Translate Fixref

42
3 Meteorologi Preprocessor (AERMET) Tu juan dasa r dari AERMET adal ah dengan menggunakan pengukur an met eorologi , perw akilan dari doma in modeli ng, untuk menghit ung para mete r lapisan batas ter tentu a ng dig una kan unt uk memperkiraka n pro !il angin, turb ulensi dan suhu" Pro!il ini dipe rkir akan oleh anta rmuka AERM#$ ang dijelaskan dalam %agian &" 'edangkan struktur AERMET didasarkan pada ang sudah ada model resmi prep roce ssor , Prosesor Mete orol ogi untuk Mode l Regulat or (MPRM) (rwin et al" *++) sebenarna pengolahan data meteorologi mirip dengan ang dilakukan untuk T$MP-.' ang (Perr **/) dan 0P$M (0anna dan Paine *+*1 0anna dan hang **3) model" Pertumbuhan dan struktur dari lapisan  batas atmos!er didorong oleh !luks panas dan momentum ang pada giliranna tergantung pada e!ek permukaan" 2edalaman lapisan ini dan dispersi polutan di dalamna adalah dipengaruhi pada skala lokal dengan karakteristik permukaan sep ert i kekasaran per mukaa n, re!le kt i!i tas (Albedo), dan ket ers edi aan air   permukaan" parameter permukaan disediakan oleh AERMET adalah Monin #bukho4 Panja ng (-), permu kaa n kecepat an ges eka n (  u ¿ ), Per mukaan  panjang kekasaran (  z 0 ), !l uks panas permuka an (0), dan kec epa tan skala kon4ekti! (  w ¿ )" AERMET juga menediakan perkiraan kon4ekti! dan mekanik campur an ket inggi an lapi san,  z ic  dan  z  , Masi ngmasing" AE RMET mende!inisikan stabilitas P%- dengan tanda 0 (kon4ekti! untuk 0 5 6 dan stabil untuk 0 7 6)" Meskipun AERM#$ mampu memperkirakan pro!il meteorologi dengan data dari sebagai sedikit sebagai salah satu pengukuran tinggi, ia akan menggunak an data sebanak pengguna dapat menedia kan untuk mende!in isikan 'truktur 4ertikal lapisan batas" 'elain parameter P%-, AERMET melewati semua  pengukuran angin , suhu, dan turbulensi d alam bentuk AERM#$ kebutuhan"

Transcript of Translate Fixref

Page 1: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 1/42

3 Meteorologi Preprocessor (AERMET)

Tujuan dasar dari AERMET adalah dengan menggunakan pengukuran

meteorologi, perwakilan dari domain modeling, untuk menghitung parameter 

lapisan batas tertentu ang digunakan untuk memperkirakan pro!il angin,

turbulensi dan suhu" Pro!il ini diperkirakan oleh antarmuka AERM#$ ang

dijelaskan dalam %agian &"

'edangkan struktur AERMET didasarkan pada ang sudah ada model

resmi preprocessor, Prosesor Meteorologi untuk Model Regulator (MPRM)

(rwin et al" *++) sebenarna pengolahan data meteorologi mirip dengan ang

dilakukan untuk T$MP-.' ang (Perr **/) dan 0P$M (0anna dan Paine

*+*1 0anna dan hang **3) model" Pertumbuhan dan struktur dari lapisan

 batas atmos!er didorong oleh !luks panas dan momentum ang pada giliranna

tergantung pada e!ek permukaan" 2edalaman lapisan ini dan dispersi polutan di

dalamna adalah dipengaruhi pada skala lokal dengan karakteristik permukaan

seperti kekasaran permukaan, re!lekti!itas (Albedo), dan ketersediaan air 

 permukaan" parameter permukaan disediakan oleh AERMET adalah Monin

#bukho4 Panjang (-), permukaan kecepatan gesekan (   u∗¿ ), Permukaan

 panjang kekasaran (  z0 ), !luks panas permukaan (0), dan kecepatan skala

kon4ekti! (   w¿ )" AERMET juga menediakan perkiraan kon4ekti! dan mekanik 

campuran ketinggian lapisan, z ic

  dan zℑ

  , Masingmasing" AERMET

mende!inisikan stabilitas P%- dengan tanda 0 (kon4ekti! untuk 0 5 6 dan stabil

untuk 0 7 6)" Meskipun AERM#$ mampu memperkirakan pro!il meteorologi

dengan data dari sebagai sedikit sebagai salah satu pengukuran tinggi, ia akan

menggunakan data sebanak pengguna dapat menediakan untuk mende!inisikan

'truktur 4ertikal lapisan batas" 'elain parameter P%-, AERMET melewati semua

 pengukuran angin, suhu, dan turbulensi dalam bentuk AERM#$ kebutuhan"

Page 2: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 2/42

3" 8eraca Energi di P%-

9luks panas dan momentum mendorong pertumbuhan dan struktur P%-" untuk 

 benar ciri P%-, ang pertama perlu perkiraan ang baik dari !luks permukaan

 panas ang masuk akal (0) ang tergantung pada radiasi bersih (  Rn ) dan

karakteristik permukaan seperti permukaan ang tersedia kelembaban (dijelaskan

dalam bentuk rasio %owen (%o))" $alam %-, keseimbangan energi sederhana

Pendekatan, seperti di #ke (*:+), digunakan untuk menurunkan ekspresi, ang

digunakan dalam AERMET, untuk menghitung !luks panas ang masuk akal, 0"2ita mulai dengan karakterisasi sederhana berikut keseimbangan energ di P%-;

 H + λ E+G= Rn   ()

di mana 0 adalah !luks panas ang masuk akal, <E adalah !luks panas laten, =

adalah tanah !luks panas, dan R

n  adalah radiasi bersih" .ntuk sampai pada

 perkiraan parameterisasi 0 sederhana ang dibuat untuk tanah dan kondisi !luks

 panas istilah laten1 aitu, = > 6"  Rn , and  λ  E > 0 ?   Bo , masingmasing"

Mengganti ekspresi ini ke dalam persamaan( ) ekspresi untuk !luks panas

 permukaan menjadi ,

 H =

  0.9 Rn

(1+  1

Bo ),(2)

3"" RA$A' %ER'0

@ika nilai ang terukur untuk Rn   tidak tersedia, radiasi bersih

diperkirakan dari insolation dan keseimbangan radiasi termal di tanah mengikuti

metode 0oltslag dan 4an .lden (*+3) sebagai

Page 3: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 3/42

  (3)

dimana C 1=5.31 x10−13

m−2

 K −6

, C 2=60W m−2

,C 3=0.12,σ SB   adalah

'te!in %oltBman onstant (5.67 x10−8

W m−2 K 

−4

) , T ref   adalah suhu udara ambien

 pada ketinggian re!erensi untuk temperature dan Rn   adalah radiasi bersih"

Albedo dihitung sebagai

r {φ }=r' +(1−r

' )exp (aφ+b ) ,dimanaa=−0.1,b=−0.5 (1−r' )2 ,danr

' {φ=900 }.

