- Trang Chủ
- Năng lượng
- Một số mô hình tính toán phát tán chất phóng xạ trong môi trường không khí
Xem mẫu
- THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
MỘT SỐ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN PHÁT TÁN
CHẤT PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
Ô nhiễm phóng xạ trong môi trường khí từ hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân được
đặc biệt quan tâm trong trường hợp có sự cố hạt nhân. Nồng độ các chất phóng xạ tới được người
dân phụ thuộc vào mức độ phát tán của các nhân phóng xạ trong môi trường khí. Phát tán các nhân
phóng xạ là quá trình vận chuyển nhân phóng xạ do các chuyển động ngẫu nhiên của chất lưu và các
phân tử của nó. Trong trường hợp phát tán các nhân phóng xạ trong môi trường khí, chất lưu là chất
khí. Thuật ngữ phát tán đôi khi có thể được hiểu là khuếch tán rối. Mô hình hóa quá trình phát tán
khí là một công cụ mạnh để đánh giá nguồn gây ô nhiễm phóng xạ trong không khí có gây ảnh hưởng
nghiêm trọng hay không. Bài viết này sẽ mô tả ngắn gọn một số mô hình tính toán phát tán như mô
hình Gaussian, Lagrangian và Eulerian.
MỞ ĐẦU phóng xạ) và các tính chất vật lý và hóa học của
Vấn đề ô nhiễm phóng xạ môi trường chất khí phóng xạ (khả năng phản ứng, độ hòa
khí thường là kết quả của chuỗi các sự kiện từ tan). Đối với mô hình toàn diện thì tất cả các
việc hình thành nguồn chất thải khí phóng xạ đến thông tin của các yếu tố trên cần phải được tính
quá trình phát thải nó vào môi trường (có hoặc đến. Các mô hình đơn giản hơn có thể chỉ tính
không có hệ thống xử lý chất thải khí phóng xạ), đến các yếu tố thích hợp nhất trong số các yếu tố
quá trình phát tán và biến đổi hóa học trong khí ảnh hưởng này như là các thông số đầu vào.
quyển, quá trình hấp thu bởi các sinh vật tiếp
nhận (ví dụ như người hít thở khí bị nhiễm bẩn
chất phóng xạ, cây hấp thụ chất nhiễm bẩn phóng
xạ...) và ảnh hưởng của chất phóng xạ đến sức
khỏe con người và môi trường. Mô hình hóa quá
trình ô nhiễm phóng xạ trong môi trường khí đòi
hỏi phải có kiến thức của tất cả các quá trình kể
trên.
Hình 1 dưới đây chỉ ra chuỗi các sự kiện
liên quan đến bài toán mô hình hóa phát tán khí
phóng xạ và các yếu tố chính chi phối các sự kiện Hình 1. Các sự kiện của bài toán mô hình
này. Chúng ta có thể thấy quá trình ô nhiễm khí hóa phát tán khí phóng xạ
phóng xạ bị ảnh hưởng bởi khí tượng (tốc độ gió, Điều quan trọng cần phải lưu ý đó là khí
hướng gió, nhiệt độ, lượng mưa, ánh nắng), địa quyển là một hệ thống nhiễu loạn và không có
hình (tòa nhà, đồi núi, nước bề mặt), nguồn phát trật tự. Kết quả là nồng độ các nhân phóng xạ
thải (chiều cao và đường kính ống khói, nhiệt độ không phải là hằng số thậm chí khi nguồn phát
và tốc độ của luồng khí thải, nồng độ các nhân và các yếu tố khí tượng là không thay đổi. Hơn
10 Số 55 - Tháng 06/2018
- THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
nữa không phải tất cả các yếu tố ảnh hưởng tới thẳng đứng - z). Tùy thuộc vào điều kiện ban đầu
quá trình phát tán có thể đưa được vào một mô và điều kiện biên, và tuỳ thuộc vào các kịch bản,
hình cụ thể. Từ đó độ chính xác của các mô hình hàm phân bố có thể có các dạng khác nhau.
