【摘 要】
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将集合预报技术引入到大气扩散数值模拟中,是提高大气扩散数值模拟能力的一种新的、有效的手段.2011 年3 月受日本东北部9.0 级大地震影响,日本福岛第一核电站发生核泄漏
【机 构】
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国家气象中心数值预报中心,北京100081
【出 处】
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第21届中国大气环境科学与技术大会暨中国环境科学学会大气环境分会2015年学术年会
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将集合预报技术引入到大气扩散数值模拟中,是提高大气扩散数值模拟能力的一种新的、有效的手段.2011 年3 月受日本东北部9.0 级大地震影响,日本福岛第一核电站发生核泄漏事故.以此次核泄漏事故的全球扩散为研究对象,通过运用不同的大气扩散预报技术(集合预报和确定性预报),模拟福岛核泄漏释放出来的放射性物质在全球的扩散过程,并利用监测资料对模拟结果进行了对比分析和评估.针对拉格朗日型的大气扩散模型,开发了三种集合预报技术,分别为：气象场扰动技术MET(主要针对平均风场进行的扰动)、湍流扰动技术TUR(针对风场脉动项进行扰动)和基于大气扩散物理过程参数化方案的集合预报技术PHY.模拟结果显示：集合预报的扩散轨迹模拟技术能更好地模拟粒子随大气环流扩散的过程；此外,与MET 和TUR 相比,确定性预报和集合预报PHY 模拟扩散范围偏小,扩散速度偏慢,且无法模拟出4 月初日本福岛核放射物质向我国东部海域扩散的过程.MET 和TUR 技术核心是对平均速度和湍流速度进行扰动；这种对粒子扩散路径的三维扰动,会促使污染物向更远方向进行扩散,水平方向扩散连续也更符合监测情况；PHY 主要是对扩散物理过程参数进行扰动,以垂直速度的扰动为主,造成扩散范围偏小、水平方向扩散不连续.此外,监测站点与模拟结果的时间序列对比分析结果表明：模拟结果均能较好反应浓度趋势演变,不过模拟浓度偏低,尤其是确定性预报和PHY 试验；此外,通过与监测站点的比较得出：与 PHY 相比,MET 和TUR 在平均浓度和最大浓度出现概率上具有更大优势.本文的研究结果对于丰富大气扩散数值模拟研究,提高环境应急响应服务水平具有参考意义.
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