dan atatan, pengapit, CD, ang digunakan di sepanjang laporan ini untuk 

menunjukkan bentuk !ungsional dari 4ariabel"

Radiasi matahari, R, dikoreksi untuk awan, diambil dari 2asten dan

Beplak (*+6) sebagai

R >   R0 (1−0.75n3.4 ) . (&)

di mana n adalah awan pecahan dan R0  adalah insolation langit cerah ang

dihitung sebagai;

 R0 > **6 ( sin) 36, dan ∅=φ {  ! }+φ {  }

2  adalah sudut ele4asi matahari (

  !   dan t adalah waktu sebelumna dan waktu sekarang , masingmasing)

(*:F)" Perhatikan bahwa ketika pengamatan awan ang tidak tersedia nilai 6,F

diasumsikan di persamaan (3) dan pengukuran radiasi sura wajib"

Page 4: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 4/42

3""/ TRA8'' A8TARA %- $A8 '%-

2etika P%- transisi dari kon4ekti! kondisi stabil !luks panas berubah tanda

dari positi! ke nilai negati!" Pada titik transisi karena itu !luks panas harus lenap,

meniratkan bahwa radiasi bersih sama dengan nol" $engan menetapkan R0

sama dengan nol di persamaan (3), dan pemecahan untuk sin ∅ , kritis sudut

ele4asi matahari∅cri   , sesuai dengan titik transisi antara %- dan '%- dapat

ditentukan dari ;

φcri =  1

990[¿ −c1T 

6+σ SB T 4−c2 n

(1−r {φ } ) (1−0.75n3.4)

 +30] .

sin¿  (F)

#leh karena itu, AERMET mende!inisikan titik transisi antara %- dan '%- (hari

ke malam) sebagai titik waktu ketika ele4asi sura sudut∅=∅cri    Ratarata,

untuk jelas dan sebagian kondisi berawan, transisi dari stabil ke kondisi kon4ekti! 

terjadi ketika ∅   mencapai sekitar 130

"   untuk kondisi mendung∅cri 

meningkat ke 230

 (0oltslag dan 4an .lden *+3)"

 8amun, jika pengukuran radiasi matahari ang tersedia AERMET

menentukan∅cri    dari perkiraan awan dari pada pengamatan sebenarna

Page 5: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 5/42

sendiri" $alam persamaan (F) awan(n) diganti dengan awan setara (ne# )   ang

dihitung dari persamaan (&) seperti ang ne#=(1− R

 R0

0.75)  1

3.4

3"/ Parameter %erasal di %-

Pada bagian ini metode ang digunakan oleh AERMET untuk menghitung

 parameter P%- di lapisan batas kon4ekti! dibahas" AERMET pertama

memperkirakan !luks panas ang masuk akal (0), kemudian menghitung

kecepatan gesekan (   u¿ ) $an Monin #bukho4 Panjang (-)" $engan 0 , (   u¿ )

dan -, AERMET kemudian dapat memperkirakan tinggi lapisan campuran dan

skala kecepatan kon4ekti! (   w¿ )

3"/" =E'E2A8 2EEPATA8 (   u¿ ) G Monin #bukho4 PA8@A8= (-) $

%-

$alam %-, AERMET menghitung kecepatan gesekan permukaan, (   u¿

), dan Monin#bukho4

 panjang, -, menggunakan nilai 0estimated dari persamaan (/)" 2arena kecepatan

gesekan dan Monin #bukho4 panjang bergantung satu sama lain, metode berulang, mirip dengan ang digunakan di T$MP-.' (Perr **/), digunakan"

AERM#$ menginisialisasi (   u¿ ), dan - dengan asumsi kondisi netral (aitu, -

> $ )"

Page 6: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 6/42

Page 7: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 7/42

dimana g adalah percepatan gra4itasi,c !  adalah panas spesi!ik udara pada

tekanan konstan,  *   ang kerapatan udara, danT ref    adalah ambient

 perwakilan suhu lapisan permukaan" 2emudian (   u¿ ) dan - adalah iterasi

dihitung ulang dengan menggunakan Persamaan" (I), (:) dan (+) sampai nilai -

diubah kurang dari H"

2etinggian re!erensi untuk kecepatan angin dan suhu ang digunakan

dalam menentukan kecepatan gesekan dan panjang Monin#bukho4 secara

optimal dipilih untuk menjadi wakil dari lapisan permukaan di mana teori

kesamaan telah dirumuskan dan diuji dengan eksperimen data" %iasana,

ketinggian 6 m untuk angin dan suhu dalam kisaran / sampai 6 m adalah

terpilih" 8amun, untuk situs berlebihan kasar (seperti daerah perkotaan dengan B

o bisa lebih dari m), AERMET memiliki perlindungan untuk menerima data

re!erensi kecepatan angin ang berkisar 4ertikal antara : z0

 dan 66 m" %erikut

: z0  (kirakira, ketinggian hambatan atau 4egetasi), pengukuran tidak mungkin

wakil dari wilaah umum" Pembatasan serupa untuk suhu pengukuran dikenakan,

kecuali bahwa pengukuran suhu serendah z0  diiBinkan"

$i atas 66 m, angin dan suhu pengukuran cenderung berada di atas lapisan

 permukaan, terutama selama kondisi stabil" #leh karena itu, AERMET

memberlakukan batas atas 66 meter untuk kecepatan dan suhu acuan angin

 pengukuran untuk tujuan menghitung kesamaan kecepatan teori gesekan dan

Monin#bukho4 panjang setiap jam" Tentu saja, lainna .' bimbingan EPA untuk 

tapak meteorologi diterima harus berkonsultasi selain menjaga pembatasan

AERMET dalam pikiran"

3"/"/ kon4ekti! 2EEPATA8 'A-E (   w¿ )

Page 8: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 8/42

AERM#$ meman!aatkan skala kecepatan kon4ekti! untuk 

mengkarakterisasi bagian kon4ekti! dari turbulensi di %-" obser4asi lapangan,

 percobaan laboratorium, dan pemodelan numeric studi menunjukkan bahwa

 pusaran turbulen besar di %- memiliki kecepatan sebanding dengan skala

kecepatan kon4ekti! (   w¿ ) (ngaard *++)" @adi untuk memperkirakan

turbulensi di %-, perkiraan (   w¿ ) diperlukan" AERMET menghitung skala

kecepatan kon4ekti! dari ang de!inisi sebagai;

dimana z ic  adalah kon4ekti! pencampuran tinggi (lihat %agian 3"&)"

3"3 Parameter %erasal di '%-

Pada bagian ini parameter ang digunakan untuk mengkarakterisasi '%-

dibahas bersama dengan mereka metode estimasi" 'elama kondisi ang stabil

 jangka anggaran energi ang berkaitan dengan tanah komponen pemanas sangat

spesi!ik lokasi" 'iang hari, komponen ini hana sekitar 6H dari radiasi bersih

total, sedangkan pada malam hari, nilaina sebanding dengan ang dari radiasi

 bersih (#ke *:+)" #leh karena itu, kesalahan dalam jangka pemanasan tanah

umumna dapat ditoleransi selama siang hari, tapi tidak di malam hari" .ntuk 

menghindari menggunakan pendekatan keseimbangan energi nokturnal ang

 bergantung pada perkiraan ang akurat dari pemanasan tanah, AERM telah

mengadopsi lebih sederhana semiempiris Pendekatan untuk menghitung (   u¿ )

dan -"

