簡介
大氣擴散模型(atmospheric difrusion model)通過描述污染物在大氣中遷移轉化規律的方程或公式，定量地模擬計算污染物濃度時空分布的數學模型。
大氣污染物在空間中的散布是在大氣邊界層的湍流流場中進行的，或者說其散布過程就是大氣輸送與擴散的結果。因此，大氣擴散模式是一種用以處理大氣污染物在大氣中(主要是邊界層內)輸送、擴散和轉化問題的物理和數學模型。大氣擴散理論研究一直沿著三個理論體系發展起來的，即梯度輸送理論，湍流統計理論和相似理論。它們分別考慮不同的物理機制，採用不同的參數，利用不同的氣象資料，在不同的假定條件下建立起來的。因此，它們具有不同的優缺點，只能在一定的範圍內適用。 由於影響擴散過程的氣象條件、地形、下墊面狀況及污染源本身的複雜性，到目前為止，基於現有的擴散理論，還不能找到一個適用於各種條件的大氣擴散模式來描述所有複雜條件下的大氣擴散問題。
因此，近幾十年來 ，氣象學家們建立和發展了許多大氣擴散模型，形成了種類繁多、能夠處理不同條件下大氣擴散問題的大氣擴散模 型。如針對特殊氣象條件和地形的擴散模型、封閉型擴散模型、熏煙型擴散模型、山區大氣擴散模型和沿海大氣擴散模式型。
分類
近幾十年來，氣象學家和大氣環境學家建立和發展了許多的大氣擴散模式，形成了種類繁多、能夠處理不同條件下大氣擴散問題的大氣擴散模式體系。例如封閉型擴散模式、熏煙擴散模式、山區擴散模式和沿海大氣擴散模式等。
依據這些模式處理問題所採用的理論和數學方法，基本上可分為統計模式(包括高斯擴散模式及其變形模式)、大氣擴散相似模式和K模式。 UNAMAP是EPA向全國推薦的大氣質量模式彙編，其中絕大多數的模式是以高斯擴散模式為基礎推導出來的。依據其套用尺度和範圍的不同可分為5組。
① 用於平坦或略有起伏的鄉村地形、連續排放的高架點源。這些模式主要有PT—MAX、PTDIS、PTMTP、PTPLU、MPTER、MPTDS、PAL、PALDS和CRSTER等。這些模式都從穩態高斯煙流擴散方程出發，採用適合地面粗糙度較小的Pasquill—Gifford擴散參數。模式採用Briggs方法計算煙氣抬升，用指數公式外推排放高度的平流風速。
② 適用於地形較平坦或略有起伏的工業複合源和城市地區的模式。這些模式主要有CDM、CDMQC、RAM、APRAC、APRAC3、BLP、ISCST、ISCLT等。這些模式也都是以穩態高斯模式為基礎，根據環境條件的不同，加入了一些較為複雜的物理過程模擬。
③ 適用於地形複雜地區的模式。這些模式主要有：VALLEY、COMPLEX/PFM、SHORTz、LONGZ、MESOPUFF、MESOPLUME、FUMIGATlON和CTDM等。這些模式仍然採用高斯分布的假設，並以某種方式處理地形對煙流軌跡或煙氣的水平擴散分布變化的影響，以便套用于山區、礦區和城市的不同環境狀況下。
④ 適用於處理流動源污染的模式。主要模式有：HIWAY、HIWAY2、ROAD—WAY、PRADCHEM等。HIWAY(公路模式)可用來計算公路下風向非活性污染物的小時平均濃度，適用於均勻和平坦地形條件(也可用於質量較低、路面起伏的公路段)。
⑤ 適合於城市大氣質量模式。城市下墊面和各種生產生活活動改變了城市邊界層的氣象條件，污染物的擴散規律與平原和鄉村明顯不同。僅採用單純的高斯模式難於模擬出城市污染狀況，大城市一般尺度均在數十千米，空氣污染物在這種距離的輸送過程中將出現比較明顯的化學轉化、乾沉積和濕沉積清除，因此城市大氣模式應綜合考慮這些因素影響。對於城市中出現的光化學污染，美國的主要研究模式有PBM(光化學箱模式)、EK—MA(光化學實驗動力模式)、OZIPM(臭氧模式)等。
我國大氣擴散模型
我國大氣擴散模型在我國大氣環境影響、環境規劃、總量控制中，一般均以高斯正態煙雲模式為基礎。高斯模型為第一代大氣擴散模型。法規模式主要包括有風點源擴散模式、小風和靜風點源擴散模式、長期平均濃度求算模式、熏煙模式、海岸熏煙模式、多源排放模式、面源模式、體源模式、塵模式和非正常排放模式等。
