Введение
Модели атмосферного рассеивания – это компьютерные программы, использующие математические алгоритмы для моделирования распространения загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, а также, в некоторых случаях, их взаимодействия в атмосфере.
Atmospheric dispersion models are computer programs that use mathematical algorithms to simulate how pollutants in the ambient atmosphere disperse and, in some cases, how they react in the atmosphere.
Модели Агентства по охране окружающей среды США
Многие модели дисперсии, разработанные или одобренные для использования Агентством по охране окружающей среды США (U.S. EPA), также принимаются для использования во многих других странах. Эти модели EPA далее сгруппированы в четыре категории.
Предпочтительные и рекомендуемые модели
AERMOD – Модель атмосферной дисперсии, основанная на структуре турбулентности и концепциях масштабирования в приземном слое атмосферы, включая обработку множественных точечных, площадных и объемных источников, расположенных на уровне земли и на возвышенностях. Она позволяет моделировать как ровную, так и сложную, сельскую или городскую местность и включает алгоритмы для учета влияния зданий и прорыва шлейфа через слои инверсии. Для стабильных атмосферных условий (т.е. низкой турбулентности) используется гауссовская дисперсия, а для нестабильных условий (высокой турбулентности) – негауссовская. В модель также включены алгоритмы уменьшения концентрации в шлейфе за счет влажного и сухого осаждения. Эта модель разрабатывалась около 14 лет, прежде чем была официально принята Агентством по охране окружающей среды США. CALPUFF – Нестационарная модель дисперсии пучков, имитирующая влияние меняющихся во времени и пространстве метеорологических условий на перенос, трансформацию и удаление загрязняющих веществ. CALPUFF может применяться для моделирования переноса на большие расстояния и в условиях сложного рельефа. BLP – Модель дисперсии гауссовского шлейфа, предназначенная для решения уникальных задач моделирования, связанных с промышленными источниками, где важны эффекты подъема шлейфа и приземного воздействия от стационарных линейных источников. CALINE3 – Модель гауссовской дисперсии в стационарном состоянии, предназначенная для определения концентраций загрязнения в точках приема вниз по ветру от автомагистралей, расположенных на относительно простой местности. CAL3QHC и CAL3QHCR – CAL3QHC – это модель, основанная на CALINE3, с расчетами очередей и моделью транспортного потока для расчета задержек и очередей на регулируемых перекрестках. CAL3QHCR – более совершенная версия, основанная на CAL3QHC, требующая локальных метеорологических данных. CTDMPLUS – Комплексная модель дисперсии в условиях сложного рельефа (CTDM) с алгоритмами для нестабильных ситуаций (т.е. сильно турбулентных атмосферных условий). Это усовершенствованная модель качества воздуха с точечным источником, основанная на гауссовском распределении, для использования во всех условиях стабильности (т.е. при любых условиях атмосферной турбулентности) в условиях сложного рельефа. OCD – Оффшорная и прибрежная модель дисперсии (OCD) – это гауссовская модель, разработанная для определения влияния выбросов с оффшорных источников (точечных, площадных или линейных) на качество воздуха в прибрежных районах. Она учитывает перенос и дисперсию шлейфа над водой, а также изменения, происходящие при пересечении шлейфом береговой линии.
Альтернативные модели
ADAM – Модель оценки дисперсии воздушных масс (ADAM) является модифицированной моделью «коробка» и гауссовской дисперсии, включающей термодинамику, химию, теплопередачу, аэрозольную нагрузку и эффекты плотных газов. ADMS 5 – Система моделирования атмосферной дисперсии (ADMS 5) – это современная модель дисперсии, разработанная в Великобритании для расчета концентраций загрязняющих веществ, выбрасываемых непрерывно из точечных, линейных, объемных и площадных источников, или дискретно из точечных источников. AFTOX – Гауссовская модель дисперсии, обрабатывающая непрерывные или импульсные, жидкие или газообразные, высотные или поверхностные выбросы из точечных или площадных источников. DEGADIS – Модель дисперсии плотных газов (DEGADIS) моделирует дисперсию у земли облаков газов или аэрозолей, плотность которых выше плотности воздуха, выбрасываемых с нулевым импульсом в атмосферу над плоской, ровной местностью. HGSYSTEM – Набор компьютерных программ, разработанных Shell Research Ltd. и предназначенных для прогнозирования источника и последующей дисперсии случайных выбросов химических веществ, с особым акцентом на поведение плотных газов. HOTMAC и RAPTAD – HOTMAC – это модель прогнозирования погоды, используемая совместно с RAPTAD, которая является импульсной моделью