3"3" =E'E2A8 2EEPATA8 (   u¿ )$ '%-

Page 9: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 9/42

Perhitungan (   u¿ ) tergantung pada pengamatan empiris bahwa skala suhu, (

+¿ )" dide!inisikan sebagai

 ber4ariasi sedikit pada malam hari" Mengikuti logika Jenkatram (*+6) kami

menggabungkan de!inisi - persamaan(+) dengan persamaan(6) untuk 

mengekspresikan panjang Monin#bukho4 di '%- sebagai

$ari (Pano!sk dan $utton *+&) pro!il kecepatan angin dalam kondisi stabil

mengambil bentuk di mana

$imana m=5dan zref   adalah kecepatan angin tinggi pengukuran re!erensi"

Mengganti persamaan() ke dalam persamaan (/) dan mende!inisikan koe!isien

drag,c - , sebagai

% / ln( zref 

 z0)  (=arratt **/), menghasilkan

Mengalikan persamaan(3) oleh c - u¿2

dan menata ulang menghasilkan kuadrat

dari bentuk 

Page 10: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 10/42

$imana u¿2= ❑m zref   +❑¿/T ref  " 'eperti ang digunakan di 0P$M (0anna

dan hang **3) dan T$MP-.' (Perr **/) kuadrat ini memiliki solusi

dalam bentuk 

Persamaan (F) menghasilkan solusi bernilai real hana ketika kecepatan angin

lebih besar dari atau sama dengan nilai kritis ucr=[ 4 m zref   +

T ref C  -   ]1

2

" .ntuk 

kecepatan angin kurang dari nilai kritis, (   u¿ ) dan +¿   ang parameterna

menggunakan ekspresi linear berikut;

ekspresi ini mendekati (   u¿ )

+

(¿¿¿)¿

  ketergantungan ditemukan oleh 4an

.lden dan 0oltslag (*+3)"

.ntuk menghitung (   u¿ ) dari persamaan (F) perkiraan +¿  diperlukan" @ika

awan perwakilan pengamatan penutup tersedia skala suhu di '%- diambil dari

empiris

 bentuk 4an .lden dan 0oltslag (*+F) sebagai;

Page 11: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 11/42

+¿=0.009 (1−0.5n2) ,  (I)

dimana n adalah awan pecahan" 8amun, jika pengukuran awan tidak tersedia"

AERMET dapat memperkirakan (   + ) dari pengukuran suhu pada dua tingkat

dan kecepatan angin di satu tingkat" teknik ini, dikenal sebagai pendekatan

Richardson Massal, dimulai dengan kesamaan ekspresi potensi suhu (Pano!sk

dan $utton *+&), aitu,

di mana m=5

dan k (> 6,&) adalah tetapan 4on 2arman" Menerapkan

 persamaan(:) dengan dua tingkat pengukuran suhu dan menata ulang hal hasil

2arena keduana (   u¿ ) (Persamaan(/)) dan +¿ (Persamaan(+)) bergantung

 pada -, dan - (persamaan()) pada giliranna tergantung pada (   u¿ ) dan +¿ ,

Pendekatan iterati! diperlukan untuk memperkirakan (   u¿ )" (   u¿ ) dan +¿

ditemukan oleh pertama mengasumsikan nilai awal untuk - dan iterasi antara

ekspresi untuk (   u¿ ), (   +¿ )persamaan (+)) dan - (persamaan()) sampai

kon4ergensi tercapai" Ekspresi ang digunakan untuk (   u¿ ), di iterasi, diambil

dari (0oltslag *+&) dan tergantung pada stabilitas atmos!er" .ntuk situasi di

Page 12: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 12/42

mana z

  /0.5

(   u¿ ) diperkirakan menggunakan persamaan(/), dinatakan

(untuk kasus ang lebih stabil) (   u¿ ) dihitung sebagai berikut;

3"3"/ 'E8'%-E 0EAT 9-.K (0) $ '%-

'etelah dihitung (   u¿ ) dan (   +¿ )untuk kondisi ang stabil, AERMET

menghitung !luks panas permukaan dari persamaan(6) sebagai

 H =− * c ! u¿+¿ . (20)

AERMET membatasi jumlah panas ang bisa hilang dengan permukaan ang

mendasari untuk I& m / " ni nilai didasarkan pada pembatasan ang 0anna

(*+I) ditempatkan pada produk dari (   +¿ ) dan (   u¿ )" Artina, untuk kondisi

khas 0anna menemukan bahwa

L   +¿u¿¿max  =0.005m)−1

 K (21)

2etika !luks panas, dihitung dari persamaan(/6), adalah seperti ang (   +¿ ) (

u¿ )5 6,6F m )−1

 2, AERMET kalkulasi ulang (   u¿ ) dengan menggantikan

6,6F ? (   u¿ ) ke persamaan (F) untuk (   +¿ ) (  u0 di persamaan(F) adalah

!ungsi dari (   +¿ ))"

Page 13: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 13/42

3"3"3 Monin #bukho4 PA8@A8= (-) $ '%-

Menggunakan !luks panas ang masuk akal dari persamaan(/6) dan dari

 persamaan(F), ang Monin#bukho4 Panjang, untuk ang '%- dihitung dari

 persamaan(+)"

3"& Miing Tinggi

Pencampuran tinggi (  z i ) di %- tergantung pada kedua proses mekanis

dan kon4ekti! dan diasumsikan lebih besar dari ketinggian pencampuran mekanis

(  z

ℑ¿

  dan tinggi kon4ekti! pencampuran

(  z ic )" Padahal, di '%-, ketinggian pencampuran hasil eksklusi! dari mekanik 

(atau geser diinduksi) turbulensi dan karena itu identik sama dengan zℑ "

Ekspresi ang sama untuk menghitung zℑ digunakan baik di %- dan '%-"

$ua bagian berikut menjelaskan prosedur d igunakan untuk memperkirakan

 zic danzℑ

,Masingmasing"

3"&" kon4ekti! MK8= T8== (  z ic¿

2etinggian %- diperlukan untuk memperkirakan pro!il 4ariabel P%-

 penting dan menghitung konsentrasi polutan" @ika pengukuran ketinggian

kon4ekti! lapisan batas ang tersedia mereka dipilih dan digunakan oleh model"

@ika pengukuran tidak tersedia, z ic  adalah dihitung dengan satu dimensi energi

model neraca sederhana (arson *:3) sebagaimana telah diubah dengan eil

dan %rower (*+3)" Model ini menggunakan potensi pagi suhu terdengar 

('ebelum matahari terbit), dan waktu ang berbedabeda !luks panas permukaan

untuk menghitung waktu e4olusi kon4ekti! lapisan batas sebagai

Page 14: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 14/42

dimana + adalah potensi suhu, A ditetapkan sama dengan 6,/ dari $eardor!! 

