大气氮沉降数值模拟的演替进程与模型筛选/Numerical modeling atmospheric nitrogen deposition:evolution process and models'screening[J]

中国是维持全球氮平衡的关键.以大气氮沉降为例,畜禽养殖、化肥施用、能源消耗等人为扰动致使活性氮的排放量与沉降量正持续走高,欧美已率先开展氮沉降及其引发的环境与经济后果的评估.中国省级或更大尺度的沉降规模,空间分布和输移途径资料较难获取,大气传输模型(ATMs)提供了经济可行的解决方案.通过概述ATMs的演进阶段和代表模型,并为应对我国缺乏氮沉降模拟专业模型的问题,建立一个总量近百的大气氮沉降相关模型(排放源含NH3、NOx和SO2的ATMs),以总揽世界模型发展全貌.理论上,模型的检验和相互比较以监测值与模拟值的定性分析为基础,中国面临的困境缺乏全国性的统一监测网络在短期内难以解决.事实上,大气氮沉降模型在污染场和浓度场的模拟过程中受到诸如大气环流、边界层高度等条件的制约进而影响模拟效果.NH3的特性对模型提出了更高要求.一方面通过参考相关文献归纳各种制约条件的相对重要性,另一方面结合模型自身架构(格网大小、垂直精度、气象场获取途径以及扩散模式的选取)、模拟过程(源排放、干沉降和扩散)、设计意图,力图以定性或半定量的方法探讨各个模型应对制约条件的能力,比较各自优劣,以期筛选出适用于模拟省域乃至全国大气氮沉降的数值模型.