CN111898296B - 一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法及系统，包括对待模拟放射性物质所属排放源的所在区域进行网格三重嵌套；对所述排放源周边的气象预报场进行精细化处理，获取精细气象预报场；利用排放源周边的实测气象观测数据订正所述精细气象预报场，获取最终的气象预报场；根据所述排放源产生的待模拟放射性物质的总放射浓度，利用最终的气象预报场，结合待模拟放射性物质的衰变规律，对待模拟放射性物质进行多尺度大气扩散和沉降模拟。优点是：综合考虑大尺度环流以及区域中小尺度气象和地形因素对放射性物质扩散迁移的影响，针对我国不同地区、不同扩散条件下的发生核泄漏事故，实现放射性物质扩散迁移过程中关键参数的精细化模拟。
Description
技术领域
本发明涉及大气环境技术领域，尤其涉及一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法及系统。
背景技术
核事故发生后，放射性物质经由大气的扩散过程，可在短时间内对环境产生大范围的影响。为了保护核电站周边以及突发性泄漏时公众的健康与安全，需要采取相应的应急防护措施。而确定决策的前提条件是准确估计放射性物质泄漏的污染范围和区域，以划定警戒区和确定周围居民的疏散范围。因此，计算核泄漏过程中空气中放射性物质的浓度分布是非常必要的，是采取一系列应急措施的基础和前提。在进行核事故的实时环境后果评估和应急决策时，对大气扩散过程放射性核素的传输、扩散的估计和预测是必须充分考虑的。而事故发生条件的突发性、事故应急的时效性以及事故当地实际地形与气象条件的复杂性，则都对实用的大气扩散模式会造成各种特别的影响。
目前，应用于核事故应急决策系统中的大气扩散模型可分为3类，即高斯烟羽模型，拉格朗日烟团模型和三维数值计算模型。其中应用较多的高斯烟雨模型，仅适用于比较均匀稳定的流动条件，而且没有考虑其他因素的影响，在实际使用时模拟结果的可靠性往往较低。拉格朗日烟团模型仅仅给出烟团扩散的路径，无法给出随时间演变的三维立体结构，而这些恰恰是决策时应当充分考虑的必要前提。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法及系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法，包括如下步骤，
S1、对待模拟放射性物质所属排放源的所在区域进行网格三重嵌套；
S2、对所述排放源周边的气象预报场进行精细化处理，获取精细气象预报场；利用排放源周边的实测气象观测数据订正所述精细气象预报场，获取最终的气象预报场；
S3、根据所述排放源产生的待模拟放射性物质的总放射浓度，利用最终的气象预报场，结合待模拟放射性物质的衰变规律，对待模拟放射性物质进行多尺度大气扩散和沉降模拟。
优选的，在全球范围内，对待模拟放射性物质所属排放源的所在区域进行网格三重嵌套；所述三重嵌套具体包括三个覆盖区域，第一区域覆盖东亚地区，分辨率为27-81km；第二区域覆盖中国，分辨率为10-30km；第三区域覆盖放射性物质排放源周边50-100km；分辨率为3-9km。
优选的，步骤S2具体包括如下内容，
S21、根据气象模式WRF嵌套模拟技术，将所述第三区域模拟成3km分辨率气象预报场；利用精细插值技术，将该所述气象预报场的分辨率从3km插值成0.2-0.5km，获取0.2-0.5km网格距的气象预报场，即可从中获取以放射性物质排放源为中心的20km×20km区域的精细气象预报场，所述精细气象预报场的分辨率为0.2-0.5km；
S22、利用以放射性物质排放源为中心的20km×20km区域内现有的常规气象网站中的实测气象观测数据，对所述精细气象预报场进行偏差订正，以获取最终气象预报场。
优选的，步骤S22中，采用下式对所述精细气象预报场进行偏差订正，