(*+6), dan t adalah jam setelah matahari terbit" eil dan %rower menemukan

kesepakatan ang baik antara prediksi dan pengamatan zic   Menggunakan

 pendekatan ini"

3"&"/ ME0A8A- MK8= T8== (   zℑ )

$i pagi hari ketika lapisan campuran kon4ekti! kecil, kedalaman penuh dari P%-

mungkin dikontrol oleh turbulensi mekanis" AERMET memperkirakan ketinggian

P%- selama kondisi kon4ekti! sebagai maksimum diperkirakan (atau diukur jika

tersedia) kon4ekti! ang ketinggian lapisan batas (  z ic ) $an diperkirakan (atau

diukur) mekanik tinggi pencampuran"

AERMET menggunakan prosedur ini untuk memastikan bahwa di pagi hari,

ketika z ic   sangat kecil tapi cukup pencampuran mekanik mungkin ada,

ketinggian P%- tidak diremehkan" 2apan pengukuran lapisan campuran mekanik 

tidak tersedia, zℑ   dihitung dengan asumsi bahwa mendekati ketinggian

kesetimbangan diberikan oleh Nilitinke4ich (*:/) sebagai

dimana z ie aitu adalah keseimbangan mekanik tinggi pencampuran dan

f i)

 parameter oriolis"

Page 15: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 15/42

Jenkatram (*+6) telah menunjukkan bahwa, di pertengahan garis lintang,

 persamaan (/3) dapat direpresentasikan secara empiris sebagai

dimana z ie   aitu ($ihitung dari persamaan(/&)) adalah unsmoothed mekanik 

tinggi lapisan campuran" 2apan pengukuran mekanik tinggi lapisan campuran

tersedia mereka digunakan sebagai pengganti z ie "

.ntuk menghindari memperkirakan penurunan mendadak dan tidak realistis di

kedalaman geserdiinduksi, turbulen lapisan, waktu e4olusi dari mekanik tinggi

lapisan campuran (baik diukur atau diperkirakan) dihitung dengan santai solusi

terhadap nilai ekuilibrium ang tepat untuk saat ini jam" Mengikuti pendekatan

Jenkatram (*+/)

aktu skala, 1  , mengatur tingkat perubahan ketinggian laer dan diambil

untuk menjadi sebanding dengan rasio kedalaman lapisan campuran bergolak dan

kecepatan gesekan permukaan (misalna 1    > zℑ   ?

 1 u¿¿ .  AERM#$

menggunakan konstanta 1   nilai /" 'ebagai contoh , jika u¿  adalah order 

6,/ m )−1

 dan (  zℑ ) adalah urutan F66 m, skala waktu adalah urutan dari

/F6 s ang terkait dengan waktu ang dibutuhkan untuk mekanik tinggi lapisan

campuran untuk mendekati nilai keseimbanganna" Perhatikan bahwa ketika (

 zℑ ) 7 zie , Mekanik tinggi lapisan campuran meningkatkan mendekati nilai

Page 16: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 16/42

ekuilibrium saat ini1 sebalikna, ketika (  zℑ ) 5

  z ie , mekanik tinggi lapisan

campuran menurun menuju nilain keseimbangan "

2arena perubahan kecepatan gesekan dengan waktu, nilai merapikan saat

o! zℑ   Ct O   ∇ tD adalah diperoleh secara numerik mengintegrasikan

 persamaan(/F) tersebut

dimana zℑ CtD adalah nilai merapikan jam sebelumna" .ntuk menghitung

skala waktu di persamaan (/I), zℑ  diambil dari jam sebelumna estimasi dan

u¿ dari saat ini" $engan cara ini, waktu skala (dan dengan demikian waktu

relaksasi) akan singkat jika keseimbangan pencampuran tinggi tumbuh pesat

tetapi akan lama jika itu berkurang dengan cepat"

Meskipun Persamaan" (/&) dan (/I) ang dirancang untuk aplikasi di '%-,

mereka digunakan dalam%- untuk memastikan perkiraan ang tepat dari

ketinggian P%- selama masa transisi singkat di mulai dari hari ketika turbulensi

mekanis umumna mendominasi" Prosedur, ang digunakan oleh AERMET,

menjamin penggunaan ketinggian pencampuran kon4ekti! kon4eksi sekali ang

memadai memiliki didirikan meskipun ketinggian pencampuran mekanik dihitung

selama semua kon4ekti! kondisi" 'ejak AERMET menggunakan persamaan (/I)

untuk memperkirakan ketinggian lapisan campuran di '%-, diskontinuitas dalam

 zi  dari malam hari dihindari"

$alam AERM#$, pencampuran z i   tinggi, memiliki peran diperluas

dibandingkan dengan bagaimana ia digunakan dalam '3" $alam AERM#$

ketinggian pencampuran digunakan sebagai mencerminkan ? permukaan

Page 17: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 17/42

menembus ditinggikan, sebuah tinggi skala penting, dan masuk dalam w ¿

Penentuan ditemukan di persamaan (*)" Pencampuran tinggi zi  untuk lapisan

 batas kon4ekti! dan stabil karena dide!inisikan sebagai berikut;

'ejak algoritma ang digunakan untuk pro!il berbeda dalam '%- dan

%-, stabilitas P%- harus ditentukan" .ntuk tujuan ini tanda -is digunakan oleh

AERMET1 jika - 76then P%- adalah dianggap kon4ekti! (%-) jika tidak stabil

('%-)"

& 'truktur 4ertikal dari P%- AERM#$ Meteorologi Antarmuka

The AERM#$ inter!ace, satu set rutinitas dalam AERM#$, menggunakan

hubungan kesamaan dengan parameter lapisan batas, data meteorologi diukur, dan

situsspesi!ik lainna in!ormasi ang diberikan oleh AERMET untuk menghitung pro!il 4ertikal; ) arah angin, /) angin kecepatan, 3) suhu, &) 4ertikal potensial

gradien suhu, F) turbulensi 4ertikal (  σ w ) dan I) turbulensi lateral (

  σ 2 )"

.ntuk setiap satu dari enam 4ariabel tersebut (atau parameter), antarmuka

(dalam membangun pro!il) membandingkan setiap ketinggian di mana 4ariabel

meteorologi harus dihitung dengan ketinggian di ang pengamatan dilakukan dan

 jika di bawah pengukuran terendah atau di atas tertinggi pengukuran (atau dalam

 beberapa kasus data ang tersedia hana pada satu ketinggian), antarmuka

menghitung sebuah nilai ang sesuai dari P%- hubungan kesamaan pro!il ang

dipilih" @ika data ang tersedia baik atas dan di bawah ketinggian tertentu,

interpolasi dilakukan ang didasarkan pada kedua data dan bentuk pro!il dihitung

diukur (lihat %agian :"6)" 'ehingga pendekatan ang digunakan untuk pro!iling,

secara bersamaan mengambil keuntungan dari in!ormasi ang terkandung dalam

kedua pengukuran dan parameteriBations kesamaan" 'eperti ang akan dibahas,

Page 18: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 18/42

setidakna satu tingkat dari diukur kecepatan angin, arah angin, dan suhu

diperlukan" 8amun, pro!il turbulensi dapat parameter tanpa pengukuran turbulensi

langsung"