для переноса и дисперсии загрязняющих веществ. Эти модели применяются для сложного рельефа, прибрежных районов, городских зон и вокруг зданий, где другие модели оказываются неэффективными. HYROAD – Модель гибридной трассы интегрирует три отдельных модуля, моделирующих выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта и дисперсию этих выбросов. Дисперсионный модуль является импульсной моделью, определяющей концентрации оксида углерода (CO) или других газообразных загрязнителей и твердых частиц (PM) от выбросов транспортных средств в точках приема в пределах 500 метров от перекрестков дорог. ISC3 – Гауссовская модель, используемая для оценки концентраций загрязняющих веществ из различных источников, связанных с промышленным комплексом. Эта модель учитывает: осаждение и сухое осаждение частиц; принудительное оседание шлейфа; точечные, площадные, линейные и объемные источники; подъем шлейфа в зависимости от расстояния по ветру; разделение точечных источников; и ограниченную корректировку рельефа. ISC3 работает как в долгосрочном, так и в краткосрочном режимах. OBODM – Модель оценки воздействия на качество воздуха от открытого сжигания и детонации (OB/OD) устаревших боеприпасов и твердых ракетных топлив. В ней используются алгоритмы дисперсии и осаждения, взятые из существующих моделей для мгновенных и квазинепрерывных источников, для прогнозирования переноса и дисперсии загрязняющих веществ, выделяемых при открытом сжигании и детонации. PANACHE – Fluidyn PANACHE – это трехмерная модель механики жидкости с конечным объемом, предназначенная для моделирования непрерывной и краткосрочной дисперсии загрязняющих веществ в атмосфере, на простой или сложной местности. PLUVUEII – Модель, оценивающая ухудшение атмосферной видимости и изменение цвета атмосферы, вызванные шлейфами, возникающими в результате выбросов частиц, оксидов азота и оксидов серы. Модель прогнозирует перенос, дисперсию, химические реакции, оптические эффекты и поверхностное осаждение таких выбросов из единичного точечного или площадного источника. SCIPUFF – Импульсная модель дисперсии, использующая набор гауссовских импульсов для прогнозирования трехмерных, зависящих от времени концентраций загрязняющих веществ. В дополнение к среднему значению концентрации, SCIPUFF прогнозирует статистическую дисперсию концентраций, возникающую в результате случайных колебаний ветра. SDM – Береговая модель дисперсии (SDM) – это гауссовская модель дисперсии, используемая для определения концентраций на уровне земли от высоких стационарных точечных источников выбросов вблизи береговой линии. SLAB – Модель для выбросов газообразных шлейфов, плотность которых выше плотности воздуха, использующая одномерные уравнения импульса, сохранения массы и энергии, а также уравнение состояния. SLAB обрабатывает точечные источники выбросов на уровне земли, выбросы из высотных струй, выбросы из объемных источников и выбросы от испарения пулов утечки летучих жидкостей.
Модели скрининга
Это модели, которые часто используются перед применением детализированной модели качества воздуха, чтобы определить, нужна ли детализированная оценка. AERSCREEN – скрининговая версия AERMOD. Она предоставляет оценки концентраций без необходимости использования метеорологических данных, которые равны или превышают оценки, полученные AERMOD с полным набором метеорологических данных. Агентство по охране окружающей среды США (U.S. EPA) выпустило версию 11060 AERSCREEN 11 марта 2010 года с последующим обновлением, версией 11076, 17 марта 2010 года. 11 апреля 2011 года U.S. EPA опубликовало "Разъяснительную записку о AERSCREEN как о рекомендуемой модели скрининга". CTSCREEN – скрининговая версия CTDMPLUS. SCREEN3 – скрининговая версия ISC3. TSCREEN – модель скрининга токсичных веществ (TSCREEN) является гауссовской моделью для скрининга выбросов токсичных загрязняющих веществ в атмосферу и их последующего рассеивания при возможных выбросах на объектах, требующих особого внимания. Она содержит 3 модуля: SCREEN3, PUFF и RVD (выброс из предохранительного клапана). VALLEY – гауссовская модель рассеивания для скрининга в сложной местности, предназначенная для оценки 24-часовых или годовых концентраций, образующихся от до 50 точечных и площадных источников выбросов. COMPLEX1 – многоточечная модель скрининга с учетом рельефа, использующая алгоритм воздействия шлейфа модели VALLEY. RTDM3.2 – диффузионная модель для пересеченной местности (RTDM3.2) является гауссовской моделью для оценки концентраций на уровне земли от одного или нескольких расположенных рядом точечных источников на пересеченной (или равнинной) местности. VISCREEN – модель, которая рассчитывает влияние определенных выбросов при заданных условиях переноса и рассеивания.
