Том 27, номер 01, статья № 12

Аннотация:

Методика расчета выброса в атмосферу загрязняющих веществ при лесных пожарах внедрена в расчетный комплекс COSMO-Ru7-ART и позволяет выполнять корректировку входных данных при моделировании распространения шлейфа примесей от пожара. Фактор эмиссии оценивается по типу растительности и ее средней биомассе при известных (или предполагаемых) площади пожара и его продолжительности. При прогнозе распространения примесей учитывается их химическая и физическая трансформация. Тестирование методики выполнено для случаев сильных пожаров в центре Европейской территории России в августе 2010 г. с использованием химико-транспортной модели COSMO-Ru7-ART. Результаты моделирования и данные наблюдений сопоставлены для территории Метеорологической обсерватории Московского государственного университета.

Ключевые слова:

атмосферные примеси, моделирование, пожары

Список литературы:

1. Конев Э.В. Физические основы горения растительных материалов. Новосибирск: Наука, 1977. 239 с.
2. Валендик Э.Н., Матвеев П.М., Софронов М.А. Крупные лесные пожары. М.: Наука, 1979. 198 с.
3. Доррер Г.А. Математические модели динамики лесных пожаров. М.: Лесная пром-сть, 1979. С. 99–125.
4. Оперативное управление охраной лесов / Под ред. Л.Т. Шалыгиной // Тезисы докл. Всесоюз. научно-техн. совещания. Красноярск: Краевой дом техники, 1984. 65 с.
5. Курбатский Н.П., Иванова Г.А. Пожароопасность сосняков лесостепи и пути ее снижения. Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1987. 112 с.
6. Шешуков М.А., Савченко А.П., Пешков В.В. Лесные пожары и борьба с ними на севере Дальнего Востока. Хабаровск: Даль-НИИЛХ, 1992. 95 с.
7. Гришин A.M. Физика лесных пожаров. Томск: Изд-во ТГУ, 1994. 218 с.
8. Seinfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric Chemistry and Physics. From Air Pollution to Climate Change. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc., 2006. 1248 p.
9. Grell G.A., Emeis S., Stockwell W.R., Schoenemeyer T., Forkel R., Michalakes J., Knoche R., Seidl W. Application of a multiscale, coupled MM5/chemistry model to the complex terrain of the VOTALP valley campaign // Atmos. Environ. 2000. V. 34, N 29–30. P. 1435–1453.
10. Grell G.A., Peckham S.E., Schmitz R., McKeen S.A. Fully coupled “online” chemistry within the WRF model: description and applications // Atmos. Environ. 2005. V. 39, iss. 37. P. 6957–6975.
11. Korsholm U.S., Baklanov A., Gross A., Mahura A., Sass B.H., Kaas E. Online coupled chemical weather forecasting based on HIRLAM – overview and prospective of Enviro-HIRLAM // HIRLAM Newslett. N 54. December 2008.
12. Baklanov A. Integrated Meteorological and Atmospheric Chemical Transport Modeling: Perspectives and Strategy for HIRLAM/HARMONIE. Danish Meteorological Institute: HIRLAM Newslett. N 53. March 2008.
13. Vogel B., Vogel H., Baumner D., Bangert M., Lundgren K., Rinke R., Stanelle T. COSMO-ART: Aerosols and reactive trace gases within the COSMO model / Integrated systems of meso-meteorological and chemical transport models / Eds. A. Baklanov, A. Mahura, R.S. Sokhi. Springer, 2011. P. 75–80.
14. Описание химического блока ART. URL: http://www. imk-tro.kit.edu/download/LM-ART.pdf
15. Сайт консорциума COSMO. URL: http://www.cosmomodel.org
16. Integrated systems of meso-meteorological and chemical transport models / Eds. A. Baklanov, A. Mahura, R.S. Sokhi. Springer, 2011. 244 p.
17. Кузнецова И.Н., Зарипов Р.Б., Коновалов И.Б., Звягинцев А.М., Семутникова Е.Г., Артамонова А.А. Вычислительный комплекс «модель атмосферы – химическая транспортная модель», как модуль системы оценки качества воздуха // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 6. С. 485–492.
18. Зарипов Р.Б., Коновалов И.Б., Кузнецова И.Н., Беликов И.Б., Звягинцев А.М. Использование моделей WRF-ARW и CHIMERE для численного прогноза концентрации приземного озона // Метеорол. и гидрол. 2011. № 4. С.48–60.
19. Ревокатова А.П., Суркова Г.В., Кирсанов А.А., Ривин Г.С. Прогноз загрязнения атмосферы Московского региона с помощью модели COSMO-ART // Вестн. МГУ. Сер. 5. 2012. № 4. С. 25–32.
20. Konovalov I.B., Beekmann M., Kuznetsova I.N., Yurova A., Zvyagintsev A.M. Atmospheric impacts of the 2010 Russian wildfires: integrating modelling and measurements of an extreme air pollution episode in the Moscow region // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11, N 19. P. 10031–10056.