其中，为变量A在位置/>的第j次模拟值；/>为变量A在位置/>的第j+1次模拟值；/>为变量A在第k个观测点的观测值；/>为变量A在第k个观测点的模拟值；变量A为气象参量；/>为权重因子，所述权重因子/>根据j的变化而变化，采用下式计算；
其中，r表示观测站点与各网格之间的距离；R表示水平影响半径因子。
优选的，步骤S3具体包括如下内容，
S31、使用Way-Wigner单一指数衰变公式，计算待模拟放射性物质的放射活度；
Ct＝C0(t/t0)-1.2
其中，t为当前时刻；Ct为当前时刻的待模拟放射性物质的放射活度；t0为预设时刻；C0为排放源开始排放待模拟放射性物质到预设时刻时，待模拟放射性物质的放射活度；
S32、模拟所述待模拟放射性物质的物理过程，所述物理过程包括平流输送、水平扩散、垂直扩散、干沉降、湿沉降和重力沉降；其中，垂直扩散中，垂直方向采用地形追随坐标，对地面到扩散高度之间的空间进行分层；
S33、综合各个时刻待模拟放射性物质的放射活度以及对应时刻待模拟放射性物质的物理过程，即可获取各个时刻待模拟放射性物质的总放射活度，实现对待模拟放射性物质的多尺度大气扩散和沉降模拟。
优选的，所述第三区域会每隔一段时间更新一次，具体过程为，
A、每隔6小时选取0.2-0.5km分辨率的放射性物质浓度模拟结果；
B、将0.2-0.5km分辨率的结果插值为3km的较粗分辨率的网格化数据；
C、依据网格化数据的经纬度信息，将插值后的3km分辨率的网格化数据赋值给第三区域，以作为第三区域3km分辨率的初始气象预报场，之后返回步骤S2。
本发明的目的还在于提供一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟系统，所述系统用于实现上述任一所述的模拟方法，所述模拟系统包括，
气象场处理模块；用于对待模拟放射性物质排放源周边的气象预报场进行精细化处理并订正，获取最终气象预报场；
放射性物质衰变模块；用于利用Way-Wigner单一指数衰变公式，计算待模拟放射性物质的放射活度；
平流输送模块；用于对待模拟放射性物质的平流输送过程进行模拟；
水平扩散模块；用于对待模拟放射性物质的水平扩散过程进行模拟；
垂直扩散模块；用于对待模拟放射性物质的垂直扩散过程进行模拟；
干沉降模块；用于对待模拟放射性物质的干沉降过程进行模拟；
湿沉降模块；用于对待模拟放射性物质的湿沉降过程进行模拟；
重力沉降模块；用于对待模拟放射性物质的重力沉降过程进行模拟。
本发明的有益效果是：1、充分考虑区域大尺度环流背景场和小尺度气象场与地形特征以及局地微小尺度湍流特征的多尺度耦合机制，实现对事故点及周边放射性物质浓度场随时间演变的精细化模拟及预报，同时评估其对下游地区的影响，为突发性事故的应急控制决策以及事后综合评估提供科学支撑。2、首次综合考虑大尺度环流以及区域中小尺度气象和地形因素对放射性物质扩散迁移的影响，针对我国不同地区、不同扩散条件下的发生核泄漏事故，实现放射性物质扩散迁移过程中关键参数(放射性物质浓度、沉降量等)的精细化模拟、污染事件回顾分析以及潜在风险的评估，具备对主要放射性物质的浓度随时间演变的模拟功能。
附图说明
图1是本发明实施例中模拟方法的原理示意图；
图2是本发明实施例中模拟系统的结构示意图；
图3是本发明实施例中对日本福岛核电厂泄露事故进行的周边地区精细化模拟的示意图；
图4是本发明实施例中实际观测的137I浓度散点图；
图5是本发明实施例中采用模拟方法模拟的137I浓度散点图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例中提供了一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法，包括如下步骤，
S1、对待模拟放射性物质所属排放源的所在区域进行网格三重嵌套；
S2、对所述排放源周边的气象预报场进行精细化处理，获取精细气象预报场；利用排放源周边的实测气象观测数据订正所述精细气象预报场，获取最终的气象预报场；
S3、根据所述排放源产生的待模拟放射性物质的总放射浓度，利用最终的气象预报场，结合待模拟放射性物质的衰变规律，对待模拟放射性物质进行多尺度大气扩散和沉降模拟。