Фотохимические модели
Фотохимические модели качества воздуха стали широко используемыми инструментами для оценки эффективности стратегий контроля, принятых регулирующими органами. Эти модели представляют собой крупномасштабные модели качества воздуха, которые имитируют изменения концентраций загрязняющих веществ в атмосфере, характеризуя химические и физические процессы, происходящие в ней. Эти модели применяются в различных географических масштабах – от локального и регионального до национального и глобального. Модели 3/CMAQ – Последняя версия общедоступной многомасштабной модели качества воздуха (CMAQ) обладает передовыми научными возможностями для проведения моделирования в городском и региональном масштабах широкого спектра проблем качества воздуха, включая тропосферный озон, тонкие частицы, токсичные вещества, кислотные осадки и ухудшение видимости. CAMx – Комплексная модель качества воздуха с расширениями (CAMx) моделирует качество воздуха в различных географических масштабах. Она обрабатывает широкий спектр инертных и химически активных загрязнителей, включая озон, твердые частицы, неорганические и органические PM2.5/PM10, ртуть и другие токсичные вещества. REMSAD – Региональная система моделирования аэрозолей и выпадения из атмосферы (REMSAD) рассчитывает концентрации как инертных, так и химически реактивных загрязнителей, моделируя атмосферные процессы, влияющие на концентрации загрязняющих веществ в региональных масштабах. Она включает процессы, важные для регионального смога, твердых частиц и других загрязнителей, переносимых по воздуху, включая растворимые кислотные компоненты и ртуть. UAM V – Городская модель воздушного бассейна стала пионерской работой в области фотохимического моделирования качества воздуха в начале 1970-х годов и широко использовалась для исследований качества воздуха, посвященных озону.
Другие модели, разработанные в США
CHARM – Модель, способная моделировать рассеивание токсичных веществ и частиц. Она может рассчитывать воздействие теплового излучения от пожаров, избыточного давления от механических повреждений и взрывов, а также ядерного излучения от выбросов радионуклидов. CHARM способна учитывать влияние сложного рельефа и зданий. Доступны лагранжианская версия для оперативной оценки и эйлерова версия с полным функционалом. Дополнительная информация доступна здесь. HYSPLIT – Гибридная модель траекторий отдельных лагранжианских частиц. Разработана в Лаборатории воздушных ресурсов NOAA. Модель HYSPLIT представляет собой комплексную систему для расчета как простых траекторий воздушных масс, так и сложных моделей рассеивания и осаждения. Более подробную информацию об этой модели можно найти здесь. PUFF PLUME – Гауссова модель рассеивания химических веществ и радионуклидов, включающая влажное и сухое осаждение, ввод в реальном времени метеорологических наблюдений и прогнозов, оценку доз при вдыхании и гамма-излучении, а также режимы рассеивания в виде пуфов или шлейфов. Это основная модель, используемая для реагирования на чрезвычайные ситуации, связанные с выбросами радиоактивных материалов в атмосферу на территории реки Саванна, принадлежащей Министерству энергетики США. Впервые она была разработана Тихоокеанской Северо-Западной национальной лабораторией (PNNL) в 1970-х годах. Puff модель – Puff – модель отслеживания вулканического пепла, разработанная в Университете Аляски Фэрбенкс. Для ее работы требуются данные о ветровом поле на географической сетке, охватывающей область возможного рассеивания пепла. Типичные частицы пепла запускаются в районе вулкана и затем перемещаются, диффундируют и оседают в атмосфере. Расположение частиц в любой момент времени после извержения можно просмотреть с помощью программного обеспечения для постобработки, входящего в состав модели. Выходные данные представлены в формате netCDF и могут быть просмотрены с использованием различных программ. Дополнительная информация о модели доступна здесь.
PUFF PLUME – A Gaussian chemical/radionuclide dispersion model that includes wet and dry deposition, real time input of meteorological observations and forecasts, dose estimates from inhalation and gamma shine, and puff or plume dispersion modes. It is the primary model for emergency response use for atmospheric releases of radioactive materials at the Savannah River Site of the United States Department of Energy. It was first developed by the Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) in the 1970s. Puff model – Puff is a volcanic ash tracking model developed at the University of Alaska Fairbanks. It requires NWP wind field data on a geographic grid covering the area over which ash may be dispersed. Representative ash particles are initiated at the volcano's location and then allowed to advect, diffuse, and settle within the atmosphere. The location of the particles at any time after the eruption can be viewed using the post processing software included with the model. Output data is in netCDF format and can also be viewed with a variety of software. More information on the model is available here.
