The importance of moist thermodynamics on neutral buoyancy height for plumes from anthropogenic sources
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Plume rise plays a critical role in dispersing pollutants emitted from tall stacks, dictating the height reached by buoyant plumes and their subsequent downwind dispersion. Commonly, plume rise is assumed to be governed by atmospheric stability, the exit momentum and temperature of the effluent released from large stacks. However, an under-recognized influence on plume rise is the effects of entrained and/or co-emitted water, which can change the plume height due to exchange of latent heat associated with phase changes of within-plume water. While many of the stack sources achieve high temperatures of the emitted effluent via combustion, the impact of combustion-generated water on plume rise is often overlooked in large-scale air-quality models. As the rising water condenses or evaporates, it releases or absorbs latent heat, influencing the height reached by the plumes. Our study investigates the effects of latent heat exchange by combustion-generated and entrained water on plume rise. We introduce a novel approach that integrates moist thermodynamics into an empirical parameterization for plume rise, resulting in the development of PRISM (Plume-Rise-Iterative-Stratified-Moist). Long-term (6-month duration) simulations using PRISM exhibit a difference of up to ±100 % in surface concentrations of emitted pollutants near industrial sources compared to previous predictions, emphasizing the substantial influence of moist thermodynamics on plume rise. Our results show up to 50 % improvement in model simulated plume height, through evaluation against aircraft observations over the Canadian Oil Sands. This study pioneers a plume rise sub-grid parameterization integrating moist thermodynamics in iterative calculation of neutral buoyancy height for plumes emitted from industrial stacks, thereby advancing our understanding of plume behaviour and enhancing the accuracy of air-quality modelling. These advancements can potentially contribute to more effective pollution control strategies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».