快速导览
- 需要每天量测与分析天候与气象上资料，预测空气污染的区域与程度
- 使用 IMSL 数值程序库建立空气污染数学模型
- 研究人员模拟大气分布与预测地面浓度
- 预测的资料为政策制定人员对现有的电厂与其他空气污染制定决策
面临问题
去年冬季，米兰少校Paolo Pillitteri
宣布了自小客车和货车禁行一日的方案，目的是缓和五日的逆温。阴冷无风的冬季加上一个月持续的雾，使得接近地面得硫磺和二氧化氮无法从这个意大利的工业和金融中枢城市排散。
"空气污染已接近危险的程度，虽然车辆的禁行无法真正解决问题，但至少可以让民众正视污染问题。" 在意大利电力署
(ENEL) 工作的研究员Giuseppe Brusasca 这样说到：
通常，ENEL位于米兰的热能核子研究中心 (CRTN) 的环境研究员将气象数据传送至意大利电力署。研究小组使用 IMSL
程序库设计数学模式测量和分析气象和气候的数据，并预测空气中污染物的量和扩散能力。
电力署则会决定相应的方案。如果预测到静止的空气和逆温，电力署会关闭发电场内较矮的烟囱，只使用较高的烟囱以利排放烟雾。如果预测到寒冷的天气，电力署会了解能量的需求将上升，并执行相应的措施。
在热能核子研究中心的科学家使用二种预测方法，一个小组专注于污染物的扩散量，另一个小组分析气候于电力需求量的影响。
面临问题
化石燃料发电厂供应意大利 70%
的电力需求。燃烧的煤和石油会散发出有害气体，包括硫磺、二氧化碳及气溶胶。上述污染物在发电厂附近的地面浓度必须受到严格控制。污染物的扩散是严重的环保问题，Brusasca
博士和他的研究小组致力于研究减低地平面污染的方法。
Brusasca 博士使用 IMSL
程序库中的子程序，仿真空气污染物的大气扩散情况并预测地平面的浓度。"力学和热力学于地球边界层的影响，是城市和工业区环境污染课题的重要一环。"
Brusasca 继续说到："十年前，当我开发仿真环流的程序时，需要将不同的等式组合成一个系统，那是我第一次使用 IMSL。"
藉由使用 IMSL 数值程序库中的特殊函数，Brusasca 博士的团队模拟一个分析解决方案，Brusasca
博士和他团队开发了一个先进的粒子模型，利用拉格郎奇粒子半无规则运行，来仿真大气紊流扩散现象。
使用合适的蒙地卡罗数值方法，粒子透过排放源在分散在计算域内，模拟运送、扩散、化学反应和地面沈淀之过程。"随机数字产生程序是此模型的核心，而使用
IMSL 程序库得到的结果既快又正确，" Brusasca
博士继续说到："我们得到极佳的结果，可以和实际的系统进行比较，让我们能实时使用此模型。数字系统能从测量仪器，如产生温度垂直剖面的多普勒声吶，接收数据并将其编码。再使用遥测数据和
IMSL 的蒙地卡罗仿真子程序产生粒子模型。"
因为天气条件会严重影响能源，电力署要求正确的天气报告。以便为少见的能源需求或能源不足作准备。比如 ENEL 15%
的能源都来自水力发电厂，而实时的降雨量预测对于预测负载需求是不可或缺的。
CRTN 的另一个小组由位于英国的欧洲中程天气预测中心 (ECMWF) 收到数据，并将其制成图表。气象小组从 1980 年开始将
ECMWF 传送的资料做统计处理，并使用IMSL 程序库进行湿度、温度、风向和降雨量的统计处理，最后将预测的天气情况传递至电力署。
1989年9月，CRTN 开始与波隆那大学和意大利的 Emilia-Romagna
地方气象中心，合作进行局部规模的立体模型的开发. 研究员 Roberto Buizza
博士说到："我们的目的是深入了解气象，包括表面温度、风向、降雨量，我们需要比欧洲中心所提供的更精确的数据。"
Brusasca 提到："我们与法国的电力署 EFT(Electricite de France)
合作进行类似的计划，使用立体模型仿真中层大气污染物的扩散。二个模型都需要数学程序，我们将会使用 IMSL 程序库，作为数学程序的来源。"
投资报酬
1986 年的 4 月和 5
月，研究小组进行了有关切尔诺贝尔外泄事件的研究，预测中程和远程辐射的扩散，以及是否会扩散至意大利。他们使用了专门计算酸沈淀物的远程轨道系统，分析切尔诺贝尔所，外泄的物理放射性核素扩散的相关天气条件。
Buizza
博士解释："此研究的目的是，测试远程污染扩散问题中的计算方式，和气象分析。重建切尔诺贝尔所外泄的辐射的轨道后，我们确定了辐射最有可能的扩散起始和到达日期。阿尔卑斯山脉的顺风和逆风结构，让我们了解了不同辐射性落尘的时间置换。
CRTN
的研究小组致力于测量能见度、太阳辐射能量和酸雨的研究。酸雨计划的重点是，测量雨的含酸量及其对于湖泊、森林、记念碑的影响。并分析酸雨的化学成分。
Brusasca
博士的下一个研究计划是温室效应。他说到："此现象已经有越来越多人关注，我们会在阿尔卑斯山脉上建立一个观测站，以便测量空气中二氧化碳和其他化学物的含量，并会试着进行温室效应的模拟。"
ENEL 的研究计划通常会与其他国家、大学与产业合作进行。致力于寻找解决之道，可持续使用的能源，保护有价值的能源及环境。
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