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理想化城市街区大气污染中行人暴露时间的参数化研究

城市边界层,行人暴露风险,大涡模拟,污染物扩散

城市大气污染暴露风险研究通常基于离散点采样数据进行解释，而对于行人来说，这样的暴露风险评估可能并不准确。基于大涡模拟方法，本研究针对瞬时污染源提出了一个简单的模型，对行人穿越污染区域过程中的暴露时间进行参数化表征。模型的关键参数包括污染物云团质心的随流迁移速度、云团尺度、行人速度以及运动方向。我们的结果显示在远离计算域边界的区域，该参数化方案能够给出令人满意的结果；而在接近计算域边界的位置，因出口边界条件，大部分污染物已离开计算域，因而无法获得理想的污染云团尺度和质心。为了克服边界的影响，研究引入了Mean Tracer Age（MTA）概念，对计算域各空间位置的污染物暴露触发时间进行了标定。结果显示，行人记录的MTA要比基于离散点采样数据的MTA小25%-75%，这意味着行人实际上可能更早地暴露于大气污染，而基于传统的离散点采样数据做出的动态响应可能会导致延迟反应。研究提出的针对行人的污染暴露时间参数化表征或可对城市大气污染与健康评估，尤其是紧急环境事件快速响应，具有一定的参考意义。