2.2.7 格式化气象要素场数据33

2.2.8 生成并编辑变量名列表33

2.2.9 GEOGRID二进制格式写静态数据35

2.2.10 namelist变量的讲述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 物理参数化方案选项44

2.4.2 变量列表说明47

2.4.3 运行WRF48

2.4.4 多区域的设计49

第3章 排放源清单的建立与分析52

3.1 建立排放源清单的步骤52

3.2 建立排放源清单的工具54

3.2.1 MeteoInfo软件54

3.2.2 MEIC源清单54

3.3 排放源清单的预处理过程56

3.4 区域排放源清单制作流程57

第4章 WRF-CMAQ气象化学耦合模型的构建58

4.1 CMAQ的输入文件58

4.2 CMAQ模型诊断输出文件和平流输出文件68

4.2.1 CCTM基础输出文件68

4.2.2 用于诊断CMAQ模型的输出辅助文件69

4.2.3 定义网格层、结构域与化学过程70

4.3 CMAQ模型主要文件体系72

4.3.1 BCON编译及环境参数设置73

4.3.2 Calmap文件配置和环境变量75

4.3.3 CCTM文件配置和环境变量76

4.3.4 CHEMMECH和CSV2NML文件配置及环境变量81

4.3.5 ICON文件配置和环境变量83

4.3.6 JPROC文件配置和环境变量85

4.3.7 LTNG_2D_DATA文件配置和环境变量86

4.3.8 MCIP文件配置和环境变量87

4.3.9 PARIO文件配置和环境变量90

4.3.10 PROCAN文件配置和环境变量90

4.3.11 STENEX文件配置和环境变量91

第5章 多尺度空气质量模型WRF-CMAQ主要模块的配置及其环境变量设置——以武汉市区域模拟为例92

5.1 排放源清单的构建92

5.1.1 前处理92

5.1.2 参数设置92

5.1.3 运行程序93

5.2 基于WRF-CMAQ气象化学耦合模型的大气污染物扩散运动的模拟94

5.2.1 实施方案94

5.2.2 模拟区域选择子系统95

5.2.3 WRF气象模型参数化方案设计子系统95

5.2.4 排放源制作及其处理子系统95

5.2.5 CMAQ模型参数化方案子系统96

5.2.6 编译和配置区域大气质量模型CMAQ96

5.2.7 耦合中尺度大气模型WRF和区域大气质量模型CMAQ97

5.3 MCIP模块的编译与运行97

5.3.1 创建MCIP可执行文件97

5.3.2 配置和执行MCIP运行脚本100

5.4 BCON模块的编译与运行102

5.4.1 使用模型构建器配置BCON脚本102

5.4.2 创建BCON可执行文件104

5.4.3 配置BCON运行脚本104

5.5 ICON模块的编译与运行106

5.5.1 配置ICON的运行脚本107

5.5.2 运行ICON脚本109

5.6 CCTM模块的编译与运行110

5.6.1 使用模型编译器脚本110

5.6.2 创建CCTM可执行文件113

5.6.3 配置CCTM运行脚本（run script）113

5.6.4 执行CCTM运行脚本（run script）117

5.7 运行WPS117

5.8 模拟结果与分析121

第6章 武汉市城区黑碳浓度的模拟值与实测值的对比139

6.1 实地监测条件139

6.1.1 采样区139

6.1.2 采样地点140

6.1.3 采样仪器141

6.1.4 采样数据的处理141

6.2 实测值与模拟值的对比141

6.3 模型验证142

第7章 武汉市城区黑碳气溶胶质量浓度的分布规律144

7.1 武汉市城区黑碳气溶胶质量浓度的垂向空间分布规律144

7.1.1 垂向BC质量浓度的时间变化规律144

7.1.2 水平方向BC质量浓度的空间变化规律147

7.2 武汉市城区黑碳气溶胶质量浓度的横向空间分布规律149

7.2.1 日均值空间分布特征149

7.2.2 月均值空间分布特征150

7.3 武汉市城区黑碳气溶胶质量浓度的时间分布规律155

7.3.1 月变化特征155

7.3.2 季节变化特征156

7.4 武汉市城区黑碳气溶胶时空分布特征的原因分析160

7.4.1 时间差异的原因分析160

7.4.2 空间差异的原因分析161

第8章 武汉市城区黑碳质量浓度的相关因素及轨迹分析162

8.1 武汉市城区黑碳气溶胶浓度的气象因素分析162

8.1.1 降水对黑碳气溶胶浓度的影响162

8.1.2 温度对黑碳气溶胶的影响163

8.1.3 风对黑碳气溶胶的影响163

8.1.4 能见度对黑碳气溶胶的影响164

8.1.5 多元线性回归分析165

8.2 武汉市城区黑碳气溶胶和其他大气污染物的相互关系166

8.3 武汉市城区典型黑碳污染事件的轨迹分析168

8.3.1 三个高度层气团运动轨迹的季节差异分析169

8.3.2 污染日三个高度层气团运动轨迹分析172

参考文献175