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关于LASAT大气扩散模型 V3.2
LASAT是一个用来研究分析某些特殊环境条件下的扩散过程的专业模拟计算工具，它是基于一个早在1980年开始研发并且在不同的研究领域的不同应用项目中获得广泛测试的研究模型为基础的，自从1990年来，LASAT模型在德国被作为一个集成的大气扩散模拟软件平台被用于政府的环境监管机构，环境咨询机构以及各类工业工程公司，同时，LASAT模型的核心计算模块和核心算法被选作是德国空气质量环境法规TALuft（空气质量控制技术规范）的法规指定模型Austal2000的技术核心。LASAT模型当前的最新版本为V3.2.0 [英文版]。
LASAT大气扩散模型概述
LASAT模型(拉格朗日气溶胶扩散模型 LAgrangian Simulation of Aerosol Transport)用于计算痕量物质在大气中的传输扩散过程，它利用了随机游走过程(拉格朗日模拟)来计算追踪一组具有特征性的颗粒物样本集(示踪粒子)在大气中扩散和迁移过程特性。LASTA模型相比其它模拟方法的优势还在于如下方面：
在接近污染源的小尺度区域内(约100m)的污染物在大气中的扩散过程，LASAT所采用的拉格朗日模拟方式相比其它经典的大气扩散模型，可以提供更精确的计算结果和扩散过程的描述；而在大尺度范围，这些方法基本一致；
在LASAT模型中，大气扩散的计算过程不受人为的数值化干预的影响，它通常子内部始终采用有限差分方法。例如，一个点源就是真实地以一个点源来模拟计算的；
对于一些复杂的污染排放源系统，如大型公路网格，在LASAT模型中通过在模拟释放的痕量粒子数量与当地的排放源密度之间选择合适的比率，LASAT模型可以在模拟计算效率方面达到比各类的烟羽模型更好的结果；
在LASAT模型中，通过适当地选择痕量粒子的数量，计算工程师可以在减少模拟计算时间或者是提高模拟计算精度之间依据自己计算项目的需要来作出选择；
LASAT是一个用来研究分析某些特殊环境条件下的扩散过程的专业模拟计算工具，它是基于一个早在1980年开始研发并且在不同的研究领域的不同应用项目中获得广泛测试的研究模型为基础的，自从1990年在德国公布以来，LASAT模型一直被作为一个集成的大气扩散模拟软件平台被用于政府的环境监管机构，环境咨询机构以及各类工业工程公司；德国在欧盟范围的其它邻国的环境法规中也将LASAT指定为法规模型；
LASAT模型的核心计算模块和核心算法被选作是德国空气质量环境法规TALuft（空气质量控制技术规范）的法规指定模型Austal2000的技术核心。LASAT模型作为德国法规大气扩散模型Austal2000的狠心基础，在工业界得到广泛应用的同时，还可以用来解决一些超出德国环境法规TALuft范围的环境计算问题；
LASAT模型是一个不断发展和升级更新的模型，不断地改进和满足适应现实工业问题的实际技术需求，使得LASAT模型成为一个具有广泛的应用领域和适用性的大气扩散模型，目前的LASAT模型的最新版本为V3.2.0；
LASAT V3.2功能要点
LASAT模型主要是用于计算在低空范围内(由地面至2000m左右的高度)和局地区域范围(在大约150km左右)内痕量物质在大气中的被动的迁移扩散过程。LASAT是一个拉格朗日粒子模型，满足德国环境法规VDI3945-Part3的技术规范要求；在这种类型的拉格朗日粒子模型中，大气中的痕量物质(示踪粒子)扩散 过程及扩散结果是基于随机游走算法来进行模拟计算的；下面所列出的这些物理过程，包括一些与时间序列相关联的扩散特性，也都进行了模拟计算并提供计算结果：
基于均衡风场进行的大气传输过程；
在大气中的扩散过程；
高比重值的各类悬浮颗粒物(气溶胶)的沉淀过程；
地面沉降(干沉降)过程；
通过雨水和湿沉降对痕量物质的冲刷；
初级化学反应过程；
热力学烟羽抬升计算过程时通过参数化植入的方式来实现的，相应参数的选取是依据德国环境法规VDI3782-Part 3(烟囱排放源)和VDI3784 -Part 2(冷却塔源)来进行选择和确定的；由放射性物质所构成的放射性云辐射(伽马云浸没)是一个后处理模块来完成计算过程的。对于恶臭物质，其异味小时频率也可以计算出来数值结果，同时，也将恶臭物质组分构成进行了定量计算。
根据德国环境导则VDI3783 –Part8的要求，在平坦或地形一致性较好的区域内，按照时间序列(逐时的)采集的气象数据资料是通过一个一维的空间边界层模型来进行引入的；这个边界层模型使用了一些简单的气象参数来建立了扩散的气象条件；与此同时，从超声波风速仪获得的大气湍流数据或是由气象SODAR探空设备获得的垂直廓线文件也都能够被导入到模型的计算过程中；当然，也能够通过其它的气象风场模型提供LASAT模型所需要的三维大气边界层廓线参数文件。
