CALPUFF模型概述
CALPUFF 为非定常三维拉格朗日烟团输送模式。CALPUFF 采用烟团函数分割方法，垂直坐标采用地形追随坐标，水平结构为等间距的网格，空间分辨率为一至几百公里，垂直不等距分为30 多层。污染物包括SO2、NOx、CmHn、O3、CO、NH3、PM10（TSP）、Black Carbon，主要包括污染物之排放、平流输送、扩散，干沉降以及湿沉降等物理与化学过程。CALPUFF 模型系统可以处理连续排放源、间断排放情况，能够追踪质点在空间与时间上随流场的变化规律。考虑了复杂地形动力学影响、斜坡流、FROUND 数影响及发散最小化处理。
CALPUFF 模拟系统，包括诊断风场模型CALMET、高斯烟团扩散模型CALPUFF和后处理软件CALPOST 三部分。CALPUFF 模式可运用于静风、复杂地形等非定常条件。其中CALMET 利用质量守衡原理对风场进行诊断，输出包括逐时风场、混合层高度、大气稳定度（PGT 分类）、各种微气象参数等。
CALPOST 为计算结果后处理程序，对CALPUFF 计算的浓度进行时间分配处理，并计算出干（湿）沉降通量、能见度等。
1 .CALPUFF系统构成
Calpuff模型系统包含两个个主要组件：Calmet，Calpuff和前后处理程序，前处理程序包括了地面气象数据、探空气象数据、中尺度气象模型模拟数据、地形数据和土地利用数据处理程序，后处理程序包括除了CALMET三维气象模拟结果处理程序PERMET 和CALPUFF浓度预测结果处理程序。
表 1 各模块作用
| 模块 | 作用 |
| CALMET | 诊断模型，包含客观分析和下泄风、动态地形、地形阻挡和扩散最小树立、微气象模块参数化 |
| CALPUFF | 不稳态朗格朗日高斯烟团，包括复杂地形影响，水面输送、海岸影响、建筑物下洗、干湿沉积和简单化学转化 |
| CALPOST | 后处理程序，处理时间CALPuff和CALGRID预测的时间平均浓度和沉降量，可计算能见度。 |
| PERMET | 后处理程序，从CALMET的预测的气象数据中的输出用户选择的气象要素 |
2. CALPUFF子程序
| 模块 | DOS程序 | 功能描述 |
| 主模型 | CALMET | 三维气象场模型 |
| CALPUFF | 多烟团模型 | |
| 后处理程序 | CALPOST | CALMET、CALPUFF的后处理程序 |
| PRTMET | 提取CALMET结果，可建立图形文件 | |
| APPEND | 合并多个浓度、干、湿沉积或相对湿度文件为一个文件 | |
| CALSUM | 累加不同分组的多个浓度、干湿沉积文件为一个文件 | |
| POSTUTIL | 合并多个CALPUFF运行污染物文件为一个文件 | |
| 地理数据
前处理程序 |
TERREL | 处理网格地形数据 |
| CTGCOMP | 压缩usgs土地利用数据 | |
| CTGPROC | 处理网格土地利用数据 | |
| MAKEGEO | 合并土地利用和地形数据，生成地理数据文件 | |
| 气象前处理
程序 |
SMERGE | 合并地面气象数据，生成CALMET可用的地面气象数据 |
| PXTRACT | 从NCDC 数据中提取降雨量数据 | |
| PMERGE | 合并降雨量数据，并产生CALMET可用的降雨量数据 | |
| READ62 | 处理NCDC探空数据并产生CALMET可用的探空数据 | |
| BUOY | 处理buoy数据并生成CALMET可用的overwater数据 | |
| CALMM5 | 读取MM5数据并格式化CALMET可用的3D.dat数据 | |
| CALETA | 读取ETA数据并格式化CALMET可用的3D.dat数据 | |
| CALRUC | 读取RUC数据并格式化CALMET可用的3D.dat数据 | |
| CALWRF | 读取WRF数据并格式化CALMET可用的3D.dat数据 | |
| CPRAMMET | 基于EPA PCRAMMET程序，生ISC3格式文件 | |
| DATSAV | 读取TD9956数据，并产生一个CD144格式的文件 | |
| FOG Codes | 能见度分析模块 | |
| METSCAN | CD144格式的质量检验 | |
| OPTHILL | 产生CALPUFF次网格尺度可用的山体参数 |
3 .CALPUFF输入输出数据简介
表 3 输入数据
| 默认文件名 | 内容 | 备注 |
| RESTARTB.DAT | 重启文件，包含足够的烟团参数可是模型继续运行 | 可选 |
| CALPUFF.INP | 控制流文件 | 必选 |
| CALMET.DAT | 地理和气象数据，calmet建立 | 必选其一 |
| ISCMET.DAT | 气象数据，Isc3格式的文本 | |
| PLMMET.DAT | 气象数据，ausplume格式的文本 | |
| PTEMARB.DAT | 点源排放数据，任意变化的源排放参数 | 可选 |
| BAEMARB.DAT | 面源排放数据，任意变化的源排放参数 | 可选 |
| VOLEM.DAT | 体源排放数据，任意变化的源排放参数 | 可选 |
| LNEMARB.DAT | 线源排放数据，任意变化的源排放参数 | 可选 |
| VD.DAT | 用户定义沉积速率 | 可选 |
| OZONE.DAT | 小时臭氧数据 | 可选 |
| CHEM.DAT | 用户定义化学转化速率 | 可选 |
| COASTLN.DAT | 次网格尺度尺度海岸边界层 | 可选 |
| HILL.DAT | 山体说明，来自CTDM地形处理程序 | 可选 |
| HILLRCT.DAT | CTSG受体，来自CTDM地形处理程序 | 可选 |
| PROFILE.DAT | 单站文本气象塔数据，为CTDM准备 | 可选 |
| SURFACE.DAT | CTDMPLUS地表层参数 | 可选 |
| FLUXBDY.DAT | 质量通量的边界层数据 | 可选 |
表 4 输出数据
| 默认文件名 | 内容 | 备注 |
| RESTARTE.DAT | 输出重启文件 | 可选 |
| CALPUFF.LST | Calpuff输出的文件 | |
| CONC.DAT | 浓度文件，各网格和离算点的一小时平均浓度 | |
| DFLX.DAT | 干沉积文件，各网格和离算点的一小时平均干沉积量 | 可选 |
| WFLX.DAT | 湿沉积文件，各网格和离算点的一小时平均湿沉积量 | 可选 |
| VISB.DAT | 相对湿度文件 | 可选 |
| DEBUG.DAT | 详细的有关烟团/slug调试数据 | |
| MASSFLX.DAT | Hourly report of mass flux into and out of regions defined
by the boundaries in the FLUXBDY.DAT file |
|
| MASSBAL.DAT | 模拟污染物质量变化的小时报告 |
4.CALPUFF运行流程