%agian berikut ini memberikan gambaran ang komprehensi! tentang

 pro!il AERM#$ ini persamaan dan bagaimana diperkirakan pro!il digunakan

untuk mengekstrak bersangkutan lapisanrata meteorologi untuk transportasi dan

dispersi perhitungan AERM#$ ini" @uga, contoh pro!il (satu khas dari %- dan

salah satu khas dari '%-) untuk berbagai parameter telah dibangun untuk ilustrasi"

2asus %- mengasumsikan bahwa  z i  > 666 m, - > 6 m dan  z0  > 6, m

(aitu, z0 > 6"666

 z i  dan - > 6"6 z i )" 2asus '%- mengasumsikan

 bahwa z i  > 66 m, - > 6 m dan

 z0  > 6, m (aitu, z0 > 6,66

 z i dan

- > 6, zi )"

&" .mum Pro!iling Persamaan

&"" 2EEPATA8 A8=8 PR#9-8=

Persamaan pro!il AERM#$ untuk kecepatan angin, memiliki bentuk 

logaritma akrab;

Pada pengukuran kecepatan satu angin setidakna, ang merupakan perwakilan

dari lapisan permukaan, ang diperlukan untuk setiap simulasi dengan AERM#$"

2arena bentuk logaritmik tidak cukup menggambarkan pro!il bawah ketinggian

Page 19: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 19/42

hambatan atau 4egetasi, persamaan (/+) memungkinkan untuk penurunan linear 

dikecepatan angin dari nilaina di 7 z0.

.ntuk %-, ang& m ' )

aitu die4aluasi dengan menggunakan

 persamaan(:) dengan zref   digantikan oleh B, dan selama stabil kondisi mereka

dihitung dari 4an .lden G 0oltslag (*+F) sebagai

.ntuk kecil B ? - (77 ) dan dengan ekspansi serangkaian istilah eksponensial,

 persamaan pertama di (/*) mengurangi ke bentuk ang diberikan oleh persamaan"

(/), aitu,& 

m=− 

m

 z

  dengan 

m > F" 8amun, untuk besar B ? - (5 ) dan

tinggi besar seperti /66 m di '%-, ang& m   diberikan oleh persamaan(/*)

ditemukan cocok angin pengamatan jauh lebih baik daripada& m   diberikan

oleh persamaan (/) (4an .lden dan 0oltslag *+F)" Menggunakan contoh kasus

nilai parameter =ambar 3 and =ambar & aitu dibangun untuk menggambarkan

 bentuk pro!il angin digunakan oleh AERM#$ di lapisan atas dan di bawah

7 z0 "

Page 20: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 20/42

Gambar 3 ; pro!il kecepatan angin , untuk berdua %- dan '%-, pada daerah di

 bawah 7Z o

Page 21: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 21/42

Gambar 4; pro!il kecepatan angin , untuk berdua %- dan '%-, pada daerah di

atas 7Z o

&""/ PR#9- 8$ $RET#8

.ntuk kedua %- G '%- arah angin diasumsikan konstan dengan tinggi

 baik di atas tertinggi dan di bawah pengukuran terendah" .ntuk ketinggian

menengah, AERM#$ linear interpolates antara pengukuran" pengukuran arah

setidakna satu angin diperlukan untuk masingmasing simulasi AERM#$"

&""3 PR#9- P#TE8' '.0. =RA$E8T

$i atas superadiabatic lapisan permukaan ang relati! dangkal, potensi

gradien suhu di %- tercampur diambil menjadi nol" =radien pada lapisan

antarmuka stabil di atas lapisan campuran diambil dari terdengar suhu pagi"

Page 22: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 22/42

gradien ini adalah penting !aktor dalam menentukan potensi penetrasi

membanggakan apung ke atas lapisan itu"

Atas lapisan antarmuka, gradien biasana konstan dan sedikit stabil"

walaupunkedalaman lapisan antarmuka ber4ariasi dengan waktu, untuk tujuan

menentukan kekuatan stabil strati!ikasi tinggitinggi, AERMET menggunakan

lapisan tetap o!F66 m untuk memastikan bahwa lapisan ang cukup dari terdengar 

 pagi sampel" 'ebuah lapisan F66 m juga digunakan oleh model T$MP-.'

(Perr **/) untuk perhitungan ang sama ini" 0al ini untuk menghindari gradien

ang kuat (2inks realistis) sering hadir di data ini" .ntuk kedalaman lapisan

campuran khas 666 m kedalaman lapisan antarmuka dari F66 m adalah konsisten

dengan ang ditunjukkan oleh $eardor!! (*:*)" 8ilai konstan 6"66F 2 m−1

 di

atas lapisan antarmuka digunakan seperti ang disarankan oleh 0anna dan hang

(**)" Menggunakan terdengar pagi untuk menghitung gradien suhu antar muka

mengasumsikan bahwa sebagai lapisan campuran tumbuh sepanjang hari, pro!il

suhu pada lapisan atas  z i mengubah dari ang kecil dari pagi terdengar" Tentu

saja, ini mengasumsikan bahwa tak ada penurunan signi!ikan atau dingin atau

ad4eksi udara hangat ang terjadi di lapisan itu" pengukuran lapangan (mis larke

et al" (*:)) dari pro!il diamati sepanjang hari memberikan dukungan untuk 

 pendekatan ini" $ata ini menunjukkan para in4arian relati! pro!il temperatur 

tingkat atas bahkan selama periode permukaan intens pemanasan"

 $i bawah 66 m, di '%-, AERM#$ menggunakan de!inisi potensi suhu

gradien ang disarankan oleh $er (*:&) serta Pano!sk dan $utton (*+&)" tu

adalah,

Page 23: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 23/42

Persamaan (36) adalah mirip dengan %usinger et al" (*:)" $i atas 66 m bentuk 

 potensi gradien suhu, diambil dari 'tull (*+3) dan 4an .lden G 0oltslag (*+F)

adalah

dimana zmx=100m, zi+ 345 [ zℑ"100m ]   dan konstanta 6,&& dalam jangka

eksponensial persamaan (3) disimpulkan dari pro!il khas diambil selama

 percobaan angara (Andre dan Mahrt *+/)" .ntuk semua B,6+

6 z aitu terbatas

minimal 6"66/ 2 m−1

 (Paine dan 2endall **3)"

$alam '%- jika

6+

6 z  pengukuran tersedia below66 m dan di atas z0

,

2emudian +∗¿   dihitung dari persamaan(36) menggunakan nilai6+

6 z  pada

tingkat pengukuran terendah dan zTref    digantikan oleh ketinggian

6+

6 z

 pengukuran"