由于网格分辨率的限制，放射性物质泄露后需要一定时间才能够扩散到区域网格的空间范围，因此，需要考虑放射性物质扩散的多尺度耦合问题。对排放源周边的气象预报场进行精细化处理，使放射性物质扩散到网格分辨率的空间范围时再进行大尺度输送和和扩散过程的计算，从而更好地计算放射性物质的扩散过程。此外，放射性物质经一定时间后可输送和扩散出精细网格的空间范围，需要合理地考虑精细网格区域边界的输送问题。通过外层网格实时的观测数据为精细网格提供边界值以精确表征放射性物质在精细网格区域中的输入和输出。通过以上两个方面，可实现放射性物质多尺度输送和扩散的精确计算，不仅能使模式模拟和预报出放射性物质的长距离输送态势，还可以精确表征排放源周边点的放射性物质浓度分布情况，从而为研究和评估放射性物质的环境影响提供充分的科学支撑。
本实施例中，在全球范围内，对待模拟放射性物质所属排放源的所在区域进行网格三重嵌套；所述三重嵌套具体包括三个覆盖区域，第一区域覆盖东亚地区，分辨率为27-81km；第二区域覆盖中国，分辨率为10-30km；第三区域覆盖放射性物质排放源周边50-100km；分辨率为3-9km。
本实施例中，步骤S2体包括如下内容，
S21、根据气象模式WRF嵌套模拟技术，将所述第三区域模拟成3km分辨率气象预报场；利用精细插值技术，将该所述气象预报场的分辨率从3km插值成0.2-0.5km，获取0.2-0.5km网格距的气象预报场，即可从中获取以放射性物质排放源为中心的20km×20km区域的精细气象预报场，所述精细气象预报场的分辨率为0.2-0.5km；
S22、利用以放射性物质排放源为中心的20km×20km区域内现有的常规气象网站中的实测气象观测数据，对所述精细气象预报场进行偏差订正，以获取最终气象预报场。
本实施例中，步骤S22中，采用下式对所述精细气象预报场进行偏差订正，
其中，为变量A在位置/>的第j次模拟值；/>为变量A在位置/>的第j+1次模拟值；/>为变量A在第k个观测点的观测值；/>为变量A在第k个观测点的模拟值；变量A为气象参量；/>为权重因子，所述权重因子/>根据j的变化而变化，采用下式计算；
其中，r表示观测站点与各网格之间的距离；R表示水平影响半径因子。
所述气象参量包括风场、温度、湿度；也就是说变量A可以是风场或温度或湿度。本实施例中主要考虑的气象参量为风场。
本实施例中，步骤S2主要包括两部分内容：
1、气象预报场精细插值(3km至0.2-0.5km)
利用气象模式(Weather Research and Forecast)WRF嵌套模拟技术，将所述第三区域模拟成3km分辨率气象预报场，但是，仍无法满足放射性物质排放源在中小尺度的放射性后果评价需求，为了提高计算时效，本发明将通过双线性插值等精细插值技术，将气象预报场分辨率从3km插值成0.2-0.5km，获得0.2-0.5km网格距的精细气象预报场，得到以放射性物质源区为中心的20km×20km区域的精细气象预报场，为局地大气扩散预报模式提供必需的高分辨率气象预报场。
2、精细网格气象预报场偏差订正
对中小尺度的污染预报必须建立在精度较高的气象预报基础之上，特别是预报风场，这直接影响到污染物扩散预报结果的合理性和有效性；也就是说，本发明主要是针对气象预报场的风场，进行偏差订正。本发明将利用以放射性物质源区为中心20km×20km范围之内的已有常规气象网站的气象观测数据，对精细气象预报场的风场进行偏差订正(逐次订正法)，获取最终气场预报场，以提高风场预报结果的精度，从而提高扩散预报模式的预报精度。在本发明中，综合历史观测资料与同步WRF模式预报结果计算偏差，得到每天48时次(每0.5小时一次)的订正信息，同时R(水平影响半径因子)取1000m，利用逐次订正法订正预报风场；以获取最终的气象预报场。
通过WRF气象模式提供三维扩散场，并利用超精细化模拟技术，结合外场观测数据，实现精细网格数据与外场观测的连接，形成排放源周边超精细化扩散场；以此为基础，利用Way-Wigner单一指数衰变公式和放射性粒子各个物理过程的计算公式，对放射性物质多尺度大气扩散及沉降进行模拟。
