WRF-CMAQ氣象化學耦閤模型運用及分析:以武漢地區黑碳氣溶膠分布特徵為例 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙錦慧 著

圖書標籤:

• WRF-CMAQ
• 氣象化學耦閤模型
• 黑碳氣溶膠
• 武漢地區
• 大氣汙染
• 環境科學
• 數值模擬
• 氣象學
• 化學氣象學
• 空氣質量

店鋪： 天泰尚圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030556998

商品編碼：27260744890

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2018-01-01

基本信息

書名：WRF-CMAQ氣象化學耦閤模型運用及分析:以武漢地區黑碳氣溶膠分布特徵為例

定價：68.00元

作者：趙錦慧

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2018-01-01

ISBN：9787030556998

字數：237000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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大氣科學、環境科學的研究工作者、相關專業本科生和研究生

內容提要

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黑碳氣溶膠是大氣汙染物的重要組成部分，參與大氣物理、大氣化學、大氣光化學過程，對氣候、環境及人體健康等方麵産生影響。《WRF-CMAQ氣象化學耦閤模式的運用過程分析》基於WRF-CMAQ模型的運算結果，分析黑碳氣溶膠的分布規律。首先介紹CMAQ模型、WRF模型，確定排放源清單的概況，然後介紹基於WRF-CMAQ氣象化學耦閤模型的參數設置，運行此模型得到武漢地區黑碳氣溶膠的質量濃度，*後以武漢市一年期的黑碳氣溶膠實測數據作為實例進行驗證，確定耦閤模型的精度。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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WRF-CMAQ氣象化學耦閤模型運用及分析：以武漢地區黑碳氣溶膠分布特徵為例 書籍簡介 本書旨在全麵、深入地探討WRF-CMAQ氣象化學耦閤模型的原理、構建、應用及其在環境科學，特彆是大氣汙染模擬與分析中的實踐價值。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從模型基礎理論到具體案例分析的多個層麵，力求為環境科學研究人員、大氣科學專業學生以及相關政策製定者提供一個係統、詳實的參考資料。 第一部分：WRF-CMAQ耦閤模型基礎理論與框架構建 本部分首先構建瞭理解復雜氣象化學耦閤係統的理論基石。詳細介紹瞭天氣研究和預報模型（WRF）的核心機製，重點闡述瞭其在邊界層參數化、雲微物理過程和輻射傳輸方案的選擇對模擬結果的影響。隨後，深入剖析瞭化學傳輸模型（CMAQ）的演進曆程及其關鍵模塊，包括氣相化學機製（如CB05、SAPRC等）、有機氣溶膠（SOA）生成路徑以及顆粒物（PM）的動態演變過程。 至關重要的一章在於“耦閤機製的實現”。本書詳細闡述瞭WRF與CMAQ之間數據交換的接口設計，包括如何實現氣象場（如風場、溫度、濕度、湍流擴散係數）對化學傳輸過程的驅動，以及化學反應産物（如二次無機氣溶膠或二次有機氣溶膠的前驅物濃度）對氣象場（尤其是輻射和雲過程）的反饋效應。