%atas atas 66 m untuk 4ertical pengukuran suhu gradien konsisten dengan ang

dikenakan oleh AERMET untuk kecepatan angin dan data re!erensi suhu ang

digunakan untuk menentukan parameter teori kesamaan seperti kecepatan gesekan

dan panjang Monin#bukho4" $emikian pula, batas bawah z0  untuk 4ertical

 pengukuran suhu gradien konsisten dengan ang dikenakan untuk suhu acuan

Page 24: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 24/42

data" @ika tidak ada pengukuran6+

6 z tersedia, di kisaran tinggi, kemudian

+∗¿  dihitung dengan menggabungkan Persamaan" (+) dan (/6)" +∗¿   tidak 

digunakan dalam %-"

=ambar F shows kebalikan tinggi ketergantungan6+

6 z ang '%-" .ntuk 

membuat kur4a ini kita diasumsikan bahwa; zℑ  > 66 m1 dan karena itu,

 zie   > 66 m1 - > 6 m1 u¿   >" /&, ang konsisten dengan ketinggian

 pencampuran dari 66 m1T ref    > /*3 21 dan karena itu berdasarkan

 persamaan() +∗¿  > 6"F 2" ini nilai parameter ang dipilih untuk mewakili

lapisan batas sangat stabil" $ibawah / m6+

6 z  bertahan ke bawah dari nilai dari

6"//+ 2 m−1

  di /m" $i atas 66 m6+

6 z   diperbolehkan untuk 

 pembusukaneksponensial dengan tinggi"

Page 25: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 25/42

=ambar F; Pro!il potensi gradien suhu untuk '%-"

&""& P#TE8' '.0. PR#9-8=

.ntuk digunakan dalam perhitungan membanggakan kenaikan, AERM#$

mengembangkan pro!il 4ertikal potensial suhu dari estimasi pro!il gradien suhu

Pertama model menghitung temperatur potensial pada ketinggian re!erensi untuk 

suhu (aitu, zTref  ) sebagai

Page 26: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 26/42

dimana dan zm)7= zref + zba)e dan zba)e   aitu pengguna ele4asi ang ditentukan

untuk dasar pro!il suhu (aitu, tower meteorologi)" 2emudian untuk kedua %-

dan '%- potensi suhu dihitung sebagai berikut;

di mana6+

6 z  ratarata potensi gradien suhu di atas lapisan) 8 B" Perhatikan

 bahwa untuk z< zTref  , 8 z

 adalah negati!"

&""F JERTA- Turbulensi $0T.8=

$alam %-, kecepatan 4arians atau turbulensi 4ertikal (   σ wT 2

)

dipro!ilkan menggunakan ekspresi berdasarkan batas stabilitas mekanik atau

netral (   σ wm∝u¿ ) $an batas kuat kon4ekti! (   σ wm∝w ¿ ) " Total turbulensi

4ertikal diberikan sebagai;

σ wT 2 =σ wc

2 +σ wm2 (34)

%entuk ini mirip dengan salah satu diperkenalkan oleh Pano!sk et al" (*::) dan

termasuk dalam dispersi lainna model (misalna, %erkowicB et al" (*+I), 0anna

dan Paine (*+*), dan eil (*++a))" %agian kon4ekti! (   σ wc2

) $ari total 4arians

dihitung sebagai;

Page 27: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 27/42

di mana ekspresi untuk B/0.1 zic  adalah batas kon4eksi bebas (Pano!sk et al"

*::), untuk0.1 zic< z / zic adalah nilai dicampurlaer (0icks *+F), dan untuk 

B 5 z ic  adalah sebuah parameterisasi untuk menghubungkan lapisan campuran

σ wc2

 ke nilai diasumsikan mendekati nol jauh di atas %-" 'ebuah contoh pro!il

dari turbulensi 4ertikal kon4ekti! dijelaskan di persamaan(3F) disajikan pada

=ambar I"

Page 28: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 28/42

=ambar I; bagian kon4ekti! dari turbulensi 4ertikal di %-"

Turbulensi mekanis (  σ wm ) $iasumsikan terdiri dari kontribusi dari batas

lapisan (  σ wm7 ) $an dari sisa lapisan (

  σ wmr ) $i atas lapisan batas (B 5 z i

) seperti ang, 0al ini dilakukan untuk memenuhi decoupling diasumsikan antara

turbulensi tinggitinggi (B 5 z i  ) $an ang di permukaan di lapisan geser %-,

dan untuk mempertahankan 4ariasi kontinu 9 / wm dengan Bnear B > z i "

Ekspresi untukσ wm7  mengikuti bentuk %rost et al" (*+/) adalah

Page 29: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 29/42

dimanaσ wm7  > "3   u¿ di B > 6 konsisten dengan Pano!sk et al" (*::)"

$i atas ketinggian pencampuranσ wmr  ditetapkan sama dengan ratarata nilai

ang terukur dalam sisa -apisan di atas z i " @ika pengukuran tidak tersedia,

makaσ wmr   diambil sebagai nilai de!ault dari 6,6/ u

 z i D" 2onstanta 6"6/

adalah intensitas turbulensi diasumsikani z (>

  σ wm   ? u) untuk sangat stabil

kondisi dianggap ada di atas z i  (%riggs *:3)" $alam lapisan campuran sisa

turbulensi (  σ wmr ) %erkurang secara linear dari nilai

 z i nol di permukaan"

=ambar : presents pro!il dari bagian mekanik dari turbulensi 4ertikal di %-"

E!ek dari menggabungkan sisa dan lapisan batas turbulensi mekanis

(persamaan(3I)) dapat dilihat pada ini angka"

Page 30: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 30/42

=ambar :; %agian Teknik dari turbulensi 4ertikal di %-

$i '%- turbulensi 4ertikal hana sebagian mekanik ang diberikan oleh

 persamaan (3I)" Penggunaan 9 ang sama σ wm2

ekspresi untuk '%- dan %-

dilakukan untuk menjamin kelangsungan turbulensi dalam batas stabilitas netral"

=ambar + illustrates AERM#$ ini diasumsikan 4ertical pro!il turbulensi untuk 

'%-" 0al ini mirip dengan pro!il untuk %- kecuali untuk terkenal peningkatan

nilaiσ wmr   " 2arena nilainilai untuk

σ wmr  berdasarkan besarna kecepatan

angin

Pada zi , Perbedaan dalam dua tokoh berasal dari pengaturan

 z0 > 6"666

 zi  pada contoh kasus %- sedangkan untuk '%- kasus z0 > 6"66

  zi.