本实施例中，步骤S3具体包括如下内容，
S31、使用Way-Wigner单一指数衰变公式，计算待模拟放射性物质的放射活度；
Ct＝C0(t/t0)-1.2
其中，t为当前时刻；Ct为当前时刻的待模拟放射性物质的放射活度；t0为预设时刻；C0为排放源开始排放待模拟放射性物质到预设时刻时，待模拟放射性物质的放射活度；
S32、模拟所述待模拟放射性物质的物理过程，所述物理过程包括平流输送、水平扩散、垂直扩散、干沉降、湿沉降和重力沉降；其中，垂直扩散中，垂直方向采用地形追随坐标，对地面到扩散高度之间的空间进行分层；
S33、综合各个时刻待模拟放射性物质的放射活度以及对应时刻待模拟放射性物质的物理过程，即可获取各个时刻待模拟放射性物质的总放射活度，实现对待模拟放射性物质的多尺度大气扩散和沉降模拟。
本实施例中，步骤S3在实施的过程中，可根据长距离输送的粒径分布，将放射源排放的放射性粒子按其尺寸分为第一档粒子和第二档粒子，所述第一档粒子的直径小于10μm；所述第二档粒子的直径为10-40μm，分别占放射性粒子放射总量的25％；之后再使用Way-Wigner单一指数衰变公式，计算上述两档放射性粒子的放射活度；将放射性粒子分成两档粒子的目的在于，第一档粒子，由于其尺寸较小，其物理过程主要考虑湿沉降，第二档粒子，由于其尺寸大，其物理过程主要考虑重力沉降。
本发明以β衰变过程为例，则利用Way-Wigner单一指数衰变公式，计算获取两档β粒子的放射活度为
Cβ1＝Cβ0(t1/t0)-1.2
其中，Cβ1是β粒子在t1时刻的放射活度；假设预设时刻t0为1分钟，排放源排放放射性物质一分钟时的β粒子的放射活度为Cβ0＝3.7×1021Q；其中，Cβ0为放射性粒子的总放射活度，Q为当量单位。通过使用放射活度Cβ0，即可计算任一时刻的β粒子的放射活度。
S33、模拟所述放射性粒子物理过程，所述物理过程包括平流输送、水平扩散、垂直扩散、干沉降、湿沉降和重力沉降；其中，垂直扩散中，垂直方向采用地形追随坐标，对地面到扩散高度之间的空间进行分层。垂直方向采用地形追随坐标，地面到海拔高度20km不均匀分为20层，1km以下分为7层；在进行放射性物质的模拟时，主要考虑其平流、扩散、干湿沉降和重力沉降过程。平流过程采用质量守恒和保形的Walcek方案，垂直扩散系数采用Byun等的方法计算；干沉降速率采用wesely的方案计算，湿沉降采用Stockwell等的方案。重力沉降速度由Beard的方程计算得出。
本实施例中，第三区域会每隔一段时间更新一次，具体过程为，
A、每隔6小时选取0.2-0.5km分辨率的放射性物质浓度模拟结果；
B、将0.2-0.5km分辨率的结果插值为3km的较粗分辨率的网格化数据；
C、依据网格化数据的经纬度信息，将插值后的3km分辨率的网格化数据赋值给第三区域，以作为第三区域3km分辨率的初始气象预报场，之后返回步骤S2。
参考附图1，可知小尺度区域(分辨率为200的气象预报场)与中尺度区域(第三区域)之间存在交互，具体包括两个部分，
一、中尺度区域为小尺度区域提供边界场，(对应步骤S2和S3)具体如下
1、选取中尺度区域(即第三区域)的放射性物质浓度模拟结果；
2、以排放源为中心向外扩大20km范围，选取事故点上下左右20km处所在地的经纬度；
3、根据步骤2中的经纬度直接提取3km分辨率的中尺度区域放射性物质模拟结果，并将其赋值为小尺度区域最外一圈的浓度结果，以此作为小尺度区域模拟的边界条件，之后利用精细化的气象预报场结合排放源，进行小尺度区域的放射性物质扩散模拟。
二、小尺度区域为中尺度区域提供初始场，具体如下：
1、每6小时选取小尺度区域模拟的200m分辨率的放射性物质浓度模拟结果；
2、将200m分辨率的结果插值为3km的较粗分辨率的网格化数据；
3、依据网格的经纬度信息，将插值后的3km的网格化数据赋值为中尺度区域第三区域3km分辨率的模拟初始场，再返回“一、中尺度区域为小尺度区域提供边界场”，实现放射性物质多尺度输送和扩散的精确计算。