có thể dường như làm thất vọng những người sử
Khi coi rằng tốc độ gió và hướng gió là
dụng chưa có kinh nghiệm. Chúng ta coi một mô
không thay đổi theo không gian và thời gian,
hình mô tả quá trình phát tán chất phóng xạ trong
cũng như độ khuếch tán rối (tức là thiên hướng
không khí là thành công khi nó đáp ứng được các
của khí quyển để phát tán chất phóng xạ), và
tiêu chí sau:
nguồn phát chất phóng xạ là không đổi thì luồng
• Giá trị nồng độ trung bình theo giờ được khí phát tán của chất phóng xạ sẽ có phân bố
tiên đoán trong phạm vi 2 lần so với giá trị thực ở Gaussian theo chiều ngang và chiều đứng. Các
hầu hết các thời điểm. phân bố Gaussian này sẽ mở rộng ra khi khoảng
• Trên khoảng thời gian dài, nồng độ trung cách tới nguồn phát tăng lên. Hình dạng lông
bình được tiên đoán bởi mô hình là gần với giá chim của luồng khí là đặc trưng chính của các mô
trị thực. hình luồng khí Gaussian. Trong thực tế thì không
một giả thiết nào trong số các giả thiết trên có
• Khi các giá trị nồng độ được tiên đoán ở
thể đúng và không ngạc nhiên khi chúng ta thấy
các vị trí và thời điểm khác nhau được phân loại
hình chụp tức thời của luồng khí có phân bố nồng
từ thấp đến cao phù hợp với phân loại cũng như
độ chất nhiễm bẩn không có dạng Gaussian. Tuy
vậy đối với các giá trị nồng độ đo được. Khi đó
nhiên chúng ta biết từ kinh nghiệm rằng phân bố
ta có được các phân bố giống nhau đối với các
các giá trị nồng độ chất nhiễm bẩn trung bình
giá trị tiên đoán và các giá trị đo được. Các điểm
theo giờ rất gần với phân bố Gaussian.
tương ứng trong không gian và thời gian không
nhất thiết có cùng thứ bậc. Khi quan sát luồng khí được phát ra từ
Có một dải rất rộng các mô hình mô tả ống khói, chúng ta thường thấy các hiện tượng
quá trình phát tán chất phóng xạ trong không khí. sau:
Trong đó phải kể đến ba mô hình phổ biến là: Mô • Luồng khí bốc lên và ổn định ở một độ
hình luồng khí Gaussian; Mô hình hạt Lagrangian cao nhất định
và Mô hình phát tán và dòng chảy Eulerian. • Luồng khí mở rộng theo ciều ngang và
1. MÔ HÌNH LUỒNG KHÍ GAUSSIAN chiều thẳng đứng
• Dạng của luồng khí thăng giáng ngẫu
Mô hình luồng khí Gaussian là mô hình nhiên
sơ khai, được thiết lập để mô tả quá trình phát
tán chất phóng xạ trong môi trường không khí. Thăng giáng ngẫu nhiên của luồng khí
Mô hình dựa trên công thức giải tích của quá không có thể bắt được bằng các mô hình tất định.
trình truyền dẫn ba chiều (tương tự như quá trình Tuy nhiên các giá trị nồng độ chất nhiễm bẩn
truyền nhiệt). Trong mô hình luồng khí Gaussian trung bình trên một khoảng thời gian nhất định
[1], nồng độ các chất phát tán trong môi trường (ví dụ như 1 giờ) thì có thể bắt được. Người ta
khí được mô tả bởi phân bố Gaussian trong đưa ra một số khái niệm trong mô hình luồng khí
không gian ba chiều (chiều dọc theo hướng gió Gaussian như sau:
- x; chiều vuông góc với hướng gió - y; và chiều • hs là chiều cao của nguồn phát thải (m)
Số 55 - Tháng 06/2018 11
- THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
• Δh là độ bốc lên của luồng khí (m) trong khi đó nồng độ trung bình theo thời gian sẽ
• h là chiều cao hiệu dụng của nguồn (m) có phân bố Gaussian theo trục y và trục z.