Page 31: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 31/42

=ambar +; Pro!il turbulensi 4ertikal di '%-

&""I Turbulensi -ATERA- $0T.8= #-E0 8TER9AE T0E

$alam %- total turbulensi lateral, σ 2T 2

, $ihitung sebagai kombinasi dari

mekanik (

  σ 2m

 ) $an kon4ekti! (

  σ 2c

 ) %agian sehingga

$i '%- total turbulensi lateral ang berisi hana sebagian mekanik" AERM#$,

menggunakan samaσ 2m  ekspresi dalam %- dan '%-" 0al ini dilakukan untuk 

Page 32: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 32/42

menjaga kelangsunganσ 2m  di batas stabilitas netral" Penjelasan tentang pro!il

mekanik dan kon4ekti! turbulensi lateralis berikut"

&""I"Mechanical dari Turbulensi -ateral

Jariasi dengan ketinggian bagian mekanik dari turbulensi lateral dibatasi

oleh nilaina di permukaan dan nilai sisa diasumsikan di atas lapisan campuran

mekanik" Jariasi antara kedua batas diasumsikan linear" %erdasarkan pengamatan

dari banak studi lapangan, Pano!sk dan $utton (*+&) melaporkan bahwa,

dalam turbulensi murni mekanis, 4arians lateral ang dekat permukaan memiliki

 bentuk 

dimana konstan, , berkisar antara 3 dan F" %erdasarkan analisis data 2ansas,

Bumi (*:) dan 0icks (*+F) mendukung bentuk persamaan (3*) dengan nilai

3,I untuk "

Antara permukaan dan bagian atas lapisan mekanis campuran, σ 2m2

diasumsikan ber4ariasi linear sebagai

dimana σ 2m2 { zℑ }= 39:  [σ 2o

❑"0.25m

2)−2 ] danσ 2o

2

, 8ilai permukaan turbulensi

lateral, adalah sama dengan 3"I u¿2

" ni 4ariasi linear dari σ 2m2

dengan B

adalah konsisten dengan obser4asi lapangan (misalna, %rost et al" (*+/))" $i

'%- total turbulensi lateral ang berisi hana sebagian mekanikdan itu diberikan

oleh persamaan (&6)"

Page 33: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 33/42

$iatas lapisan campuran, turbulensi lateral diharapkan untuk 

mempertahankan tingkat residu sederhana" 0anna (*+3) menganalisis

 pengukuran ambient turbulensi lateral dalam kondisi stabil" $ia menemukan

 bahwa bahkan dalam kondisi angin ringan, pengukuranσ 2c  ang biasana 6,F

m )−1

" tetapi diamati serendah 6,/ m )−1

" AERM#$ mengadopsi batas

 bawah 6,/ m )−1

 untukσ 2c  dalam kondisi dekatpermukaan, seperti dibahas

di bawah, tetapi menggunakan nilai ang lebih khas dari 6,F m )−1

  untuk 

turbulensi lateralis residual atas lapisan campuran" $i atas ketinggian %-, model

linear menurun σ 2c2

dari σ 2c2

  C  z ic D menjadi 6,/F di "

  z ic dan

memegang σ 2c2

diatas konstanta "/ z ic .

 8amun, jika σ 2c2

C  z ic D 7 6,/F

m2 )−2 , Maka σ 2c2

 C   z ic D Adalah bertahan ke atas dari  z ic " 'elain itu,

ditemukan bahwa nilai urutan σ 2c2

  > 6,/F m2

)−2

  tersedia model ang

konsisten baikkinerja (untuk bulu umumna di atas zℑ ) 'elama e4aluasi

 perkembangan (Paine et al" /66) mendukung keberadaan turbulensi lateral ang

sisa dalam lapisan ini"

=ambar *shows bagaimana pro!il 4ertikal perubahan turbulensi mekanis

lateral ang lebih berbagai ketinggian pencampuran mekanik, dan kecepatan

gesekan terkait" 8ilainilai u¿   digunakan untuk menghasilkan kur4a ini

konsisten dengan hubungan antara zℑ  dan u¿ ang ditemukan di persamaan

(/&)" .ntuk '%- =ambar *represents pro!il dari total turbulensi lateral" $alam

%- ini kur4a menggambarkan hana bagian mekanik dari total 4arians lateral"

Page 34: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 34/42

Perhatikan bahwa untuk zℑ  > 366 m dan 66 m nilai σ 2o

2

 kurang dari 6,/F

m2

)−2

" #leh karena itu pro!il ang konstan dengan tinggi"

=ambar *; 2eluarga pro!il turbulensi mekanis lateral ang selama rentang

ketinggian pencampuran mekanik"

Porsi &""I"/ on4ecti4e dari Turbulensi -ateral

%agian kon4ekti! dari turbulensi lateralis dalam campuran adalah konstan

dan dihitung sebagai;

Page 35: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 35/42

nilai konstan iniσ 2c

2

w  w¿

2=0.35  didukung oleh data Minnesota (%acaan et al

*:&1n2aimal et al" *:I) dan oleh data ang dikumpulkan atAshchurch nggris

(aughe dan Palmer *:*)"

.ntuk B 5 z ic   , Model linear menurun σ 2c

2

dari σ 2c2

C  z ic D

menjadi 6,/F di "/  z ic   dan memegang σ 2c

2

konstanta diatas "/  z ic "

 8amun, jika σ 2c2

C  zic D 76,/F m2 )−2

, Maka σ 2c2

C  zic D Adalah

 bertahan ke atas dari z ic "

&"/ Jertikal inhomogeneit di %oundar -aeras $itangani oleh 8TER9AE

AERM#$ dirancang untuk mengobati e!ek dari dispersi dari 4ariasi

4ertikal angin dan pergolakan" Pertimbangan 4ariasi 4ertikal meteorologi penting

untuk benar pemodelan rilis dalam lapisan dengan gradien ang kuat, untuk 

menangkap e!ek meteorologi di

lapisan dalam ang membanggakan mungkin 4ertikal menebar, dan untuk 

menediakan mekanisme (dalam %-) dimana sumber ang dilepaskan ke dalam

atau menembus ke lapisan ang stabil tinggi dapat akhirna kembali memasuki

lapisan campuran" 8amun, AERM#$ adalah model membanggakan mapan dan

#leh karena itu hana dapat menggunakan nilai tunggal dari masingmasing parameter meteorologi untuk mewakili lapisan melalui mana parameter ini

 ber4ariasi" $engan demikian, model mengubah ang homogen nilainilai ke

nilai e!ekti! atau homogen setara" Teknik ini diterapkan untuk u,σ 2T  ,

σ wT  "

6+

6 z dan -agrangian skala waktu" Parameter ang e!ekti! ditandai oleh tilde

Page 36: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 36/42

seluruh dokumen (misalna, kecepatan angin ang e!ekti! dilambangkan dengan Q

u)"