放射性粒子的物理过程模拟可以采用中国科学院大气物理研究所自主开发的嵌套网格空气质量预报系统Nested Air Quality Prediction Modeling System(NAQPMS)进行相关的参数计算。
在模拟出放射性物质的放射活度和物理过程后，即可将各个时刻放射性物质的放射活度与对应时刻的物理过程进行叠加，即可获知各个时刻的放射性粒子的总浓度。该模拟值即可为评估放射性物质对下游地区的影响，为突发性事故的应急控制决策以及事后综合评估提供科学支撑。
实施例二
如图2所示，本实施例中，提供了一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟系统，所述系统用于实现所述的模拟方法，所述模拟系统包括，
气象场处理模块；用于对放射性物质排放源周边的气象预报场进行处理，获取最终气象预报场；
放射性物质衰变模块；用于利用Way-Wigner单一指数衰变公式，计算放射性物质的衰变过程；
平流输送模块；用于对放射性物质的平流输送过程进行模拟；
水平扩散模块；用于对放射性物质的水平扩散过程进行模拟；
垂直扩散模块；用于对放射性物质的垂直扩散过程进行模拟；
干沉降模块；用于对放射性物质的干沉降过程进行模拟；
湿沉降模块；用于对放射性物质的湿沉降过程进行模拟；
重力沉降模块；用于对放射性物质的重力沉降过程进行模拟。
本实施例中，各个模块协同工作能够结合气象预报场和排放源的相关数据，实现对指定放射性物质的扩散过程的模拟。同时，系统可以开发排放源对接端口，使排放源能够与系统中的放射性物质衰变模块对接，进而实现放射性物质扩散的快速应急模拟和预报。
实施例三
本实施例中，利用本发明中的方法，开展针对2011年日本福岛核电厂泄露事故的回顾模拟综合应用技术。图3至图5分别给出了对日本福岛核电厂泄露事故进行的周边地区精细化模拟及评估和全球模拟结果。从图3中可知，发展的模拟技术可以较好的表征日本福岛事故周边的放射性物质空间和时间分布特征，模拟的逐日变化特征与观测到的结果基本吻合。较好的再现了日本福岛周边的茨城县和稍远距离的东京十的浓度变化差异，模拟的放射性物质的浓度量级与观测到的结果相接近。从图4至图5中可知，本发明的技术可以较好的表征放射性物质的全球扩散特征。相关资料显示，日本福岛事故之后，放射性137I主要分布在西太平洋上空，部分137I可以传输到美洲大陆，甚至欧洲大陆，而通过绕全球一周，仅有较少的137I可以传输到中国。从图4和图5的观测模拟对比的散点图可以看出，利用该技术模拟的137I全球空间分布与观测到的结果较为接近，该模拟技术可以较好的表征2011年日本福岛核事故泄露出的放射性物质137I的全球浓度分布特征。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
本发明提供了一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法及系统，该方法和系统充分考虑区域大尺度环流背景场和小尺度气象场与地形特征以及局地微小尺度湍流特征的多尺度耦合机制，实现对事故点及周边放射性物质浓度场随时间演变的精细化模拟及预报，同时评估其对下游地区的影响，为突发性事故的应急控制决策以及事后综合评估提供科学支撑。首次综合考虑大尺度环流以及区域中小尺度气象和地形因素对放射性物质扩散迁移的影响，针对我国不同地区、不同扩散条件下的发生核泄漏事故，实现放射性物质扩散迁移过程中关键参数(放射性物质浓度、沉降量等)的精细化模拟、污染事件回顾分析以及潜在风险的评估，具备对主要放射性物质的浓度随时间演变的模拟功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1、对待模拟放射性物质所属排放源的所在区域进行网格三重嵌套；