Hình 2 mô tả các khái niệm được đưa ra Nói đúng ra, mô hình luồng khí Gaussian
trong mô hình luồng khí Gaussian. Cả hai tính chỉ hợp lý trong các điều kiện đơn giản sau:
chất của luồng khí (mở rộng của luồng khí và • Luồng khí xuất phát từ một điểm toán
thăng giáng ngẫu nhiên) là kết quả hiện tượng học và được xem là nguồn điểm.
nhiễu loạn trong dòng chảy rối của gió. Hiện • Nguồn phát thải chất nhiễm bẩn là
tượng nhiễu loạn có thể gây bởi nhiệt tỏa ra trong không đổi.
khí quyển (nhiễu loạn nhiệt) hoặc bởi các trướng
ngại vật hoặc độ nhám bề mặt trên con đường vận • Hướng gió và tốc độ gió là không thay
chuyển của khối khí (nhiễu loạn cơ học). Vì vậy đổi theo không gian và thời gian.
các thông tin về khí quyển và bề mặt rất cần thiết • Độ nhiễu loạn khí quyển là không thay
phục vụ cho công việc mô hình hóa quá trình phát đổi theo không gian và thời gian.
tán trong khí quyển. Điều này có nghĩa là mô hình luồng khí
Độ bốc lên của luồng khí có thể gây ra Gaussian chỉ có thể là gần đúng do không có điều
bởi xung lượng của luồng khí khi nó thoát ra khỏi kiện nào trong các điều kiện trên có thể thỏa mãn
ống khói hoặc bởi hiện tượng nổi do luồng khí trong thực tế. Mô hình luồng khí Gaussian được
nóng nhẹ hơn khí môi trường. Thông thường hiện xem là mô hình gần đúng hợp lý (giá trị tiên đoán
tượng nổi là cơ chế chính chi phối quá trình bốc bởi mô hình trong phạm vi 2 lần phù hợp với giá
lên cao của luồng khí. trị thực) khi các điều kiện trên gần đúng được
thỏa mãn. Mô hình sẽ trở nên kém chính xác khi
các điều kiện thực tế lệch quá nhiều so với các
điều kiện lý tưởng ở trên. Khi tính đến các điều
kiện địa hình đồi núi thì mô hình Gaussian đặc
biệt khó khăn để áp dụng.
Mặc dù bị hạn chế về mặt lý thuyết, mô
hình luồng khí Gaussian, với những điều chỉnh
dựa trên các thực nghiệm đối với khuếch tán
trong môi trường khí, vẫn có thể mô tả khá tốt
các dữ liệu thực nghiệm và giúp đơn giản hoá quá
Hình 2. Các khái niệm trong mô hình trình tính toán. Trong các điều kiện thực tế, mô
luồng khí Gaussian hình luồng khí Gaussian không thể áp dụng được
khi tốc độ gió thấp, điều kiện địa hình phức tạp,
Các giả thiết cơ bản đối với các khái tốc độ gió và hướng gió thay đổi theo không gian
niệm trong mô hình luồng khí Gaussian và thời gian.
Nếu các thăng giáng về hình dạng của Mô hình luồng khí Gaussian chỉ có thể
luồng khí theo trục y và trục z là hoàn toàn ngẫu mô tả quá trình phát tán khí trong phạm vi dưới
nhiên thì phân bố nồng độ tức thời của các chất 100 km.
