[科普中国]-大气扩散相似理论

大气扩散相似理论(Atmospheric diffusion similarity theory)在量纲分析的基础上发展起来的一种研究近地层大气扩散问题的理论。假定流场的拉格朗日特征量仅仅取决于表征流场欧拉性质的参量(摩擦速度及莫宁奥布霍夫长度)，进而把粒子的扩散特征与风速和温度的空间分布联系起来。先考察粒子铅直扩散时位移的时间变率，再假定其水平位移平均值的时间变率与某一高度处的平均风速相等，给出决定这些粒子平均扩散状态的方程后，便可得出地面线源铅直扩散的解。目前该理论的实际应用尚不多，仅限于解决某些近地面薄层内小尺度的铅直扩散问题。

简介大气扩散相似理论(Atmospheric diffusion similarity theory)在量纲分析的基础上发展起来的一种研究近地层大气扩散问题的理论。假定流场的拉格朗日特征量仅仅取决于表征流场欧拉性质的参量(摩擦速度及莫宁奥布霍夫长度)，进而把粒子的扩散特征与风速和温度的空间分布联系起来。先考察粒子铅直扩散时位移的时间变率，再假定其水平位移平均值的时间变率与某一高度处的平均风速相等，给出决定这些粒子平均扩散状态的方程后，便可得出地面线源铅直扩散的解。目前该理论的实际应用尚不多，仅限于解决某些近地面薄层内小尺度的铅直扩散问题。1

大气扩散模型大气扩散模型(atmospheric difrusion model)通过描述污染物在大气中迁移转化规律的方程或公式，定量地模拟计算污染物浓度时空分布的数学模型。

大气污染物在空间中的散布是在大气边界层的湍流流场中进行的，或者说其散布过程就是大气输送与扩散的结果。因此，大气扩散模式是一种用以处理大气污染物在大气中(主要是边界层内)输送、扩散和转化问题的物理和数学模型。大气扩散理论研究一直沿着三个理论体系发展起来的，即梯度输送理论，湍流统计理论和相似理论。它们分别考虑不同的物理机制，采用不同的参数，利用不同的气象资料，在不同的假定条件下建立起来的。因此，它们具有不同的优缺点，只能在一定的范围内适用。 由于影响扩散过程的气象条件、地形、下垫面状况及污染源本身的复杂性，到目前为止，基于现有的扩散理论，还不能找到一个适用于各种条件的大气扩散模式来描述所有复杂条件下的大气扩散问题。

因此，近几十年来 ，气象学家们建立和发展了许多大气扩散模型，形成了种类繁多、能够处理不同条件下大气扩散问题的大气扩散模 型。如针对特殊气象条件和地形的扩散模型、封闭型扩散模型、熏烟型扩散模型、山区大气扩散模型和沿海大气扩散模式型。1

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学