在全球范围内，对待模拟放射性物质所属排放源的所在区域进行网格三重嵌套；所述三重嵌套具体包括三个覆盖区域，第一区域覆盖东亚地区，分辨率为27-81km；第二区域覆盖中国，分辨率为10-30km；第三区域覆盖放射性物质排放源周边50-100km；分辨率为3-9km；
S2、对所述排放源周边的气象预报场进行精细化处理，获取精细气象预报场；利用排放源周边的实测气象观测数据订正所述精细气象预报场，获取最终的气象预报场；
步骤S2具体包括如下内容，
S21、根据气象模式WRF嵌套模拟技术，将所述第三区域模拟成3km分辨率气象预报场；利用精细插值技术，将该所述气象预报场的分辨率从3km插值成0.2-0.5km，获取0.2-0.5km网格距的气象预报场，即可从中获取以放射性物质排放源为中心的20km×20km区域的精细气象预报场，所述精细气象预报场的分辨率为0.2-0.5km；
S22、利用以放射性物质排放源为中心的20km×20km区域内现有的常规气象网站中的实测气象观测数据，对所述精细气象预报场进行偏差订正，以获取最终气象预报场；
S3、根据所述排放源产生的待模拟放射性物质的总放射浓度，利用最终的气象预报场，结合待模拟放射性物质的衰变规律，对待模拟放射性物质进行多尺度大气扩散和沉降模拟；
所述第三区域会每隔一段时间更新一次，具体过程为，
A、每隔6小时选取0.2-0.5km分辨率的放射性物质浓度模拟结果；
B、将0.2-0.5km分辨率的结果插值为3km的较粗分辨率的网格化数据；
C、依据网格化数据的经纬度信息，将插值后的3km分辨率的网格化数据赋值给第三区域，以作为第三区域3km分辨率的初始气象预报场，之后返回步骤S2。
2.根据权利要求1所述的核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法，其特征在于：步骤S22中，采用下式对所述精细气象预报场进行偏差订正，
其中，为变量A在位置/>的第j次模拟值；/>为变量A在位置/>的第j+1次模拟值；/>为变量A在第k个观测点的观测值；/>为变量A在第k个观测点的模拟值；变量A为气象参量；/>为权重因子，所述权重因子/>根据j的变化而变化，采用下式计算；
其中，r表示观测站点与各网格之间的距离；R表示水平影响半径因子。
3.根据权利要求2所述的核物质大气扩散及沉降多尺度模拟方法，其特征在于：步骤S3具体包括如下内容，
S31、使用Way-Wigner单一指数衰变公式，计算待模拟放射性物质的放射活度；
Ct＝C0(tt0)-1.2
其中，t为当前时刻；Ct为当前时刻的待模拟放射性物质的放射活度；t0为预设时刻；C0为排放源开始排放待模拟放射性物质到预设时刻时，待模拟放射性物质的放射活度；
S32、模拟所述待模拟放射性物质的物理过程，所述物理过程包括平流输送、水平扩散、垂直扩散、干沉降、湿沉降和重力沉降；其中，垂直扩散中，垂直方向采用地形追随坐标，对地面到扩散高度之间的空间进行分层；
S33、综合各个时刻待模拟放射性物质的放射活度以及对应时刻待模拟放射性物质的物理过程，即可获取各个时刻待模拟放射性物质的总放射活度，实现对待模拟放射性物质的多尺度大气扩散和沉降模拟。
4.一种核物质大气扩散及沉降多尺度模拟系统，其特征在于：所述系统用于实现上述权利要求1至3任一所述的模拟方法，所述模拟系统包括，
气象场处理模块；用于对待模拟放射性物质排放源周边的气象预报场进行精细化处理并订正，获取最终气象预报场；
放射性物质衰变模块；用于利用Way-Wigner单一指数衰变公式，计算待模拟放射性物质的放射活度；
平流输送模块；用于对待模拟放射性物质的平流输送过程进行模拟；
水平扩散模块；用于对待模拟放射性物质的水平扩散过程进行模拟；
垂直扩散模块；用于对待模拟放射性物质的垂直扩散过程进行模拟；
干沉降模块；用于对待模拟放射性物质的干沉降过程进行模拟；
湿沉降模块；用于对待模拟放射性物质的湿沉降过程进行模拟；
重力沉降模块；用于对待模拟放射性物质的重力沉降过程进行模拟。
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