Модели, разработанные в Соединенном Королевстве
ADMS 5 – См. описание этой модели в разделе альтернативных моделей среди моделей, одобренных Агентством по охране окружающей среды США (EPA). ADMS URBAN – Модель для моделирования рассеивания веществ в масштабах от уличного до городского или масштаба округа, учитывающая основные источники выбросов, такие как транспорт, промышленность, коммерческий сектор и бытовые источники. Она также используется для управления качеством воздуха и оценки текущего и прогнозируемого качества воздуха в соответствии с национальными и региональными стандартами в Европе и других странах. ADMS Roads – Модель для моделирования рассеивания выбросов от автотранспорта в небольших дорожных сетях в сочетании с выбросами от промышленных предприятий. Она обрабатывает множество источников выбросов от дорог, а также отдельные точечные, линейные или площадные источники выбросов, а работа модели аналогична другим моделям ADMS. ADMS Screen – Модель предварительной оценки для быстрой оценки влияния на качество воздуха выбросов от одного промышленного источника, чтобы определить необходимость более детального моделирования. Она объединяет алгоритмы моделирования рассеивания моделей ADMS с удобным интерфейсом, требующим минимального объема входных данных. GASTAR – Модель для моделирования аварийных выбросов горючих и токсичных газов, тяжелее воздуха. Она обрабатывает мгновенные и непрерывные выбросы, выбросы из струйных источников, выбросы при испарении летучих жидкостей, переменный уклон местности и шероховатость поверхности, препятствия, такие как заборы и здания, а также выбросы, изменяющиеся во времени. NAME – Численная модель атмосферного рассеивания (NAME) – это модель локального и глобального масштаба, разработанная Метеорологической службой Великобритании. Она используется для: прогнозирования качества воздуха, рассеивания загрязнений воздуха и кислотных дождей; отслеживания радиоактивных выбросов и выбросов вулканического пепла; анализа аварийных выбросов загрязняющих веществ и оказания помощи при реагировании на чрезвычайные ситуации; а также для долгосрочного анализа воздействия на окружающую среду. Это интегрированная модель, включающая моделирование рассеивания в приземном слое атмосферы. UDM – Городская модель рассеивания – это модель, основанная на гауссовском шлейфе, для прогнозирования рассеивания атмосферных загрязнителей на расстоянии от 10 м до 25 км в городской среде. Она разработана Лабораторией оборонных научных и технологических исследований для Министерства обороны Великобритании. Она обрабатывает мгновенные, непрерывные и импульсные выбросы и может моделировать газы, частицы и жидкости. Модель имеет трехрежимную структуру: отдельное здание (площадная плотность < 5%), городская застройка (площадная плотность > 5%) и открытая местность. Модель может быть объединена с американской моделью SCIPUFF для замены режима открытой местности и расширения диапазона прогнозирования модели.
ADMS Screen – A screening model for rapid assessment of the air quality impact of a single industrial stack to determine if more detailed modelling is needed. It combines the dispersion modelling algorithms of the ADMS models with a user interface requiring minimal input data. GASTAR – A model for simulating accidental releases of denser than air flammable and toxic gases. It handles instantaneous and continuous releases, releases from jet sources, releases from evaporation of volatile liquid pools, variable terrain slopes and ground roughness, obstacles such as fences and buildings, and time varying releases. NAME – Numerical atmospheric dispersion modelling environment (NAME) is a local to global scale model developed by the UK's Met Office. It is used for: forecasting of air quality, air pollution dispersion, and acid rain; tracking radioactive emissions and volcanic ash discharges; analysis of accidental air pollutant releases and assisting in emergency response; and long term environmental impact analysis. It is an integrated model that includes boundary layer dispersion modelling. UDM – Urban dispersion model is a Gaussian puff based model for predicting the dispersion of atmospheric pollutants in the range of 10m to 25 km throughout the urban environment. It is developed by the Defense Science and Technology Laboratory for the UK Ministry of Defence. It handles instantaneous, continuous, and pool releases, and can model gases, particulates, and liquids. The model has a three regime structure: that of single building (area density < 5%), urban array (area density > 5%) and open. The model can be coupled with the US model SCIPUFF to replace the open regime and extend the model's prediction range.
Модели, разработанные в континентальной Европе
Европейский тематический центр по воздуху и изменению климата, входящий в Европейское агентство по окружающей среде (ЕАОС), поддерживает онлайн-систему документации моделей (MDS), которая содержит описания и другую информацию почти для всех моделей рассеивания, разработанных странами Европы. В настоящее время (июль 2012 года) MDS содержит 142 модели, в основном разработанные в Европе. Из этих 142 моделей некоторые были субъективно отобраны для включения в данный список. Любой, кто заинтересован в полной MDS, может получить к ней доступ здесь. Некоторые из европейских моделей, перечисленных в MDS, находятся в общественном достоянии, а некоторые – нет. Многие из них включают модуль предварительной обработки для ввода метеорологических и других данных, а также модуль постобработки для графического представления выходных данных и/или нанесения на карту области, подверженной воздействию загрязняющих веществ воздуха. Страна происхождения указана для каждой из европейских моделей, перечисленных ниже. AEROPOL (Эстония) – Модель AERO POLlution, разработанная в Тартуской обсерватории в Эстонии, является