[发明专利]带网格嵌套功能的中尺度大气光化学污染模拟预测算法

摘要

本发明公开了一种带网格嵌套功能的中尺度大气光化学污染模拟预测算法，本发明在CALGRID模式中加入了嵌套网格功能，在整个模拟时段内对母区域粗网格进行计算，并且在每个时步输出结果时将细网格子区域边界对应的母区域网格上的值进行存储，作为子区域的边界值，模式运行后子区域对应的母区域的网格点上的值进行存储，并作为子区域的初始场，子区域进行计算时，子区域提供更真实的初始条件和时变边界条件。本发明采用单调的插值方法，认为小区域最外层的网格值等于所在的粗网格的值。

主权项

1.一种带网格嵌套功能的中尺度大气光化学污染模拟预测算法，包括以下步骤：步骤1：采用CALGRID化学模式，考虑大气化学反应、大气输送与扩散、沉降、底面积高架排放源的影响，并对化学物种原始浓度中物理量的平均量分解为脉动量，得到化学物种浓度变化方程如式(1)， ∂ C ∂ t = - ▿ · ( V C ) + ▿ · ( K ▿ C ) + E + ( ∂ C ∂ t ) D + ( P C H E M - L C H E M ) - - - ( 1 ) ]]>式中，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，E是污染源排放，是由于沉降引起的物种浓度变化，PCHEM是化学产生率，LCHEM是化学损失率；式(1)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；式(1)中右侧多项式依次分别为平流项、扩散项、源项、沉降项、化学变化项；步骤2：所述CALGIRD化学模式中，对研究区域整个大区域进行粗网格嵌套，并对大区域中的目标小区域进行细网格划分，所述大区域为母区域，所述目标小区域为子区域，所述母区域和子区域采用相同预报模式，即自模式嵌套；步骤3：在整个模拟时段内，对母区域进行粗网格计算，且在每个时步输出结果时，将细网格子区域的边界对应的母区域网格上值进行存储，并作为子区域的边界值，所述细网格子区域的边界包括顶边界和侧边界；步骤4：运行所述CALGIRD化学模式，待各物种浓度平衡稳定后，将所有子区域对应的母区域的网格点上的值进行存储，并作为子区域的初始场；步骤5：以步骤3获得的存储值作为子区域的边界值，以步骤4得到值作为子区域的初始场条件，对子区域进行计算，计算时将粗网格的直插到相应细网格中。