nhiễm bẩn trong luồng khí sẽ không đồng đều,
12 Số 55 - Tháng 06/2018
- THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
2. MÔ HÌNH HẠT LAGRANGIAN quan trắc trực tiếp, người ta thường dựa vào kết
Mô hình hạt Lagrangian ngẫu nhiên coi quả mô hình khí tượng để lấy các biến như gió,
mỗi nguồn phát, phát ra một số lượng lớn các hạt nhiệt độ và lượng mưa cho tính toán vận chuyển
và mỗi hạt chuyển động theo một con đường ngẫu và phát tán khí vì các mô hình khí tượng nội suy
nhiên xung quanh véc-tơ hướng gió trung bình. các biến theo không gian và thời gian phù hợp với
Con đường này được cập nhật theo mỗi bước thời các phương trình của chuyển động khí quyển [3].
gian như trong Hình 3 [2]. Việc dự đoán nồng độ Các biến đầu ra của mô hình khí tượng thường
chất ô nhiễm được thực hiện bằng cách đếm số được lưu trữ theo giờ hoặc theo khu vực và toàn
các hạt trong một thể tích khí đã cho. Mô hình cầu [4] - [6]. Hầu hết các mô hình phát tán, hoặc
hạt Lagrangian ngẫu nhiên mô phỏng các quy sẽ đọc những trường dữ liệu trực tiếp hoặc thông
luật vật lý của quá trình phát tán chất phóng xạ qua một bước tiền xử lý, trích xuất các biến khí
tốt hơn các mô hình khác. Do vậy mô hình này tượng liên quan cũng như chuyển đổi thành các
thường được sử dụng để mô tả quá trình phát tán biến khác cần thiết cho mô hình phát tán. Các mô
ở khoảng cách đến hàng nghìn km. Tuy nhiên hình khí quyển phổ biến hiện nay có thể kể đến
để sử dụng được mô hình này, ta cần phải có hệ như MM5, WRF, ECMWF, GFS, v.v.
thống máy tính đủ mạnh, có hiệu năng tính toán Mô hình hạt Lagrangian đòi hỏi tài
cao, vì trong quá trình mô phỏng cần phải thực nguyên tính toán lớn, song nó có ưu điểm vượt
hiện các tính toán mô phỏng cho một số lượng rất trội so với mô hình luồng khí Gaussian. Ở các
lớn các hạt phát ra từ nguồn phát để đảm bảo độ khoảng cách xa so với nguồn phát thải, mô hình
tin cậy của các kết quả. luồng khí Gaussian là quá thô để có thể xem quá
trình phát thải là đồng nhất trên phạm vi rộng.
Các phần của luồng khí chuyển động với tốc độ
gió và hướng gió khác nhau có các tham số phát
tán khác nhau. Hơn nữa, mô hình hạt Lagrangian
coi các quá trình phát tán theo phương ngang và
phương thẳng đứng là phụ thuộc lẫn nhau, điều
mà mô hình Gaussian không thực hiện được. Kết
quả của quá trình gần đúng là mô hình Gaussian
Hình 3. Phương pháp Lagrangian đánh có khuynh hướng thất bại ở khoảng cách 30-50
giá phát tán khí. km từ nguồn phát thải. Ở các khoảng cách lớn
Các mô hình Lagrangian thường được sử hơn, mô hình hạt Lagrangian có ưu thế rõ ràng.
dụng để mô tả quá trình lan truyền chất ô nhiễm Mô hình hạt Lagrangian về nguyên tắc có thể loại
(trong đó có cả lan truyền chất phóng xạ) trong bỏ sai số lấy trung bình trong mô hình Gaussian
khí quyển và thường dùng các thông số đầu vào bởi một số lượng đủ lớn các hạt chất nhiễm bẩn.
là các số liệu khí tượng thu nhận từ việc quan Luận điểm cơ bản của mô hình hạt
trắc, số liệu tái phân tích trên lưới hoặc từ các mô Lagrangian
hình toàn cầu, khu vực.
