日本大地震福岛核污染物扩散传输区域模拟研究

详细信息   

• 责任者：费建芳^c解放军理工大学 ; 王鹏飞 ; 程小平 ; 黄小刚 ; 王益柏^c61741部队
• 刊名：中国科学：地球科学
• 出版年：2014
• 卷期：44^b2
• 页码：271～282
• 索书号：P106/141-1
• 图表：^c表1参20插图
• 文摘期号：2014/07

摘要

2011年3月11日日本大地震引发了福岛核电站放射性污染物泄漏事故。根据日本官方公布的污染物释放量，通过核泄漏放射性物质的源项设计，采用CMAQ模式中PM2.5作为核污染物的示踪物，并考虑核污染物扩散和干湿沉降过程等，建立了基于大气模式WRF和空气质量模式Models‐3/CMAQ的耦合模式系统。在该基础上，分别采用30和4 km模式水平分辨率对放射性污染物中远距离和近距离(局地)扩散传输路径和强度进行了5天数值模拟。中远距离模拟结果表明：福岛核事故发生之后，受西风带影响，放射性污染物大部分时间向太平洋东部方向扩散，5天后到达美洲大陆，但浓度仅相当于福岛核电站附近的10^-7左右，模拟的污染物到达美国的时间与加利福尼亚州3月18日的监测结果基本吻合，同时发现，由于高空西风风速大于低层，污染物的分布随高度形成向东倾斜的垂直结构。对近距离(局地)高分辨率模拟结果表明：伴随气旋过程的大风和降水可加快污染物的扩散传输和局地沉降，同时，气旋性环流又可使污染物改变传输路径，甚至对局地造成重复影响。污染物于3月14日18时扩散到日本本州岛东南部，模拟结果与当地观测的吸收剂量率增加时间基本一致。结果表明，福岛核事故放射性污染物主要以向东扩散传输为主，即使在气旋系统的影响下，对日本本土的影响时间较短，因此从大气条件角度看，福岛核电站的选址比较科学，对其他核设施的选址和保护具有借鉴意义。