在LASAT模型的气象数据预处理器中集成了一个诊断风场模型，由此可以使得LASAT模型可以完成在复杂地形下的扩散计算和引入建筑物的影响下的扩散计算；与此同时，借助于导入由其它气象模型计算生成得到的三维风场和大气湍流场，LASAT模型甚至还可以对已建立的模拟计算区域的更深入的细节模拟或者是针对复杂结构的地形地貌的影响进行更精细的模拟分析。
LASAT模型中对污染排放源的数量没有限制，污染排放源的类型可以指定为点源、线源、面源、体源或是网格污染源；LASAT模型中对于大气扩散模拟计算过程所必需要求的排放源参数，特别是包括排放速率、污染源位置、转化速率、沉降速率等这些参数都可以指定成为各自独立的时间序列数值表。
LASAT模型扩散模拟计算的结果是排放痕量物质(污染物)在设定的平均时间区间内的三维浓度场以及达到地表的污染物沉降质量密度通量；水平空间分辨率一般为总计算面积的1%-3%，垂直网格分辨率可以自由设定。
上述的图片的顺序显示了在LASAT模型中，针对同一个模拟项目采取不同空间网格分辨率的组合所得到的计算结果，这个项目是应用于德国位于Niedersachsen的联邦国家核电站的一个控制系统。这个模拟网格的组合实例可以模拟邻近烟囱的建筑物(冷却塔)的高分辨率的大气流场影响的精细结果(顶图)，与此同时，还可以计算远达25km的大气扩散结果(底图)；这一组图片展示了LASAT模型在各向同性的风玫瑰图气象条件下计算得出的近地面浓度分布场。
取样误差是示踪颗粒物(痕量物质)模拟的本征误差；通过增加示踪颗粒物(痕量物质)的数量来减少这个误差，LASAT模型的模拟计算过程中，包含有一个对取样误差进行自动评估的算法；因此，LASAT模型可以在最终的浓度场结果中通过平滑功能来进行消除由于取样误差而导致的计算结果的不稳定性。
在LASAT模型的计算结果中，除了一个完整的三维浓度场结果外，还可以获得相应的浓度时间序列值和任意数量的指定计算监测点的浓度沉积通量值。
在LASAT模型中，如果气象观测数据是以时间序列方式导入的，那么，LASAT模型可以给出长周期平均浓度值，浓度百分比分布以及浓度超标概率(根据欧盟EU法规确立的环境标准)，在选择时间序列结果的同时，也可以选择浓度扩散分级的统计结果。
在靠近污染源范围之内，为了得到更精确地浓度分布结果，LASAT模型中可以提高这一关心区域的模拟扩散计算的空间网格分辨率，这是通过将几种不同空间网格嵌套组合来实现的，网格分辨率得精度可以以2倍的系数关系来改变；
LASAT模型是严格依据德国环境导则VDI3945-Part3来校核验证的，并且经过了多次的与真实实验数据结果的审验比对。使用者自己也可以通过这些实际的验证数据重新进行试验比对。
***由于采用了相同的大气扩散模型和流场模型，LASAT模型与AUSATL2000模型对同一个项目的模拟计算结果是完全相同的；这两个模型所涉及的参数设置和典型案例在各自的模型技术指南中均能得到***
LASET模型程序系统
LASAT模型的计算机软件程序是以ANSI-C和JAVA语言编写，其中包含的多个功能组成模块(Models)能够单独或组合的方式使用运行。
边界层模式:
LASAT模型中的边界层模式生成了气象条件输入场，其气象流场形式或者是基于常规的边界层参数生成的一维边界层模式同时还可以给出垂直廓线，或者是以诊断风场模型为基础给出的一种三维气象风场，最终会给出哪一种形式的风场可以有预先定义好的风场形式来决定。(注：边界层模式具有并行计算版本(MPI))
扩散模式:
LASAT模型中的扩散模式可以计算出三维浓度分布场和干湿沉降通量的分布场；在这里计算出的浓度值的频率分布将被用于随后的浓度分布百分比计算和浓度超标概率计算；扩散模拟计算过程的运行可以任意中断，并且以后可以在计算断点处重新开始继续计算。(注：边界层模式具有并行计算版本(MPI))
LASAT模型的上述计算结果表格是计算浓度分布的一部分；数值有200到400，高于400的值以不同的颜色标记出来。
预处理和后处理器:
预处理和后处理器中的各种辅助程序工具可以满足多种不同的计算分析用途；例如将外部数据文件转换为LASAT模型所需要的文件格式(LASAT格式)；交互的方式定义模拟对项的位置和形状；根据欧盟EU技术法规来对LASAT模型的计算结果进行分析评估；交互式的数据可视化分析；生成的图形文件可以保存于多种文件格式(如PNG或是PDF)。