Mendasar untuk pendekatan ini adalah konsep bahwa lapisan utama

 pentingna, relati! terhadap konsentrasi reseptor, adalah salah satu di mana bahan

 bulubulu perjalanan langsung dari sumber ke reseptor" =ambar 6presents

ilustrasi skematis dari pendekatan AERM#$ menggunakan untuk menentukan

 parameter ang e!ekti! ( digunakan untuk umum mewakili parameter ini)" The

 parameter ang e!ekti! ditentukan oleh ratarata nilai mereka atas bahwa sebagian

dari lapisan ang berisi materi membanggakan antara tinggi membanggakan pusat

massa, H  !  CD, (pengganti disederhanakan untuk ketinggian pusat bulubulu

ini massa) dan tinggi reseptor (  zr )" $alam kata lain, ratarata lapisan

ditentukan oleh 4ertical menengah mendalam ang membanggakan

(dide!inisikan sebagai /,Fσ  z  C

  xr D dimana xr  adalah jarak dari sumber 

ke reseptor), tetapi dibatasi oleh H  !   C

  xr D dan zr D" 8ilai digunakan

dalam proses ratarata diambil dari pro!il 4ertikal AERM#$ ini" Teknik ini

terbaik diilustrasikan dengan contohcontoh"

Page 37: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 37/42

=ambar 6; Perlakuanna AERM#$ dari -apisan %atas nhomogeneous

Mempertimbangkan dua reseptor digambarkan dalam =ambar 6" 2edua reseptor 

ang terletak di sama jarak xr  dari sumber tetapi pada ketinggian ang berbeda

di atas tanah, aitu, zr1   dan

 zr2 " 'ebuah contoh pro!il dari beberapa

 parameter ditampilkan di bagian paling kiri dari gambar" 8ilai dari e!ekti! 

Page 38: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 38/42

Parameter ang digunakan oleh AERM#$ untuk mewakili transportasi dan di!usi

dari sumber ke reseptor tergantung pada lokasi reseptor" .ntuk reseptor ang

e!ekti! nilai parameter Q  ; 1 ( $itunjukkan pada gambar sebagai

; eff  1 )

ditentukan dengan ratarata nilai dari CBD antara< !  C

  xr D dan zr1 " #leh

karena itu, lapisan atas ang ratarata ini diambil lebih kecil dari bulubulu

setengah mendalam"

'edangkan,  ; 2

  (ditunjukkan pada gambar sebagai; eff  2

) ditentukan oleh

ratarata CBD atas lapisan penuh dari H  !   C

  xr D turun melalui kedalaman

/"F  σ  z   C

  xr D karena reseptor ang terletak di bawah dide!inisikan tingkat

ang lebih rendah dari bulubulu"

'ejakσ  z   C

  xr D tergantung pada nilainilai e!ekti!σ wT    dan u, ukuran

membanggakan diperkirakan oleh pertama menggunakan nilai ketinggian

segumpalσ wT    C

  H  ! D dan u C  H  ! D untuk menghitung 6 z C

  xr D"

'eperti ang digambarkan di =ambar 6, 6 z   C  xr D kemudian digunakan

untuk menentukan lapisan atas ang dan Qσ wT  C

  xr D dan Qu C  xr D

dihitung" 'etelah ratarata lapisan untuk segumpal diberikan dan reseptor 

didirikan e!ekti! nilainilai Q

, dihitung sebagai ratarata sederhana;

Page 39: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 39/42

dimana<b   dan

<    adalah bagian bawah dan atas, masingmasing, dari

lapisan penting sehingga;

.ntuk semua bulu, baik batas dibatasi baik oleh Br atau < ! " .ntuk kedua

langsung dan tidak langsung sumber<  , di persamaan (&3) tidak diperbolehkan

melebihi Bi dan jika<b  

= zi   maka Q > C  zi D"

.ntuk bulu dalam kondisi ang stabil dan untuk sumber merambah di

%-, < !  selalu diatur sama dengan ketinggian tengah bulubulu (S <)+<) ),

di mana<)  adalah tinggi tumpukan dikoreksi untuk stack tip downwash dan

8 <) adalah stabil kenaikan sumber membanggakan" 'tabil sumber bulubulu

kenaikan) S<)  adalah dihitung dari ekspresi ditemukan pada %agian F"I"/"

$alam %-, spesi!ikasi < !   agak lebih rumit" 2arena terbatas

 pencampuran di %- pusat massa ang membanggakan akan ketinggian

membanggakan dekat dengan sumber dan titik tengah dari P%- di kejauhan di

mana ia menjadi tercampur" $i luar membanggakan akhir 2enaikan,< !

 ber4ariasi secara linear antara batasbatas ini"

Page 40: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 40/42

'ebelum plume stabilisasi, aitu, 7 x f    (jarak ke plume stabilisasi),

 H  !=<)+8 <d , ! , di mana) hd adalah kenaikan membanggakan untuk sumber 

langsung (diperkirakan dari persamaan (*)), dan8 < !   (>

<e!   <) )

adalah kenaikan membanggakan untuk sumber ditembus, di mana<e!

(menembus sumber ketinggian plume) dihitung dari persamaan (*&)"

@arak ke plume stabilisasi,  x f  , ditentukan sebagai berikut %riggs

(%riggs *:F1 %riggs *:) sebagai

dimana !luks daa apung (  > b ) dihitung dari persamaan (F:)"

.ntuk > b   > 6 jarak ke kenaikan akhir dihitung dari ''T3

((."'"En4ironmental %adan Perlindungan **F)) ekspresi

dimanau !  adalah kecepatan angin pada ketinggian sumber,

r)  adalah radius

tumpukan, danw )  adalah tumpukan gas keluar kecepatan"

$i luar membanggakan stabilisasi ( 5 x f  ),

< !   ber4ariasi secara

linear antara tinggi bulubulu stabil (0 C  x f  D) dan titik tengah dari lapisan

campuran (  z

i   ? /)" interpolasi ini dilakukan selama jarak jangkauan x

f    ke

Page 41: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 41/42

 xm , di mana xm  adalah jarak di mana polutan pertama menjadi keseragaman

dicampur seluruh lapisan batas"

@arak xm diambil untuk menjadi produk dari campuran kecepatan

lapisan angin ratarata dan pencampuran skala waktu,

 z i

σ wT " Artina,

di mana ratarata dari u danσ wT   diambil alih kedalaman lapisan batas"

.ntuk jarak melampaui x f  ,

< !  diasumsikan ber4ariasi secara linear 

antara bulubulu ini stabil tinggi, 0 C  x f  D, dan Bi ? / sehingga;

Perhatikan bahwa dalam %-, baik sumber langsung dan tidak langsung

akan memiliki sama ( parameter e!ekti!) nilainilai" $alam persamaan (&3)

σ  z   adalah ratarata dari updra!tσ  z   dan downdra!t

σ  z , ang nilai

maksimum ht adalah Bi, dan ketika hb Bi, > CBiD" 'eperti dibahas sebelumna,

ketika beberapa pengukuran 4ertikal arah angin ang tersedia pro!il dibangun oleh

linear interpolasi antara pengukuran dan bertahan

tertinggi dan terendah pengukuran atas dan ke bawah, masingmasing" Pendekatan

ang diambil untuk memilih arah transportasi angin dari pro!il ang berbeda dari

atas" Transportasi arah angin dipilih sebagai titik pertengahan rentang antara tinggi

tumpukan dan stabil ketinggian membanggakan"

Page 42: Translate Fixref

8/16/2019 Translate Fixref

http://slidepdf.com/reader/full/translate-fixref 42/42