Phát tán khí là phiên bản chảy rối của
Các dữ liệu khí tượng là các biến đầu vào hiện tượng khuếch tán phân tử và về hình thức
cần thiết cho hầu hết các mô hình vận chuyển và luận có thể tuân theo cùng một công cụ toán học.
phát tán khí. Bên cạnh việc sử dụng các số liệu Từ đó mô hình hóa phát tán khí ngẫu nhiên chủ
Số 55 - Tháng 06/2018 13
- THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
yếu dựa trên việc mô tả ngẫu nhiên quá trình đất. Ưu điểm chính của mô hình phát tán Eulerian
khuếch tán phân tử mà nó là lý thuyết chuyển là ở chỗ các mô hình hóa học khắc nghiệt có thể
động Brownian. Mô hình toán học của lý thuyết được hợp nhất một cách liền mạch trong thuật
chuyển động Brownian lần đầu tiên được xây toán trái ngược với các mô hình phát tán khác mà
dựng bởi Einstein. Ông đã kết hợp lý thuyết về chúng chỉ có thể bao gồm mô hình hóa học đơn
áp lực thấm bởi định luật Stoke về lực kéo trên giản hoặc sự kết hợp với các mô hình hóa học là
hạt hình cầu chuyển động trong chất lưu nhớt khó khăn. Một ưu điểm của mô hình Eulerian có
và thu được phương trình cho khuếch tán hạt lơ điểm chung với các mô hình hạt Lagrangian là
lửng. Tiếp theo, Langevin đã xây dựng một lý ở chỗ luồng khí không được mô hình hóa như
thuyết căn bản và đơn giản hơn về chuyển động là một thực thể đơn lẻ vì vậy vận chuyển trên
Brownian mà nó đã kết hợp quán tính của hạt lơ khoảng cách dài có thể được mô hình hóa với độ
lửng. Ông đã chỉ ra rằng phương trình Einstein mất chính xác tương đối nhỏ. Tuy nhiên những
đối với dịch chuyển hạt trung bình theo thời gian nhược điểm chính của mô hình Eulerian là thiếu
thực tế là trường hợp riêng đối với thời gian lớn độ phân giải và nhu cầu tính toán cao. Các vấn đề
hơn 10 - 8 s, khi mà hiệu ứng quán tính có thể này là quan trọng giống như những đòi hỏi của
bỏ qua. Lý thuyết hạt Lagrangian hiện đại là một mô hình CFD quy mô lớn. Có quá nhiều điểm
phát triển tiếp theo của những ý tưởng đặt ra ban mạng lưới cần để chạy mô hình phát tán Eulerian
đầu bởi Langevin. với độ chính xác cao và tài nguyên tính toán cần
tăng lên rất nhanh cùng với sự tăng độ phân giải.
Một vấn đề khác là ở chỗ cơ sở vật lý của mô hình
phát tán Eulerian là lý thuyết vận chuyển gra-đi-
ăng bị phá vỡ ở các khoảng cách ngắn tới nguồn
nơi mà kích thước của các xoáy nhiễu loạn lớn
không thể bỏ qua khi so sánh với khoảng cách
giữa nguồn và nơi tiếp nhận. Trong khi mô hình
hạt Lagrangian xử lý quá trình phát tán trên quy
mô địa phương, mô hình Eulerian chỉ làm việc
tốt trên quy mô vùng. Mô hình phát tán Eulerian
thường yêu cầu tài nguyên tính toán nhiều hơn
Hình 4. Mô phỏng hạt Lagrangian phát mô hình hạt Lagrangian.
tán theo phương ngang với 10 hạt (Ti,L = 100 s,
u = 2 m.s-1, σν = 0,2 m.s-1, Δt = 10 s). Các chấm Khi tính đến các ưu điểm và nhược điểm,
tròn là quỹ đạo hạt, các đường gạch gạch đậm là mô hình Eulerian có những ưu điểm rất đặc biệt
±σy của các hạt và các đường gạch gạch mảnh là như: khả năng mô hình hóa các chất nhiễm bẩn
±σy được dự đoán bằng lời giải chính xác. thứ cấp chẳng hạn như ô-zôn. Từ đó để hiểu một
cách đầy đủ lớp mô hình này, điều quan trọng là
3. MÔ HÌNH EULERIAN cần phải xem xét hóa khí quyển một cách chi tiết
Như chúng ta đã biết hệ tọa độ Eulerian là hơn. Trong phần này chúng ta sẽ nghiên cứu mô
cố định trong không gian. Trong mô hình phát tán hình phát tán Eulerian trên cả hai khía cạnh hóa
Eulerian chúng ta tính sự vận chuyển của chất ô học và vật lý một cách chi tiết.