這種雙嚮耦閤是實現高精度、高分辨率大氣汙染模擬的關鍵技術瓶頸，本書提供瞭詳盡的求解算法和時間步長匹配策略。 第二部分：模型輸入數據準備與敏感性分析 精確的輸入數據是高質量模擬的前提。本部分詳細指導讀者如何收集、預處理和同化用於WRF-CMAQ模擬的關鍵數據。這包括： 1. 初始場與邊界條件設定： 討論瞭如何利用再分析資料（如NCEP/NCAR Reanalysis、ERA5）為WRF提供初始氣象條件，並探討瞭處理化學邊界條件的最佳實踐，尤其是在模擬區域邊緣的汙染物輸入問題上。 2. 排放清單的精細化處理： 重點討論瞭源清單（Emission Inventory）的構建與修正。針對特定汙染物（如$ ext{SO}_2$、$ ext{NO}_x$、$ ext{VOCs}$和$ ext{BC}$），詳細介紹瞭基於活動因子、時間變化因子和空間分布因子的排放因子（EFs）的調整方法。特彆關注瞭城市化進程中非點源和移動源排放的動態描述技術。 3. 模型性能評估與敏感性測試： 在模型運行之前，必須進行係統的敏感性分析。本部分闡述瞭如何通過改變關鍵參數（如對流參數化方案、化學機製的選擇、邊界層高度的設定）來評估其對模擬結果（特彆是地錶濃度和沉降通量）的影響幅度，從而確定最優的模型配置方案。 第三部分：黑碳氣溶膠的特殊模擬與特徵分析 本部分聚焦於本書的核心應用——黑碳（Black Carbon, BC）氣溶膠的模擬與分析。黑碳作為重要的短壽命氣候強迫因子（SLCP）和主要空氣汙染物，其傳輸與沉降機製復雜，對模型模擬提齣瞭更高的要求。 1. 黑碳的化學與物理過程描述： 詳細解讀瞭CMAQ中對黑碳的生命周期描述，包括直接排放、一次氣溶膠的轉化、氣相與固相的吸收/吸附過程，以及乾沉降和濕沉降的參數化方案。特彆討論瞭黑碳與其他有機碳（OC）和硫酸鹽（Sulfate）的混閤狀態對其輻射強迫效應的影響。 2. 武漢地區黑碳排放特徵與源解析： 結閤武漢市的地理和工業特徵，書中構建瞭該區域的精細化黑碳排放清單。通過應用CMAQ的源解析模塊（如BrC-APM或其衍生技術），對監測數據中的黑碳濃度進行迴溯分析，確定主要貢獻源（如交通排放、工業燃燒、生物質燃燒等）的時空分布特徵。 3. 時空分布特徵的深度剖析： 利用高分辨率模擬結果，本書展示瞭武漢地區黑碳在不同季節、不同天氣條件下的濃度廓綫和水平分布圖。分析瞭邊界層抬升、城市熱島效應以及冷鋒過境等氣象事件對黑碳日變化和季節變化的影響機製。例如，探討瞭鼕季逆溫層對近地麵黑碳濃度的“捕獲”效應，以及夏季對流混閤對垂直廓綫的影響。 4. 輻射強迫潛力的初步評估： 基於模擬齣的黑碳氣溶膠光學厚度（AOD）和單次散射反照率（SSA）等關鍵光學參數，初步評估瞭黑碳對該地區地錶短波輻射的吸收效應及其對區域氣候可能産生的短期影響。 第四部分：模型結果的驗證、不確定性評估與未來展望 任何數值模擬結果的可靠性都依賴於嚴格的驗證。本部分提供瞭詳盡的驗證方法論，包括與地麵監測站數據（如國傢環境監測網絡數據）的對比，以及與衛星遙感數據（如MODIS AOD）的時空相關性分析。 在不確定性評估方麵，本書坦誠地指齣瞭當前WRF-CMAQ模型在模擬黑碳過程中的固有局限性，例如： 化學反應速率常數的經驗依賴性； 對二次有機氣溶膠（SOA）中黑碳吸附能力的量化難度； 邊界層湍流混閤過程的尺度依賴性。 最後，本書對利用該耦閤模型進行區域空氣質量管理和政策優化的方嚮進行瞭展望，強調瞭高時間分辨率模擬在製定應急減排措施中的指導作用。 本書內容緊密結閤實際應用案例，邏輯清晰，旨在提供一個從理論到實踐的完整技術藍圖。

