Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время остро осознается проблема загрязнения атмосферы, океана и биосферы Земли примесями, поступающими из источников различного типа: промышленных предприятий, автомобильного транспорта, тепловых и атомных электростанций. Кроме этого, развитие индустриальной деятельности сделало, к сожалению, возможными аварии со сверхмощными выбросами в атмосферу вредных веществ в газообразном и аэрозольном состояниях. Поэтому исследование закономерностей распространения примесей и особенностей их пространственно-временного распределения является одной из наиболее важных прикладных задач физики атмосферы. При возросшем антропогенном воздействии человека на окружающую среду знание специфики процессов турбулентной диффузии в пограничном слое атмосферы лежит в основе выработки для большинства производств оптимальной стратегии с точки зрения уровня загрязнения.
Наряду с математическим моделированием- процессов переноса, турбулентной диффузии и осаждения газоаэрозольных примесей в атмосфере повышенный интерес представляет подход, основанный на решении обратных задач по восстановлению зоны загрязнения, параметров источника выброса и включающий планирование системы наблюдений.
Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка моделей восстановления полей приземной концентрации газоаэрозольной примеси и оценки мощности и эффективной высоты источников выброса в пограничном слое атмосферы, анализ с помощью разработанных моделей возможностей применения методов планирования эксперимента для построения оптимальных планов наблюдений, построение оптн-
мпзащгонных моделей оценивания суммарной мощности выброса примеси от совокупности источников.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Разработан комплекс математических моделей для реше
ния обратных задач восстановления концентрации невесомой
и оседающей прпмеси от точечного и линейного источников в
приземном слое атмосферы.
-
Проведено численное построение локально Р-оптималь-ных планов измерений для предложенных моделей восстановления и показана эффективность использования полученных планов размещения наблюдений.
-
Предложена модель оценивания эффективной высоты и мощности стационарного источника, расположенного в пограничном слое атмосферы, по данным наземных наблюдений.
4. Исследована применимость методов оптимизации для
решения зядачн по оцениванию суммарного выброса примеси
от совокупности источников.
Практичрская ценность работы. Построенные модели восстанов тения поля приземной концентрации и параметров источника примеси непосредственно являются инструментом для создания системы контроля за чистотой воздушного бассейна, которая включает систему наблюдений за режимом выбросов, зонами загрязнения атмосферы и местности.
Проведенное исследование по оцениванию верхней и нижней границ суммарного выброса от совокупности источников позволяет использовать предложенные оптимизационные модели для оценки выбросов загрязняющей примеси с территории промышленных предприятий.
Апробация работы. По мере получения результаты диссертационной работы докладывались на : Всесоюзной конфе-
ренции "Условно-корректные задачи математической физики и анализа", Новосибирск, 1992; Первой Всесибирской конференции "Математические проблемы экологии", Новосибирск, 1992; научных семинарах ВЦ СО РАН, Института теплофизики СО РАН, Института химической кинетики и горения СО РАН; International workshop "Siberian Haze-2", Novosibirsk, 1993; Российской аэрозольной конференции, Москва, 1993; International conference "Advanced Mathematics, Computations and Application", Novosibirsk, 1995.
Структура и объем диссертации, публикации. Дис^ сертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы из 98 названий. Общий объем работы составляет 122 страницы машинописного текста. Диссертация содержит 16 страниц с рисунками и 10 страниц с таблицами. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 работах, список которых помещен в конце автореферата.