21. Вильфанд Р.М., Ривин Г.С., Розинкина И.А. Система COSMO-RU негидростатического мезомасштабного краткосрочного прогноза погоды Гидрометцентра России: первый этап реализации и развития // Метеорол. и гидрол. 2010. № 8. С. 6–20.
22. Baldauf M., Seifert A., Förstner J., Majewski D., Raschendorfer M., Reinhardt T. Operational convective-scale numerical weather prediction with the cosmo model: description and sensitivities // Mon. Weather Rev. 2011. V. 139. P. 3887–3905. DOI: 10.1175/MWR-D-10-05013.1.
23. Vogel B., Vogel H., Baumer D., Bangert M., Lundgren K., Rinke R., Stanelle T. The comprehensive model system COSMO-ART – Radiative impact of aerosol on the state of the atmosphere on the regional scale // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 22. P. 8661–8680.
24. Knote C., Brunner D., Vogel H., Allan J., Asmi A., Äijälä M., Carbone S., van der Gon H.D., Jimenez J.L., Kiendler-Scharr A., Mohr C., Poulain L., Prévôt A.S.H., Swietlicki E., Vogel B. Towards an online-coupled chemistry-climate model: evaluation of trace gases and aerosols in COSMO-ART // Geosci. Model Dev. 2011. V. 4. P. 1077–1102. DOI: 10.5194/gmd-4-1077-2011.
25. Блинов Д.В., Перов В.Л., Песков Б.Е., Ривин Г.С. Экстремальная бора 7–8 февраля 2012 г. в районе г. Новороссийска и ее прогноз по модели COSMO-RU // Вестн. МГУ. 2013. Сер. 5. (В печати).
26. Adrian G., Fiedler F. Simulation of unstationary wind and temperature fields over complex terrain and comparison with observations // Contribut. Atmos. Phys. 1991. V. 64, N 1. P. 27–48.
27. Nester K., Fiedler F. Modeling of the diurnal variation of air pollutants in a mesoscale area // Proc. the 9th World Clean Air Congress. Montreal. 1992. V. 5. Paper-Nо. IU-16C.02.
28. Riemer N., Vogel H., Vogel B., Fiedler F. Modelling aerosols on the mesoscale-m: Treatment of soot aerosol and its radiative effects // J. Geophys. Res. 2003. V. 109. 4601. DOI: 10.1029/2003JD003448.
29. Vogel H., Vogel B., Kottmeier Ch. Modelling of pollen dispersion with a weather forecast model system // Proc. 28th NATO/CCMS Int. Meeting on Air Pollution Modelling and its Application. Leipzig, 2006.
30. Steppeler J., Doms G., Schättler U., Bitzer H.W., Gassmann A., Damrath U., Gregoric G. Meso-gamma scale forecasts using the nonhydrostatic model LM // Meteorol. Atmos. Phys. 2003. V. 82, N 1–4. P. 75–96.
31. Stockwell W.R., Middleton P., Chang J.S. The second generation regional acid deposition model chemical mechanism for regional air quality modeling // J. Geophys. Res. D. 1990. V. 95, N 10. P. 16343–16367.
32. Ackermann I., Hass H., Memmesheimer M., Ebel A., Binkowski F., Shankar U. Modal aerosol dynamics model for Europe development and first applications // Atmos. Environ. 1998. V. 32, N 17. P. 2981–2999.
33. Global Land Cover 2000 database. European Commission // Joint Res. Centre. 2003. URL: http://bioval. jrc.ec.europa.eu/products/glc2000/glc2000.php
34. Bartholome E., Belward A. GLC2000: a new approach to global land cover mapping from Earth observation data // Int. J. Remote Sens. 2005. V. 26, N 9. P. 1959–1977.
35. Denier van der Gon H., Visschedijk A., van der Brugh H., Dröge R. A high resolution European emission data base for the year 2005. A contribution to UBA- Projekt PAREST: Particle Reduction Strategies. TNO-report TNO-034-UT-2010-01895 RPTML. 2010.
36. Kuenen J., Denier van der Gon H., Visschedijk A., van der Brugh H. High resolution European emission inventory for the years 2003–2007. TNO-report TNO-060-UT-2011-00588. 2011.
37. Pulles T. Quality of emission data: Community right to know and national reporting // Environ. Sci. 2008. V. 5. P. 151–160. DOI: 10.1080/15693430802141357.
38. Pulles T., Heslinga D. The Art of Emission Inventorying. TNO-report. 2010.
39. Battye W., Battye R. Development of emissions inventory methods for wildland fire. Final report. Contract 68-D-98-046. Research Triangle Park, NC: U.S. Environmental Protection Agency. 2002.
40. Дубровская О.А. Численное моделирование влияния дымовых аэрозолей от лесных пожаров на процессы в атмосфере: Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Новосибирск: Ин-т вычислит. технол. СО РАН, 2008. 16 с.
41. Andreae M.O., Merlet P. Emission of trace gases and aerosols from biomass burning // Global Biogeochem. Cycles. 2001. V. 15, N 4. P. 955–966.
42. Министерство по чрезвычайным ситуациям. URL: http://www.mchs.gov.ru (дата обращения 10.02.2012).