Описание модели

Модель распространения паров синильной кислоты в атмосфере

Для моделирования распространения паров синильной кислоты (HCN) в атмосфере была применена модифицированная версия Гауссовой модели шлейфа (Gaussian Plume Model), адаптированная для оценки концентрации токсичного газа в трёхмерном пространстве с учётом динамики выброса и атмосферной турбулентности. Эта модель широко используется для оценки дисперсии газообразных загрязнителей в атмосфере и основана на предположении о нормальном (гауссовом) распределении концентрации вдоль направления ветра и в поперечных плоскостях [1, 2].

В данной работе модель была адаптирована для мгновенного выброса HCN с учётом её свойств как лёгкого газа (плотность ρ_HCN = 1.12 кг/м³, что ниже плотности воздуха ρ_air = 1.2 кг/м³) .

Математическая основа

Концентрация вещества в точке (x, y, z) рассчитывается по формуле:

Где:

• Q — количество выброшенного вещества (кг)
• u — средняя скорость ветра (м/с)
• H — эффективная высота выброса (м)
• σ_y(x) — стандартное отклонение по горизонтали: σ_y(x) = a × x^b
• σ_z(x) — стандартное отклонение по вертикали: σ_z(x) = c × x^d

Коэффициенты a, b, c и d подбираются в зависимости от класса устойчивости атмосферы.

Реализация

В модели предусмотрено использование эмпирических коэффициентов, соответствующих классификации погодных условий (категории устойчивости атмосферы от A до F). Расчёты проводятся с применением численных методов интегрирования для оценки концентраций в пространстве.

Ссылки

1. Turner, D. B. (1994). Workbook of Atmospheric Dispersion Estimates. CRC Press.
2. Seinfeld, J. H., & Pandis, S. N. (2016). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change.
3. Gifford, F. A. (1961). "Use of routine meteorological observations for estimating atmospheric dispersion." Nuclear Safety, 2(4), 47–51.
4. Hanna, S. R., Briggs, G. A., & Hosker, R. P. (1982). Handbook on Atmospheric Diffusion. Technical Information Center, U.S. Department of Energy.