大気拡散

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大気拡散 (Atmospheric dispersion) とは、大気中に放出された物質が拡散していくことである。この現象を予測するために様々な数理モデルが考えられており、主に大気汚染予測などの分野で用いられている。

煙突における大気拡散は、正規分布形で表されることが多い[1]

煙突から横方向にたなびく煙に対して、風下方向をx 軸、水平幅方向をy 軸、鉛直方向をz 軸とし、煙突が建っている地点の地表を原点とする。このとき、煙の濃度C は次式で表される:

C = \frac{Q}{2\pi\sigma_y\sigma_z U}\exp\left(-\frac{y^2}{2\sigma_y^2}\right)\left\{\exp\left(-\frac{(H_\mathrm{e}-z)^2}{2\sigma_z^2}\right)+\exp\left(-\frac{(H_\mathrm{e}+z)^2}{2\sigma_z^2}\right)\right\}

ここで

  • σy , σz :煙の水平方向および鉛直方向の拡散幅を表す量(標準偏差
  • U :風速(x 方向に吹くものとする)
  • Q :煙源強度、煙突から単位時間に排出される汚染物質の量
  • He :煙突の実高さ

拡散幅σy 、 σz気象条件によって左右される。

  • 風下距離とともに増大する。
  • 大気安定度が不安定だと大きく、安定だと小さい。

さらにσy については、以下の条件もある:

  • 測定時間(捕集時間)が長いほど大きい。
  • 風速が遅いほど大きい。
  • 地形が複雑だと大きい。都会農村地帯より大きい。

大気汚染防止法では、拡散幅σy 、 σz拡散係数CyCz に置き換えたサットンの式を採用している。

参考文献[編集]

  1. ^ 環境保全対策研究会編 『二訂・大気汚染対策の基礎知識』 丸善、2001年、32頁。ISBN 4-914953-69-2