机动车尾气排放不断增加以及城市通风能力降低，常导致城市街谷内的空气污染。城市街谷大气环境主要研究方法包括外场观测、实验室物理模拟和数值计算。外场观测和物理模拟可以考察街谷内污染物的传输扩散规律并对数值模式进行检验，另外，复杂的数值模式则可对城市冠层内大气扩散问题进行详细模拟，数值模拟和外场观测及物理模拟相配合，可用于环境质量评价、污染控制决策及交通规划。重点介绍了近十年内城市街谷大气环境研究的主要成果。
### 城市街谷大气环境研究进展
#### 一、引言
随着工业化与城市化的加速发展，城市街谷内的空气污染问题日益严重。城市街谷是指由高密度建筑形成的狭窄空间，这类环境中机动车尾气排放量大增，加之自然通风能力下降，导致空气污染现象频发。为有效解决这一问题，国内外学者开展了大量的研究工作，主要的研究方法包括外场观测、实验室物理模拟和数值计算等。
#### 二、外场观测
外场观测是通过在实际环境中部署各种监测设备来收集数据的一种研究手段。它能够直接反映城市街谷内部污染物的实际分布情况及其随时间和气象条件的变化规律。通过长期或短期的观测，可以了解不同时间段（如早晚高峰时段）污染物浓度的变化趋势，并分析其与风速、风向、温度等因素之间的关系。此外，外场观测还可以用于验证和改进数值模型的准确性。
#### 三、实验室物理模拟
实验室物理模拟通常采用缩小比例的模型来模拟城市街谷的实际情况。这种方法能够在可控条件下研究污染物在特定几何结构中的传输和扩散过程。实验中可以通过调整模型的大小、形状以及建筑材料等因素，来观察这些变化如何影响污染物的行为。物理模拟不仅有助于理解复杂环境下的污染物扩散机制，还能为建立更准确的数学模型提供基础数据支持。
#### 四、数值计算
数值计算是一种基于计算机的仿真技术，通过构建数学模型来模拟城市街谷内的大气扩散过程。这些模型可以非常详细地模拟污染物在城市冠层内的扩散情况，包括污染物的产生、传输、沉积等多个环节。相比于外场观测和物理模拟，数值计算具有成本低、灵活性高的特点，能够方便地模拟各种不同的情景和参数设置。经过校准后的数值模型可以作为评估环境质量、制定污染控制策略及交通规划的重要工具。
#### 五、综合应用
将外场观测、物理模拟和数值计算相结合，可以实现更加全面深入的城市街谷大气环境研究。例如，利用外场观测数据对数值模型进行校验和优化，确保模型结果与实际情况相符；同时，借助物理模拟获得的机理认识进一步提升数值模型的预测能力。这种综合应用方式不仅能够提高研究成果的可靠性和实用性，也为解决城市空气污染问题提供了有力的技术支撑。
#### 六、近十年的研究成果
近年来，针对城市街谷大气环境的研究取得了显著进展。特别是在数值模拟方面，随着计算技术和算法的发展，模型精度得到了大幅提升，能够更准确地预测污染物的时空分布特征。同时，在物理模拟领域，研究者们也开发出了更为精细的实验装置和技术，使得模拟结果更加接近真实世界。这些成果对于理解城市街谷内污染物的行为模式、评估空气质量状况以及制定有效的污染控制措施具有重要意义。
城市街谷大气环境的研究涉及多方面的技术和方法。通过对这些方法的综合运用，可以更全面地掌握城市街谷内污染物的扩散规律，进而为改善城市空气质量提供科学依据。未来，随着相关技术的不断进步和完善，相信我们能够更好地应对城市化进程中所带来的环境挑战。
