[发明专利]增加有机气溶胶化学过程的大气污染模拟预测算法

权利要求书

1.一种增加有机气溶胶化学过程的大气污染模拟预测算法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：基于CALGRID的化学模式，考虑大气化学反应、大气输送与扩散、沉降、地面面源和高架排放源的影响，并引入对有机气溶胶浓度的影响变化项，得到化学物种浓度变化方程如式(1)，

式中，右侧多项式中，第一项▽·(VC)为二阶湍流扩散项，第二项▽·(K▽C)为扩散项，第三项(P-L)_GAS为气相化学变化项，第四项CHEM_org为有机气溶胶浓度的变化项，第五项E_ANT为人为污染源排放项，第六项由干沉降引起的物种浓度变化；其中，C是化学物种平均浓度，V是三维风矢量的平均量，K是湍流扩散系数，式中，二阶湍流扩散项▽·(K▽C)通过湍流扩散系数K理论闭合转化得到；

步骤2：有机气溶胶浓度的变化项CHEM_org的求解方法如下：

假定活泼性有机气体ROG通过光化学反应生成八类半挥发有机气体，并通过气粒转换成相应的有机气溶胶SOA，对所述八类活泼有机气体ROG进行种类划分，并对其转化的有机气溶胶SOA进行分类，各转换反应的参数列于表1：

上述活泼有机气体在大气中与OH自由基，NO₃自由基和臭氧进行氧化反应，反应式如下：

TOL+OH→0.039CVARO1+0.108CVARO2 (1)

XYL+OH→0.039CVARO1+0.108CVARO2 (2)

CSL+OH→0.039CVARO1+0.108CVARO2 (3a)

CSL+NO₃→0.039CVARO1+0.108CVARO2 (3b)

HC+OH→0.048CVALK1 (4)

OLT+OH→0.008CVOLE1 (5a)

OLT+NO₃→0.008CVOLE1 (5b)

OLT+O₃→0.008CVOLE1 (5c)

OLI+OH→0.008CVOLE1 (6a)

OLI+NO₃→0.008CVOLE1 (6b)

OLI+O₃→0.008CVOLE1 (6c)

API+OH→f_OH·(0.028CVAPI1+0.241CVAPI2) (7a)

API+NO₃→f_NO3·(0.028CVAPI1+0.241CVAPI2) (7b)

API+O₃→f_O3·(0.028CVAPI1+0.241CVAPI2) (7c)

LIM+OH→f_OH·(0.163CVLIM1+0.247CVLIM1) (8a)

LIM+NO₃→f_NO3·(0.163CVLIM1+0.247CVLIM1) (8b)

LIM+O₃→f_O3·(0.163CVLIM1+0.247CVLIM1) (8c)

上述反应方程中，权重因子f_OH＝0.228，其他部分氧化产物因为具有较低的饱和蒸气压，因此能通过核化或凝结过程转换成气溶胶SOA。

2.根据权利按要求1所述增加有机气溶胶化学过程的大气污染模拟预测算法，其特征在于：步骤2中所述八类半挥发有机气体SOA的反应产物中的半挥发性产物i的总质量浓度C_tot,i通过式(2)求取：

式(2)中，a_i为半挥发性产物i的化学计量系数；m_i和m_ROG分别为半挥发性产物i和活泼性有机气体ROG的摩尔质量，gmol^-1；ΔROG为反应消耗掉的ROG的量。