这个由LASAT模型生成的项目显示从沟渠、储藏室和烟囱(蓝色外边缘线)排放的恶臭物质在近地表的浓度分布；LASAT模型内部集成的诊断风场模型计算考虑了这些建筑物的影响。输入数字地图作为这个项目的底图并在图上标注显示了两个检测计算点位置的浓度值，通过LASAT模型后处理器工具之一IBJdis，计算结果的图像没有任何失真地被完全保存为PDF格式文件。
硬件需求:
标准的LASAT模型程序包可以兼容运行于Windows XP/Vista/ V7 和Linux，还需要一个USB插槽和DVD安装驱动程序；至少需要2GB的RAM内存和至少10GB的磁盘空间；LASAT模型拥有32位和64位两种的可执行程序编译版本；LASAT模型中大气扩散模式程序和边界层模式程序两个功能模块具有并行计算模式(MPI)，可以支持多进程环境运行并可以选择使用全部或是指定某一个数目的处理器内核参与计算过程。
格式，文件:
LASAT模型中所有的输入和输出数据都以文本文件的格式输入(ASCII)。
LASAT模型所涉及文件和数据的格式、使用的程序模块或模式的技术说明都可以在长达250页的
语言和GUI:
LASAT模型程序系统包含技术文件、文本输出、参数名称均是英文的；大部分的程序模块的运行是在windows下的DOS模式；交互式的图形界面GU I (英文和德文)用于定义模拟目标对象的几何形状、数据结果的可视化分析以及在预处理器和后处理器中的各种各样的工具程序。
演示版:
LASAT模型可以提供一个免费演示版；演示版也是一个完整的LASAT模型程序包，但只是不包含加密锁；借助于LASAT模型演示版，可以重新计算其中的标准案例并在有限范围内修改它们的参数；在确认购买LASAT模型软件并且全额付款之后，可以得到加密许可证对其激活成为正式版。
LASAT V3.2模型包含的主要升级更新信息
完全扩充了LASAT模型的工具包(Ltools)的功能，包括英文和德文的双语图形操作界面GUI；
LASAT模型的主要程序的源代码编译升级为64位程序版本(可以允许大于2GB RAM的内存)和双精度坐标(取消了绝对值小于200000m范围限值)；
LASAT模型在V3.2版本的所有这些改进能够进一步的简化LASAT模型的使用，同时，对其中核心算法程序的改进可以满足当前的和未来对LASAT模型的技术要求；此外，在2011年，还有一些全新的LASAT模型配套的前处理和后处理程序工具在涉及和开发中，并将会在2011年内推出；
LASAT模型的前处理和后处理程序配套工具平台的设置界面；
LASAT模型在64位CPU环境和8个处理器及5GB RAM内部存储器是的并行计算(MPI)任务分配管理；
LASAT 模型V3.1升级到V3.2的主要更新
坐标精度： 实际的位置和其对应的坐标的均改为双精度型，取消了坐标指定绝对值小于200000的限制；
模型编译器：最新版本Intel C V12.0编译器；
模型安装：改进了安装程序界面，可以选择使用英文/德文；
模型处理工具LTools程序包：LASAT工具包为英语和德语的双语GUI操作风格的界面；
模型数据处理工具Ltusat程序包： 新配套开发的LASAT程序工具用于USAT数据的质量评估和转换；
模型数据处理工具Ltmetstat程序包： 新配套开发的的Ltmetstat程序工具用于AKTerm格式时间序列气 象数据文件统计评估分析和数据可视化分析；
模型数据处理工具Ltdatcon程序包： 新配套开发的的Ltdatcon程序工具用于DMN格式的数据文件的转换(另外的一个文件格式是Lasdap)；
模型数据处理工具Lttracer程序包： 新配套开发的的Lttracer 程序工具用用于创建、检查、修改所有模拟物质的参数清单的文件；
模型数据处理工具Ltlopxtr程序包： 新升级的Ltlopxtr选项drop-hour和drop-day替换为skip-hour和skip-day.选项-t|--tracer并不单独指定一种污染物质而是指定所有污染物质的参数清单文件；
参数名称：在模型参数文件中，定义参数名称的最大长度可以为255字符；
说明：windows系统下格式化的结果文件使用科学符号2-digit；而在Linux系统下为3-digital；
Lopzet 在评估中排除了内部网格的2个边界线单元(类似LASAT工具和AUSATL2000)；
Lopgam 辅助文件(gam0li.dmna)仅仅在需要时写入；
版本兼容性：V3.2版本完全兼容V3.1版本，除了修改了Ltlpoxtr选项以外；
LASAT模型的V3.2版本的的前三个更新与3.1版本相比，将会导致边缘的差异，对于模拟颗粒物使用随机路径（尤其是针对复杂地形），对于一些网格单元会有很小的浓度值差异；然而，差异是统计学方面的而且不是显著的，并且具有一定的统计不确定性。除此之外，两个版本的结果一致。
