论文题目: 光化学烟雾污染系统模拟及预测分析研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 环境科学
作者: 于涛
导师: 谭欣
关键词: 大气污染,光化学烟雾,模拟预测,臭氧
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文首先对光化学烟雾的形成及其带来的危害进行了系统检索,并对光化学烟雾对人体,植物以及所引起的一系列社会问题进行了深入分析。光化学烟雾的生成主要受到NOx和VOCs以及气溶胶的影响,通过对NOx和VOCs以及气溶胶对光化学烟雾的形成的影响机制的研究,得出光化学烟雾污染的形成由于受控机制的不同分别属于NOx-sensitive和VOCs-sensitive。针对目前我国的城市空气质量现状,即在交通高峰期空气中的VOCs比较丰富,所以光化学烟雾的形成主要是VOCs-sensitive。为了使模拟的臭氧生成潜在趋势更加接近实测值,提高预测的准确率,所以在光化学烟雾模式模拟方面,本研究对了不同的光化学烟雾模式进行了分析。FARIMA模型对于所得的历史实测数据进行了统计分析,去长相关分析,通过估计其Hurst参数得到了可以很好的预测光化学烟雾污染形成的时间序列,并且获得了丰富的内在信息,通过模拟预测对以往的光化学烟雾产量模式的实际观测值进行了预测,并得到比较好的预测结果。由于光化学烟雾的形成受到诸多因素的影响,而导致光化学烟雾污染形成的要素和结果之间呈复杂的非线性关系,所以为了得到这些复杂因素之间的可以预测的关系,本文采用了基于分形的分形拼贴模型以及N阶迭代累加法对现有的光化学烟雾的实测值进行分形变换,使其变换成为可以用分形理论进行模拟的光化学烟雾总量时序,以此为基础进行后续模拟和预测。模型分析表明,光化学烟雾总量的产生不仅仅受到大气污染物的影响,同时客观其他条件(日照时数,风速,降水等)对其形成的影响也是不可忽略的,同时为光化学烟雾形成机制的理论探讨提供了重要的理论依据。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 数学建模理论研究
1.3 非线性与复杂性科学的发展
1.3.1 非线性动力学的发展历程
1.3.2 非线性系统的复杂性
1.3.3 自治非线性常微分方程的分析方法
1.3.4 非线性系统简化方法
1.3.5 非线性系统的分形理论
1.4 混沌动力学
1.4.1 混沌的历史
1.4.2 混沌特征
1.5 本研究拟开展的工作及必要性
第二章 光化学烟雾的形成机理、危害及其产量模式
2.1 引言
2.2 对流层臭氧的形成
2.3 光化学烟雾的危害
2.3.1 光化学烟雾对人体的危害
2.3.2 光化学烟雾对植物、农作物的危害
2.4 影响光化学烟雾形成的因素分析
2.5 光化学烟雾产量模式发展概况
2.5.1 光化指标
2.5.2 光化指标原理
2.5.3 Johnson光化学烟雾产量模式
2.5.4 Blanchard光化学烟雾产量模式
2.5.5 Chang光化学烟雾产量模式
2.5.6 本文采用的光化学烟雾产量模式
2.6 本章小结
第三章 光化学烟雾总量动力学分析及相关探讨
3.1 光化学烟雾总量的系统动力学分析
3.2 模型系统的建立和原理分析
3.2.1 模型系统的建立
3.2.2 系统原理分析
3.2.3 系统复杂性分析
3.3 Hurst参数估计
3.4 模型演化
3.5 光化学烟雾总量数值长相关性分析
3.6 基于FARIMA模型的光化学烟雾总量的预测
3.6.1 FARIMA模型
3.6.2 去长相关性分析
3.6.3 FARIMA模型系统的建立
3.6.4 光化学氧化剂含量初步预报
3.6.5 光化学氧化剂含量多步预报
3.7 本章小结
第四章 基于分形理论的光化学烟雾总量的动力学研究
4.1 引言
4.2 系统模型的建立
4.2.1 分形维数定义
4.2.2 分形的两个特征
4.2.3 时间序列中的分形
4.2.4 分形拼贴定理
4.2.5 分行插值方法
4.2.6 N阶迭代累加法
4.3 分形拼贴模型
4.4 中长期光化学烟雾总量预测步骤
4.5 短期光化学烟雾总量预测步骤
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
附录
致谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
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