大氣邊界層污染物擴散之日夜變化

吳清吉 吳志宏

國立台灣大學大氣科學系

(中華民國八十七年四月九日收稿；中華民國八十七年八月十九日定稿)

摘要

　　本文以二維高階擴散模式，模擬邊界層內污染物擴散的日夜變化。擴散模式包括濃度、濃度通量、以及濃度與溫度互變異數三個預報方程。近源點處的污染物濃度採用高斯分佈。大氣邊界層背景場則由一維邊界層模式提供，這些背景場包括：水平風場、相當位溫、水汽總含量，以及紊流動能。模式包含凝結、蒸發、大氣輻射和地表能量收支等物理過程。
　　模擬結果顯示，夜間位於殘差層的連續點源，其煙流垂直擴散很小，大都侷限在釋放高度附近，但是愈下風處垂直擴散的距離愈大，大致符合Taylor的擴散理論。由濃度收支分析可知，污染物平流到下風處後，再由垂直擴散項分別向上、下擴展。在日間對流邊界層內，模擬大氣擴散的結果和水槽實驗相似，即污染物濃度中心線先下降到地面，再返回高層。日出後對流邊界層逐漸成長，當邊界層頂發展至污染源高度後，由於強烈紊流作用，使上層污染物迅速向下混合，這種燻煙過程，模式有很好的模擬結果。

關鍵詞：大氣邊界層、擴散、通量