評分☆☆☆☆☆

這本書的定價和厚度都顯示齣其內容的專業性和信息密度。對於我這種希望從宏觀的政策製定角度理解汙染物輸送機製的研究者而言，我更看重的是模型結果如何轉化為政策建議的橋梁。模型的預測能力固然重要，但更重要的是，這些預測結果能夠有效地揭示武漢地區黑碳汙染的驅動因素——是本地排放為主，還是區域傳輸貢獻更大？這種歸因分析是政策製定者最關心的“落地”部分。我期望書中能包含一些敏感性實驗，比如虛擬地減少某個重點汙染源（如交通或工業區）的排放，看看對城市整體黑碳濃度的影響衰減麯綫如何變化。如果作者能結閤一些氣象異常年份（例如特定靜穩天氣時段）的模擬結果，來解釋黑碳汙染的極端事件，那這本書的理論深度和實際應用價值就達到瞭一個很高的水準，值得所有關注區域大氣環境質量的專業人士仔細研讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實抓人眼球，那種深沉的藍色調配上簡潔的字體，立刻讓人感受到它在科研領域的嚴肅與專業。我當時在書店裏隨意翻閱，目光很快就被“WRF-CMAQ”幾個字母吸引瞭，雖然我不是氣象化學領域的專業人士，但對環境科學的交叉學科研究一直抱有濃厚的興趣。這本書的結構看起來非常係統，從模型的基礎理論介紹，到具體參數的設置與優化，再到案例分析的詳細數據呈現，似乎為初學者和資深研究者都鋪設瞭一條清晰的學習路徑。特彆是它聚焦於武漢這樣一個復雜城市群的氣候背景，讓人非常期待看到作者是如何將宏大的耦閤模型應用於一個如此具體的、充滿挑戰性的地域案例中去。如果內容真如其包裝所示，它無疑會成為工具書架上不可或缺的一本實操指南，提供的不僅是理論框架，更是寶貴的實戰經驗分享。我希望它能用清晰易懂的語言，把那些復雜的偏微分方程和復雜的化學反應機製闡釋得透徹一些，畢竟，模型的成功運行往往取決於對細節的精確把握。

評分☆☆☆☆☆

我個人對這類跨學科的工程應用型書籍，其“可操作性”看得非常重。我希望這本書不僅僅是停留在理論層麵，更希望它能提供一個清晰的、可復現的研究框架。對於正在搭建自己第一個WRF-CMAQ模擬平颱的學生來說，麵對數以百計的輸入文件和復雜的編譯過程，一本詳盡的實戰手冊是多麼重要。我特彆期待書中關於預處理軟件（如前處理工具的腳本使用）的介紹，以及在高性能計算集群上並行計算時可能遇到的常見錯誤及其解決方案。如果能分享一些作者團隊在處理特定模型模塊（比如雲微物理方案或化學機製選擇）時的心得體會，那簡直是無價之寶。這種來自一綫操作者的“竅門”和“避坑指南”，往往比教科書上的標準流程更有價值。

評分☆☆☆☆☆

最近讀瞭幾本關於大氣汙染建模的書籍，坦白說，很多都陷入瞭枯燥的公式堆砌和生硬的軟件操作流程羅列之中，讀起來如同嚼蠟。我尤其關注那些在方法論上有創新突破的作品，期待能看到作者如何巧妙地融閤WRF的氣象驅動能力和CMAQ的化學傳輸能力，實現更精準的模擬。這本書的書名暗示瞭它不僅僅是介紹如何運行軟件，更強調“運用及分析”，這讓我對它的數據解讀部分抱有極高的期望。一個成功的模型應用，其價值往往體現在對結果的深度挖掘和對汙染源的科學歸因上。我希望看到作者能展示齣獨到的見解，比如針對武漢特有的“城中村”效應或者江漢平原的地理氣候特徵，模型是如何被“馴服”並展現齣其預測能力的。如果它能提供一些關於模型不確定性評估和敏感性分析的案例，那就更完美瞭，那纔是一個成熟研究的標誌。

評分☆☆☆☆☆

從內容排版和章節邏輯來看，這本書似乎花費瞭大量的篇幅來構建一個完整的知識閉環。我注意到“黑碳氣溶膠分布特徵”這一具體的應用點，這錶明作者試圖通過一個高影響力的汙染物來檢驗模型的綜閤性能。黑碳作為重要的輻射強迫因子和PM2.5的重要組成部分，其時空分布的準確性直接關係到區域氣候變化和健康風險評估。我關注的是，作者是如何處理黑碳源清單的構建和排放的垂直廓綫的輸入的，這往往是影響低層大氣模擬準確性的關鍵瓶頸。一本優秀的參考書應該能夠坦誠地指齣在特定區域應用通用模型時遇到的局限性，並提齣針對性的修正策略。如果書中能配有大量的對比圖錶，將模擬結果與實測數據進行細緻的對比，並對偏差進行閤理的科學解釋，那麼這本書的實用價值將大大提升，可以作為後續研究者避免“踩坑”的寶貴參考資料。