بررسی مدل پخش و پراکنش HYSPLIT در مطالعه گرد و غبارها
مدل پخش و پراکنش HYSPLIT
مدل HYSPLIT، مدلی دوگانه برای محاسبات خط سیر حرکت گرد و غبار، پراکندگی و شبیهسازی تهنشینی آن با استفاده از از رویکردهای PUFF و ذرات است. در این مدل محاسبه مسیر و غلظت آلاینده با استفاده از حداقل پارامترهای هواشناسی انجام میگیرد. روش محاسبهی مدل، ترکیبی میان دیدگاههای اویلری و لاگرانژی است و به همین دلیلHYSPLIT را مدلی دوگانه مینامند.
دو دیدگاه اساسی بر این مدل حاکم است:
الف: رویکرد لاگرانژی: در این رویکرد قضیه از دید فردی که با بسته هوا در حرکت است، بررسی میشود. به این ترتیب مجموع غلظت ذرات در هر شبکه در طول مسیر حرکت تعیین میشود.
ب: رویکرد اویلری: در این حالت قضیه از دید فردی که در مکان ثابت ایستاده است، بررسی میشود. غلظت ذرات برای هر شبکه با استفاده از حرکات پخش و انتقال ذرات تعیین میگردد.
– پخش ذرات در مدل HYSPLIT
الف: سه بعدی: در این مدل، آلاینده از منبع شروع در هر سه جهت پخش میشود.
ب: گوس: در این حالت منبع مانند یک دودکش نقطه ای در نظر گرفته شده و آلاینده به صورت نمودار گوسی پخش می شود. غلظت از پراکنش هوای آلوده در پایین دست محاسبه میگردد.
– کاربست مدل
از کاربردهای مختلف مدل HYSPLIT میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
۱٫ تحلیل هواشناشی و پروفیلهای باد.
۲٫ مدلسازی گرد و غبار.
۳٫ مدلسازی خط سیر رو به عقب و رو به جلو در ارتفاعهای متفاوت.
۴٫ مدلسازی آتشفشان.
۵٫ مدلسازی در مناطقی با عوارض پیچیده مانند مناطق ساحلی.
۶٫ مدلسازیهای پیچیده خط سیر (ماتریکس، پذیرنده و… ).
۷٫ مدلسازی مناطق صنعتی از لحاظ غلظت و نشست.
۸٫ مدلسازی شرایط اضطرار و نیاز به پاسخ سریع.
در بعد مدلسازی گرد و غبار لازم است ابتدا مناطقی که منابع انتشار هستند مشخص گردد، در مدل HYSPLIT به صورت پیشفرض مناطقی که دارای کاربری بیابانی هستند تعریف شدهاند. با توجه به نوع خاک سطحی (ماسهای، شنی، سیلت، رس و …)، این مناطق دارای حساسیت خاصی به فرسایش بادی هستند. پس از تعیین منابع بیابانی، با انجام تنظیمات مدل و ورود دادههای هواشناسی مدلسازی شروع میگردد.– تنظیم مدل در شبیهسازی گرد و غبار
برای مدلسازی گرد و غبار در مدل HYSPLIT نیاز به یک سری تنظیمات جهت شبیهسازی میباشد که این تنظیمات در سه قسمت اصلی این مدل انجام میپذیرد.
– قسمت غلظت
زیربخش تعیین غلظت مدل، نیاز به دادههای کامل هواشناسی از جمله سرعت باد (در سه جهت مداری، نصف النهاری و قائم)، ارتفاع لایهی مرزی، دما و فشار سطحی، میزان اختلاط اُفقی و عمودی، میزان رطوبت، شار گرمای سطحی و پنهان، شار تلاطمی و مقادیر بارش دارد. به جز دادههای هواشناسی لازم است مواردی از قبیل: زمان شروع، تعداد و مختصات (طول، عرض و ارتفاع مورد نظر) نقاط آغاز شبیهسازی غلظت، زمان کل اجرای شبیهسازی غلظت، جهت حرکت در شبیهسازی غلظت(حرکت رو به عقب (پسرو) یا رو به جلو (پیشرو)، تراز بالای مدل، (ترازی که بالاتر از آن، ارتفاع در محاسبات حذف خواهد شد)که به طور معمول و پیش فرض برابر ۱۰۰۰۰ متر بالای سطح زمین در نظر گرفته میشود، چگونگی حرکت عمودی (مدل دارای توانایی محاسبه حرکت عمودی توده با روشهای متفاوتی است که دادههای پیوسته ورودی بهترین گرینه خواهد بود) در مدل نیر وارد گردد. زمان انتشار آلاینده برابر زمان کل دورهی شبیهسازی قرار میگیرد.
– قسمت شبکه بندی
در قسمت شبکهبندی (Grid) گامهای مکانی متناسب با محدودهی مورد مطالعه، مختصات دامنهی شبیهسازی و دقت آن و زمان آغاز و پایان تعیین غلظت معرفی میگردد.
۳-۹-۴- ۳- قسمت نشست (رسوب) ذره
در قسمت نشست فاز ماده (ذره یا گاز)، در نظر گرفتن نشست خشک و تر و تعیین ثابت های آنها تعیین میگردد.
ممنون از مطلبی که ارائه نمودید ، لطفا مراحا و روش کار را نیز تشریح کنید.
نویسنده: کوهزاد رئیس پور
استادیار اقلیم شناسی در دانشگاه زنجان