гауссовской моделью шлейфа для моделирования рассеивания непрерывных, плавучих шлейфов от стационарных точечных, линейных и площадных источников на плоской местности в локальном и региональном масштабах. Она включает в себя уменьшение шлейфа за счет влажного и/или сухого осаждения, а также влияние зданий на траекторию шлейфа. Airviro Gauss (Швеция) – Гауссовская модель рассеивания, разработанная SMHI, обрабатывающая точечные, дорожные, площадные и сетевые источники. Шлейфы следуют траекториям из модели ветра, и каждый шлейф имеет обрез, зависящий от скорости ветра. Модель также поддерживает нерегулярные расчетные сетки. Airviro Grid (Швеция) – Упрощенная эйлеровская модель, разработанная SMHI. Может обрабатывать точечные, дорожные, площадные и сетевые источники. Включает сухое и влажное осаждение и седиментацию. Airviro Heavy Gas (Швеция) – Модель рассеивания тяжелых газов, разработанная SMHI. Airviro receptor model (Швеция) – Обратная модель рассеивания, разработанная SMHI. Используется для определения источников выбросов. ATSTEP (Германия) – Гауссовская модель рассеивания пучка и осаждения, используемая в системе поддержки принятия решений RODOS (поддержка принятия решений в режиме реального времени) для управления ядерными аварийными ситуациями. RODOS функционирует в Германии Федеральным ведомством по радиационной защите (BfS) и проходит испытания во многих других европейских странах. Дополнительная информация о RODOS доступна здесь, а о модели ATSTEP – здесь. AUSTAL2000 (Германия) – Официальная модель рассеивания воздуха, используемая для выдачи разрешений промышленным источникам Федеральным агентством по окружающей среде Германии. Модель учитывает точечные, линейные, площадные и объемные источники плавучих шлейфов. Она обладает возможностями для учета влияния зданий, сложной местности, уменьшения шлейфа за счет влажного или сухого осаждения и химических реакций первого порядка. Она основана на модели LASAT, разработанной Ingenieurbüro Janicke Gesellschaft für Umweltphysik. BUO FMI (Финляндия) – Эта модель была разработана Финским метеорологическим институтом (FMI) специально для оценки атмосферного рассеивания нейтральных или плавучих газовых шлейфов и частиц, выбрасываемых при пожарах на складах и химических хранилищах. Это гибрид локальной гауссовской модели шлейфа и другого типа модели. Уменьшение шлейфа за счет сухого осаждения включено, но влажное осаждение – нет. CAR FMI (Финляндия) – Эта модель была разработана Финским метеорологическим институтом (FMI) для оценки атмосферного рассеивания и химического превращения автомобильных выбросов инертных (CO, NOx) и реактивных (NO, NO2, O3) газов из сети дорог линейных источников в локальном масштабе. Это гауссовская модель линейного источника, которая включает аналитическое решение для химического цикла NO O3 NO2. CAR International (Нидерланды) – Расчет загрязнения воздуха от дорожного движения (CAR International) – это модель атмосферного рассеивания, разработанная Нидерландской организацией прикладных научных исследований. Она используется для моделирования рассеивания выбросов транспортных средств от дорожного движения. DIPCOT (Греция) – Дисперсия по сложной местности (DIPCOT) – это модель, разработанная в Национальном центре научных исследований "ДЕМОКРИТОС" Греции, которая моделирует рассеивание плавучих шлейфов от нескольких точечных источников по сложной местности в локальном и региональном масштабах. Она не включает влажное осаждение или химические реакции. DISPERSION21 (Швеция) – Эта модель была разработана Шведским метеорологическим и гидрологическим институтом (SMHI) для оценки выбросов загрязняющих веществ воздуха от существующих или планируемых промышленных или городских источников в локальном масштабе. Это гауссовская модель шлейфа для точечных, площадных, линейных и транспортных источников. Она включает проникновение шлейфа через инверсии в верхних слоях атмосферы, влияние зданий, химию NOx и может обрабатывать уличные каньоны. Она не включает влажное или сухое осаждение, сложную атмосферную химию или влияние сложной местности. DISPLAY 2 (Греция) – Модель рассеивания облака паров для нейтральных или более плотных, чем воздух, шлейфов загрязнения над неровной, застроенной местностью в локальном масштабе. Она учитывает струйные выбросы, а также выбросы двухфазных смесей (жидкость-пар). Эта модель также была разработана в Национальном центре научных исследований "ДЕМОКРИТОС" Греции. EK100W (Польша) – Гауссовская модель шлейфа, используемая для оценки воздействия загрязнения воздуха от промышленных точечных источников, а также для изучения качества воздуха в городах в локальном масштабе. Включает влажное и сухое осаждение. Влияние сложной местности не учитывается. FARM (Италия) – Гибкая региональная модель качества воздуха (FARM) – это многосеточная эйлеровская модель для рассеивания, превращения и осаждения загрязняющих веществ воздуха в газовой и аэрозольной фазах, включая фотооксиданты, аэрозоли, тяжелые металлы и другие токсичные вещества. Она подходит для тематических исследований, оценки качества воздуха, анализа сценариев и прогнозирования загрязнения. FLEXPART (Австрия/Германия/Норвегия) – Эффективная и гибкая лагранжева модель переноса и диффузии частиц для региональных и глобальных приложений с возможностью прямого и обратного режимов. Доступна бесплатно. Разработана в BOKU Vienna, Техническом университете Мюнхена и NILU. GRAL (Австрия) – Лагранжева модель GRAz была первоначально разработана в Грацком технологическом университете, и это модель рассеивания плавучих шлейфов от нескольких точечных, линейных, площадных источников и порталов тоннелей. Она обрабатывает плоскую или сложную местность (прогностическая модель потока мезомасштаба), включая влияние зданий (прогностическая модель потока микромасштаба), но не имеет химических возможностей. Модель доступна бесплатно: