Модель химического транспорта
Модель переноса химических веществ (CTM) — это тип компьютерной численной модели , которая обычно имитирует химию атмосферы и может давать прогноз загрязнения воздуха .
Модели химического транспорта и модели общей циркуляции
[ редактировать ]В то время как соответствующие модели общей циркуляции (GCM) сосредоточены на моделировании общей динамики атмосферы (например, потоков жидкости и тепла ), CTM вместо этого фокусируется на запасах и потоках одного или нескольких химических веществ . Точно так же СТМ должен решать только уравнение неразрывности для интересующего его вида, ГКМ должен решать все примитивные уравнения для атмосферы ; однако ожидается, что CTM будет точно отражать весь цикл интересующих видов, включая потоки (например, адвекцию ), химическое производство/потери и осаждение . При этом тенденция, особенно по мере того, как стоимость вычислений со временем снижается, заключается в том, что GCM включают CTM для видов, представляющих особый интерес для динамики климата , особенно видов с более коротким сроком жизни, таких как оксиды азота и летучие органические соединения ; это позволяет получать обратную связь от CTM к расчетам излучения GCM, а также позволяет обновлять метеорологические поля, заставляющие CTM обновляться с более высоким временным разрешением, чем это может быть практично в исследованиях с автономными CTM.
Типы моделей химического транспорта
[ редактировать ]СТМ можно классифицировать в соответствии с их методологией и интересующими видами, а также более общими характеристиками (например, размерностью, степенью разрешения).
Методологии
[ редактировать ]Джейкоб (1999) [1] классифицирует СТМ как эйлеровы/"коробочные" или лагранжевы/"слоеные" модели, в зависимости от того, фокусируется ли рассматриваемый СТМ на [1]
- (Эйлеровы) «ящики», через которые проходят потоки и в которых с течением времени происходит химическое производство / потеря и отложение.
- (Лагранжиан) образование и движение частиц воздуха («клубков») с течением времени.
Эйлерова СТМ решает свои уравнения непрерывности , используя глобальную/фиксированную систему отсчета , тогда как лагранжева КТМ использует локальную/подвижную систему отсчета.
См. также
[ редактировать ]- обсуждение сетки в CLaMS
- Лагранжевы и эйлеровы координаты
- обсуждение уравнения непрерывности во Введении Джейкоба в химию атмосферы онлайн
Примеры эйлеровых СТМ
[ редактировать ]- ККАТТ-БРАМС
- WRF-Chem
- CMAQ , Веб-сайт CMAQ
- CAMx
- GEOS-Chem
- ЛОТОС-ЕВРО
- СООТВЕТСТВОВАТЬ
- MOZART : ( Модель для OZone химических связанных и с ним гонщиков ) разработана совместно ( США ) Национальным центром атмосферных исследований (NCAR), Лабораторией геофизической гидродинамики (GFDL) и Институтом метеорологии Макса Планка (США). для моделирования изменений озона концентрации в Земли атмосфере . MPI-Met ) МОЦАРТ был разработан для моделирования в тропосфере . химических и транспортных процессов [2] но был расширен (МОЦАРТ3) на стратосферу и мезосферу . Он может управляться стандартными метеорологическими полями, например, Национальными центрами экологического прогнозирования (NCEP), Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) и Глобальным управлением моделирования и ассимиляции (GMAO), или полями, генерируемыми из моделей общего обращения . MOZART2 MOZART4 улучшает химические механизмы , фотолиза схему , механизм сухого осаждения , биогенные выбросы и обработку тропосферных аэрозолей .
- ТОМКАТ/СЛИМКАТ
- ХИМЕРЫ
- ПОЛИФЕМ
- TCAM (Модель транспортного химического аэрозоля; TCAM): метод математического моделирования (компьютерное моделирование), предназначенный для моделирования определенных аспектов атмосферы Земли. TCAM — одна из нескольких моделей переноса химических веществ, каждая из которых связана с перемещением химических веществ в атмосфере и поэтому используется при изучении загрязнения воздуха.
- TCAM — это многофазная трехмерная модель эйлеровой сетки (в отличие от лагранжевых или других методов моделирования). Он предназначен для моделирования рассеивания загрязняющих веществ (в частности, фотохимических и аэрозольных ) на мезомасштабах (средний масштаб, обычно касается систем размером в несколько сотен километров). [3]
- TCAM был разработан в Университете Брешии в Италии. [4]
Примеры лагранжевых СТМ
[ редактировать ]Примеры полулагранжевых КТМ
[ редактировать ]Примеры озоновых СТМ
[ редактировать ]- Моллюски
- МОЦАРТ
Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Джейкоб, Дэниел (1999). Введение в химию атмосферы (1-е изд.). Издательство Принстонского университета . стр. 75–85. ISBN 0-691-00185-5 . Архивировано из оригинала 10 октября 2019 г. Проверено 25 февраля 2016 г.
- ^ Горовиц, Ларри В.; Стейси Уолтерс; Дениз Л. Мозералл; Луиза К. Эммонс; Филип Дж. Раш; Клэр Гранье; галстук Сюэси; Жан-Франсуа Ламарк; Мартин Г. Шульц; Джеффри С. Тиндалл; Джон Дж. Орландо; Гай П. Брассер (2003). «Глобальное моделирование тропосферного озона и связанных с ним индикаторов: описание и оценка MOZART, версия 2» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 108 (D24): 4784. Бибкод : 2003JGRD..108.4784H . дои : 10.1029/2002JD002853 . Проверено 8 июня 2008 г.
- ^ Эметере, Моисей Этериго; Акинлаби, Эстер Титилайо (2020). Введение в анализ и моделирование экологических данных . Конспект лекций по сетям и системам (№ 58). Спрингер. п. 18. ISBN 978-3-030-36207-2 . Проверено 19 января 2022 г.
- ^ Группа ESMA (Моделирование и оценка экологических систем) Университета Брешии.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Моделирование рассеяния воздуха в Curlie
- МОЦАРТ:
- UCAR Страница MOZART
- МПИ- Мет Страница МОЦАРТ
- Страница МОЦАРТа Ларри Горовица