nhiễm trên mạng lưới mà nó là cố định đối với trái
14 Số 55 - Tháng 06/2018
- THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
Các phương trình chủ đạo của mô hình thời gian sống của các chất nhiễm bẩn và khoảng
phát tán Eulerian cách đặc trưng mà các chất nhiễm bẩn có thể
Các phương trình chi phối quá trình phát vận chuyển được mà nó trực tiếp liên quan tới
tán trong hệ quy chiếu Eulerian chủ yếu là các thời gian sống. Với các chất nhiễm bẩn có thời
phương trình chi phối động học chất lưu tính toán gian sống ngắn (thường là các chất có tính hoạt
(phương trình Navier-Stokes, phương trình liên hóa cao hay các sol khí), chúng không có khả
tục, cân bằng vật chất). năng vận chuyển trên quãng đường dài và ảnh
hưởng của chúng sẽ chỉ tập trung trong phạm vi
Các phương trình Navier-Stokes tạo ra địa phương. Với các chất nhiễm bẩn dạng khí có
cân bằng xung lượng để tính toán trường dòng thời gian sống dài, chúng có thể được vận chuyển
mà nó tạo ra cơ sở của mô hình Eulerian. Chúng đi rất xa và vì thế chúng có vùng tác động rộng.
là các phương trình sau: Việc lựa chọn mô hình phát tán tầm gần và tầm
∂u ∂u ∂u ∂u 1 ∂p ∂ 2u ∂ 2u ∂ 2u xa để mô phỏng quá trình phát tán của các chất
+ u + ν + w = fν − +ν + + nhiễm bẩn khí cần phù hợp với đặc tính của các
∂t ∂x ∂y ∂z ρ ∂x ∂x 2 ∂y 2 ∂z 2
chất chất nhiễm bẩn.
∂ν ∂ν ∂ν ∂ν 1 ∂p ∂ 2ν ∂ 2ν ∂ 2ν Mô hình Gaussian có thời gian tính rất
+ u + ν + w = − fu − +ν + +
∂t ∂x ∂y ∂z ρ ∂y ∂x 2 ∂y 2 ∂z 2 nhanh, chúng chỉ tính bằng các công thức giải tích
cho các vị trí cần đánh giá. Tuy nhiên nó đòi hỏi
∂w ∂w ∂w ∂w 1 ∂p ∂ 2 w ∂ 2 w ∂ 2 w các dữ liệu khí tượng được xử lý trước và tham
+ u +ν + w = − g − +ν + +
∂t ∂x ∂y ∂z ρ ∂x ∂x 2 ∂y 2 ∂z 2 số hóa quá trình nhiễu loạn. Mô hình Gaussian
thường được áp dụng trong các phần mềm hỗ trợ
Một khi các thành phần tốc độ gió u, ν, ra quyết định trong ứng phó với các sự cố bức
w theo các hướng x, y và z được biết, chúng có xạ, hạt nhân. Trong các trường hợp này yêu cầu
thể được sử dụng để tính sự vận chuyển của chất về thời gian phản ứng nhanh là ưu tiên hàng đầu.
nhiễm bẩn bằng cân bằng vật chất. Mô hình Gaussian cho kết quả không chính xác
trong các trường hợp tốc độ gió thấp hoặc khi
4. KẾT LUẬN sự khuếch tán ba chiều là quan trọng. Vì thế các
Vận chuyển các chất nhiễm bẩn trong khí mô hình Gaussian đã được phát triển để tăng độ
quyển chủ yếu bị chi phối bởi trường gió. Các chính xác của chúng và tính đến các quá trình vật
quá trình khác như nhiễu loạn, phản ứng hóa học, lý không đại diện. Các mô hình Gaussian thường
phân rã phóng xạ và rơi lắng cũng có thể đóng được áp dụng trong phạm vi 100 km từ nguồn.