http://lampz. tugraz. at/~gral/ HAVAR (Чехия) – Гауссовская модель шлейфа, интегрированная с моделью пучка и гибридной моделью шлейфа-пучка, разработанная Чешской академией наук, предназначена для рутинных и/или случайных выбросов радионуклидов от точечных источников на атомных электростанциях. Модель включает уменьшение радиоактивного шлейфа за счет сухого и влажного осаждения, а также радиоактивного распада. Для распада некоторых нуклидов учитывается образование дочерних продуктов, которые затем растут в шлейфе. IFDM (Бельгия) – Модель распределения частоты иммиссии, разработанная во Фламандском институте технологических исследований (VITO), является гауссовской моделью рассеивания, используемой для точечных и площадных источников, рассеивающихся по плоской местности в локальном масштабе. Модель включает уменьшение шлейфа за счет сухого или влажного осаждения и была обновлена для учета влияния зданий и химии O3 NOx. Она не предназначена для сложной местности или других химически реактивных загрязнителей. INPUFF U (Румыния) – Эта модель была разработана Национальным институтом метеорологии и гидрологии в Бухаресте, Румыния. Это гауссовская модель пучка для расчета рассеивания радионуклидов от пассивных шлейфов выбросов в локальном и городском масштабах. Она может моделировать случайные или непрерывные выбросы от стационарных или мобильных точечных источников. Включает влажное и сухое осаждение. Влияние зданий, эффекты плавучести, химические реакции и влияние сложной местности не учитываются. LAPMOD (Италия) – Моделирующая система LAPMOD (LAgrangian Particle MODel) является д...
HAVAR (Czech Republic) – A Gaussian plume model integrated with a puff model and a hybrid plume puff model, developed by the Czech Academy of Sciences, is intended for routine and/or accidental releases of radionuclides from single point sources within nuclear power plants. The model includes radioactive plume depletion by dry and wet deposition as well as by radioactive decay. For the decay of some nuclides, the creation of daughter products that then grow into the plume is taken into account. IFDM (Belgium) – The immission frequency distribution model, developed at the Flemish Institute for Technological Research (VITO), is a Gaussian dispersion model used for point and area sources dispersing over flat terrain on a local scale. The model includes plume depletion by dry or wet deposition and has been updated to handle building effects and the O3 NOx chemistry. It is not designed for complex terrain or other chemically reactive pollutants. INPUFF U (Romania) – This model was developed by the National Institute of Meteorology and Hydrology in Bucharest, Romania. It is a Gaussian puff model for calculating the dispersion of radionuclides from passive emission plumes on a local to urban scale. It can simulate accidental or continuous releases from stationary or mobile point sources. It includes wet and dry deposition. Building effects, buoyancy effects, chemical reactions and effects of complex terrain are not included. LAPMOD (Italy) – The LAPMOD (LAgrangian Particle MODel) modeling system is developed by Enviroware and it is available for free. LAPMOD is a Lagrangian partile model fully coupled to the diagnostic meteorological model CALMET and can be used to simulate the dispersion of inert pollutants as well as odors and radioactive substances. It includes dry and wet deposition algorithms and advanced numerical schemes for plume rise (Janicke and Janicke, Webster and Thomson). It can simulate inert pollutants, odors and radioactive substances and it is part of ARIES, the official Italian modeling system for nuclear emergencies operated by ISPRA and by the regional environmental protection agency of Emilia Romagna, Italy. LOTOS EUROS (The Netherlands) – the long term ozone simulation – European operational smog (LOTOS EUROS) model was developed by the Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO) and Netherlands National Institute for Public Health and the Environment (RIVM) in The Netherlands. It is designed for modelling the dispersion of pollutants (such as: photo oxidants, aerosols, heavy metals) over all of Europe. It includes simple reaction chemistry as well as wet and dry deposition. MATCH (Sweden) – A multi scale atmospheric transport and chemistry (MATCH). A three dimensional, Eulerian model, suitable from urban to global scale. MEMO (Greece) – A Eulerian non hydrostatic prognostic mesoscale model for wind flow simulation. It was developed by the Aristotle University of Thessaloniki in collaboration with the Universität Karlsruhe. This model is designed for describing atmospheric transport phenomena in the local to regional scale, often referred to as mesoscale air pollution models. MERCURE (France) – An atmospheric dispersion modeling CFD code developed by Electricite de France (EDF) and distributed by ARIA Technologies, a French company. The code is a version of the CFD software ESTET, developed by EDF's Laboratoire National d'Hydraulique. MODIM (Slovak Republic) – A model for calculating the dispersion of continuous, neutral or buoyant plumes on a local to regional scale. It integrates a Gaussian plume model for single or multiple point and area sources with a numerical model for line sources, street networks and street canyons. It is intended for regulatory and planning purposes. MSS (France) – Micro swift spray is a Lagrangian particle model used to predict the transport and dispersion of contaminants in urban environments. The SWIFT portion of this model predicts a mass consistent wind field that considers terrain; no penetration conditions for building boundaries; Rockle zones for recirculation, edge, and rooftop separation; and background and locally generated turbulence. The spray portion of the tool handles the dispersion of passive gases, dense