Modeling the dynamics of the land-sea breeze circulation for air quality modeling

Abstract

Conventional atmospheric dispersion and air quality models require that the wind field be known with a higher resolution than is currently available from field monitoring stations in most coastal areas. In this paper, a numerical model is developed to predict the wind flow field during the land-sea breeze. The form and assumptions and method of solution of the model are described. The model output is compared to atmospheric data taken from a field study conducted in the Santa Barbara Channel and Ventura-Oxnard plain in southern California.

The Impact of Climate Change on Air Quality–Related Meteorological Conditions in California. Part II: Present versus Future Time Simulation Analysis

“…Land-sea circulation plays an important role in the meteorology and air quality in CA. The sea breeze in Southern CA follows a classical pattern similar to that described by Kitada (1987), Novitsky et al (1992), and Koo and Reible (1995). The cool marine surface air and the pollutants emitted from the coastal region of SoCAB move inland with a penetration distance that depends on the land-sea temperature contrast.…”

Numerical Modelling of Breeze Circulatiion

“…Необходимо заметить, что число разработанных отдельно для бризовой циркуляции двумерных или трехмерных моделей сравнительно невелико, к тому же большинство из них получены несколько десятилетий назад. Среди таких моделей можно выделить двумерную модель Новицкого [11] и негидростатическую двумерную модель Огавы и Ша [12] или более ранние первые модели Пирса [13] и Эстока [8].…”

“…Однако для процессов с небольшими пространственными масштабами более обоснованной физически является z-система координат. Также некоторые модели используют так называемую псевдонегидростатику, в которой аналог давления -геопотенциал -рассчитывается с помощью уравнения гидростатики, как в вышеупомнутой работе Новицкого [11]. С точки зрения авторов такой метод, хотя и не оказывает существенного влияния на результат, не вполне обоснован физически.…”

Turbulence characteristics in the coastal zone with breeze circulation

“…Such observations are especially important for creating the mesometeorological prognostic models of atmospheric pollution. A heightened attention has been being paid in recent years to the development of such models [5][6][7]11]. To verify these models, the high-quality measurements of the coastal atmospheric boundary layer structure are needed that cannot be ensured by common observations at the available network of meteorological stations.…”