một vai trò quan trọng trong quá trình phát tán Chúng thường được sử dụng để đánh giá tác động
chất nhiễm bẩn. Vì thế chiến lược phát triển mô trong thời gian dài của các cơ sở công nghiệp có
hình đánh giá quá trình phát tán phóng xạ trong phát thải chất nhiễm bẩn khí.
khí quyển đòi hỏi sự kết hợp của nhiều nhà nghiên Mô hình Lagrangian dựa trên các hiệu
cứu trong các lĩnh vực khác nhau như: khí tượng, ứng tất định gây bởi trường gió và hiệu ứng ngẫu
địa vật lý, an toàn bức xạ, vật lý hạt nhân, hóa học nhiên gây bởi các nhiễu loạn. Phân bố cuối cùng
và công nghệ thông tin. của một số lớn các hạt cho ta đánh giá của trường
Một vấn đề quan trọng trong mô hình nồng độ chất nhiễm bẩn. Chi phí tính toán của các
hóa chất nhiễm bẩn trong không khí là phân tích mô hình Lagrangian là độc lập với độ phân giải
Số 55 - Tháng 06/2018 15
- THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
của mạng lưới đầu ra và vì vậy mô hình này là rất Reanalysis Project,” Bull. Amer. Meteor. Soc.,
hiệu quả cho mô phỏng tầm gần. Tuy nhiên mô vol. 77, pp. 437–471, 1996.
phỏng tầm xa đòi hỏi tính toán của một số lớn các [5] Z. I. Janjic, “A nonhydrostatic model
based on a new approach,” Meteorol. Atmospheric
quỹ đạo đơn lẻ mà chúng làm tăng rất nhanh chi Phys., vol. 82, no. 1–4, pp. 271–285, Jan. 2003.
phí tính toán. Mô hình Lagrangian cho phép tính [6] M. Kanamitsu, “Description of the NMC
được các quỹ đạo ngược thời gian để nhận biết Global Data Assimilation and Forecast System,”
các vùng có khả năng là nguồn phát chất nhiễm Weather Forecast., vol. 4, no. 3, pp. 335–342,
Sep. 1989.
bẩn không khí.
Mô hình Eulerian là mô hình giải số
phương trình vận chuyển trong hệ tọa độ cố định.
Về mặt toán học đây là phương trình đạo hàm
riêng bậc hai và lời giải của nó với các điều kiện
đầu và điều kiện biên thích hợp sẽ cho ta quá
trình tiến triển trong không gian và thời gian của
nồng độ chất nhiễm bẩn. Mô hình Eulerian tính
đến quá trình phát thải, vận chuyển, nhiễu loạn và
phản ứng hóa học của các chất nhiễm bẩn trong
pha khí kết hợp với khí tượng. Mô hình có thể
được sử dụng để nghiên cứu trong phạm vi rộng.
Hoàng Sỹ Thân
Phạm Kim Long
Nguyễn Hào Quang
__________________________________
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] J. E. Till and H. A. Grogan, Eds.,
Radiological risk assessment and environmental
analysis. Oxford ; New York: Oxford University
Press, 2008.
[2] J. Lin, D. Brunner, C. Gerbig, A. Stohl, A.
Luhar, and P. Webley, Lagrangian Modeling of
the Atmosphere. American Geophysical Union,
2012.
[3] K. P. Bowman et al., “Input Data
Requirements for Lagrangian Trajectory
Models,” Bull. Am. Meteorol. Soc., vol. 94, no.
7, pp. 1051–1058, Jan. 2013.
[4] E. Kalnay, “The NCEP/NCAR 40-Year
16 Số 55 - Tháng 06/2018
nguon tai.lieu . vn