gases, and particulates. Spray also accounts for plume buoyancy effects, wet and dry depositions, and calculates microscale pressure fields for integration with building models. The MSS development team is found at ARIA Technologies (France) and U. S. integration activities are led by Leidos. Validation testing of MSS has been done in conjunction with JEM and HPAC tool releases and the model is coupled with SCIPUFF/UDM to create a nested dispersion capability inside HPAC. For more information on MSS see http://www. aria. fr. MUSE (Greece) – A photochemical atmospheric dispersion model developed by Professor Nicolas Moussiopoulos at the Aristotle University of Thessaloniki in Greece. It is intended for the study of photochemical smog formation in urban areas and assessment of control strategies on a local to regional scale. It can simulate dry deposition and transformation of pollutants can be treated using any suitable chemical reaction mechanism. OML (Denmark) – A model for dispersion calculations of continuous neutral or buoyant plumes from single or multiple, stationary point and area sources. It has some simple methods for handling photochemistry (primarily for NO2) and for handling complex terrain. The model was developed by the National Environmental Research Institute of Denmark. It is now maintained by the Department of Environmental Science, Aarhus University. For further reference see as well: OML home page
ONM9440 (Austria) – A Gaussian dispersion model for continuous, buoyant plumes from stationary sources for use in flat terrain areas. It includes plume depletion by dry deposition of solid particulates. OSPM (Denmark) – The operational street pollution model (OSPM) is a practical street pollution model, developed by the National Environmental Research Institute of Denmark. It is now maintained by the Department of Environmental Science, Aarhus University. For almost 20 years, OSPM has been routinely used in many countries for studying traffic pollution, performing analyses of field campaign measurements, studying efficiency of pollution abatement strategies, carrying out exposure assessments and as reference in comparisons to other models. OSPM is generally considered as state of the art in applied street pollution modelling. For further reference see as well: OSPM home page
PANACHE (France) – fluidyn PANACHE is a self contained fully 3D fluid dynamics software package designed to simulate accidental or continuous industrial and urban pollutant dispersion into the atmosphere. It simulates release and toxic/flammables pollutants dispersion in various weather conditions in calculated 3D complex winds and turbulence fields. Gas, particles, droplets induced flow and transport/diffusion is simulated with Navier Stokes equations for jet like, dense, cold, cryogenic or hot, buoyant releases. The application covers the very short scale (tens of meters) and the local scale (ten kilometers) where the complex flow pattern as related to obstacles, variable land uses, topography is calculated explicitly. PROKAS V (Germany) – A Gaussian dispersion model for evaluating the atmospheric dispersion of air pollutants emitted from vehicular traffic on a road network of line sources on a local scale. PLUME (Bulgaria) – A conventional Gaussian plume model used in many regulatory applications. The basis of the model is a single simple formula which assumes constant wind speed and reflection from the ground surface. The horizontal and vertical dispersion parameters are a function of downwind distance and stability. The model was developed for routine applications in air quality assessment, regulatory purposes and policy support. POLGRAPH (Portugal) – This model was developed at the University of Aveiro, Portugal by Professor Carlos Borrego. It was designed for evaluating the impact of industrial pollutant releases and for air quality assessments. It is a Gaussian plume dispersion model for continuous, elevated point sources to be used on a local scale over flat or gently rolling terrain. RADM (France) – The random walk advection and dispersion model (RADM) was developed by ACRI ST, an independent research and development organization in France. It can model gas plumes and particles (including pollutants with exponential decay or formation rates) from single or multiple stationary, mobile or area sources. Chemical reaction, radioactive decay, deposition, complex terrain, and inversion conditions are accommodated. RIMPUFF (Denmark) – A local and regional scale real time puff diffusion model developed by Risø National Laboratory for Sustainable Energy, Technical University of Denmark. Risø DTU. RIMPUFF is an operational emergency response model in use for assisting emergency management organisations dealing with chemical, nuclear, biological and radiological (CBRN) releases to the atmosphere. RIMPUFF is in operation in several European national emergency centres for preparedness and prediction of nuclear accidental releases (RODOS, EURANOS, ARGOS), chemical gas releases (ARGOS), and serves also as a decision support tool during active combatting of airborne transmission of various biological infections, including e. g. Foot and Mouth Disease outbreaks. DEFRA Foot and Mouth Disease. SAFE AIR II (Italy) – The simulation of air pollution from emissions II (SAFE AIR II) was developed at the Department of Physics, University of Genoa, Italy to simulate the dispersion of air pollutants above complex terrain at local and regional scales. It can handle point, line, area and volume sources and continuous plumes as well as puffs. It includes first order chemical reactions and plume depletion by wet and dry deposition, but it does not include any photochemistry. SEVEX (Belgium) – The Seveso expert model simulates the accidental release of toxic and/or flammable material over flat or complex terrain from multiple pipe and vessel sources or from evaporation of volatile liquid spill pools. The accidental releases may be continuous, transient or catastrophic. The integrated model can handle denser than air gases as well as neutral gases (i. e., neither denser than or lighter than air). It does not include handling of multi component material, nor does it provide for chemical transformation of the releases. The model's name is derived from the major disaster caused by the accidental release of highly toxic gases that occurred in Seveso, Italy in 1976. SNAP (Norway) – The Severe Nuclear Accident Programme (SNAP) model is a Lagrangian type atmospheric dispersion model specialized on modelling dispersion of radioactive debris. SPRAY (Italy, France) – A Lagrangian particle dispersion model (LPDM) which simulates the transport, dispersion and deposition of pollutants emitted from sources of different kind over complex terrain and with the presence of obstacles. The model easily takes into account complex situations, such as the presence of breeze cycles, strong meteorological inhomogeneities and non stationary, low wind calm conditions and recirculations. Simulations can cover area ranging from very local (less than one kilometer) to regional (hundreds of kilometres) scales. Plume rise of hot emission from stack is taken into account using a Briggs formulation. Algorithms for particle oriented dry/wet deposition processes and for considering the gravitational settling are present. Dry deposition can be computed on ground and also on ceil/roof and on lateral faces of obstacles. Dispersion under generalized geometries like arches, tunnels and walkways can be performed. Dense gas dispersion is simulated using five conservation equations (mass, energy, vertical momentum and two horizontal momenta) based on Glandening et al. (1984) and Hurley and Manins (1995). Plume spread at the ground due to gravity is also simulated by a method (Anfossi et al., 2009), based on Eidsvik (1980). STACKS (The Netherlands) – A Gaussian plume dispersion model for point and area buoyant plumes to be used over flat terrain on a local scale. It includes building effects, NO2 chemistry and plume depletion by deposition. It is used for environmental impact studies and evaluation of emission reduction strategies. STOER. LAG (Germany) – A dispersion model designed to evaluate accidental releases of hazardous and/or flammable materials from point or area sources in industrial plants. It can handle neutral and denser than air gases or aerosols from ground level or elevated sources. The model accommodates building and terrain effects, evaporation of volatile liquid spill pools, and combustion or explosion of flammable gas air mixtures (including the impact of heat and pressure waves caused by a fire or explosion). SYMOS'97 (Czech Republic) – A model developed by the Czech Hydrometeorological Institute for dispersion calculations of continuous neutral or buoyant plumes from single or multiple point, area or line sources. It can handle complex terrain and it can also be used to simulate the dispersion of cooling tower plumes. TCAM is a multiphase three dimensional eulerian grid model designed by ESMA group of University of Brescia, for modelling dispersion of pollutants (in particular photochemical and aerosol) at mesoscale. UDM FMI (Finland) – This model was developed by the Finnish Meteorological Institute (FMI) as an integrated Gaussian urban scale model intended for regulatory pollution control. It handles multiple point, line, area and volume sources and it includes chemical transformation (for NO2), wet and dry deposition (for SO2), and downwash phenomena (but no building effects). VANADIS (Poland) – 3D unsteady state eulerian type model – Demo – 3d dispersion model – please read vanadis eng. txt.
Модели, разработанные в Канаде
MLCD – Modèle Lagrangien à courte distance – это модель дисперсии частиц Лагранжа (LPDM), разработанная в сотрудничестве с Канадским метеорологическим центром (CMC) и Департаментом наук о Земле и атмосфере Университета Альберты. Эта модель атмосферного рассеивания и осаждения предназначена для оценки концентраций загрязняющих веществ в воздухе и их осаждения на поверхность при решении задач экстренного реагирования на очень коротких расстояниях (менее ~10 км от источника). MLDPn – Modèle Lagrangien de dispersion de particules d'ordre n – это модель дисперсии частиц Лагранжа (LPDM), разработанная Канадским метеорологическим центром (CMC). Эта модель атмосферного и водного переноса и рассеивания предназначена для оценки концентраций загрязняющих веществ в воздухе и воде, а также осаждения загрязняющих веществ на землю при решении различных задач экстренного реагирования в разных масштабах (от локального до глобального). Она используется для прогнозирования и отслеживания вулканического пепла, радиоактивных материалов, дыма от лесных пожаров, химически опасных веществ, а также нефтяных пятен. Траектория – Модель траекторий, разработанная Канадским метеорологическим центром (CMC), является простым инструментом, предназначенным для расчета траектории нескольких воздушных масс, перемещающихся в трехмерном ветровом поле атмосферы. Модель обеспечивает быструю оценку ожидаемой траектории воздушной массы посредством адвективного переноса, исходящей из (прямая траектория) или прибывающей в (обратная траектория) заданное географическое местоположение и вертикальный уровень.
Модели, разработанные в Индии
HAMS GPS – Программное обеспечение, используемое для управления охраной окружающей среды, здоровьем и безопасностью труда (EHS). Оно может применяться для обучения, а также для проведения исследований в области моделирования распространения веществ, анализа аварийных ситуаций, пожаров, взрывов, оценки рисков и других смежных областей.