صل اول: مبانی مدلسازی آلودگی هوا 9

1-1 تاریخچه آلودگی هوا و آشنایی با آلاینده‌ها 9

1-1-1 بررسی مختصر آلودگی هوا در دهه های اخیر و نگاهی به آینده 9

1-1-2 شناخت و بررسی آلاینده‌ها 11

1-1-2-1 آشنایی با آلاینده‌های شاخص 12

1-2 بررسی مدلسازی آلودگی هوا 13

1-2-1 قابلیت‌های مدلسازی آلودگی هوا 13

1-2-2 مبانی علمی و انواع روش‌های مدلسازی آلودگی هوا 14

1-2-3 بررسی مدل‌های ریاضی قطعی (شبیه سازی) 15

1-2-3-1 مدل‌های گوسین 15

1-2-3-2 مدل‌های اویلری 16

1-2-3-3 مدل‌های لاگرانژ 20

1-2-3-4 مدل‌ها و روش‌های طیفی 21

1-3 آشنایی با مدل‌های کاربردی آلودگی هوا 22

1-3-1 آشنایی با مدل WRF 23

1-3-2 آشنایی با ساختار سیستم مدلسازی WRF 24

1-3-3 نحوه شبیه سازی و پیش بینی پارامترهای هواشناسی در مدل‌های عددی 25

1-3-4 آشنایی با برخی مفاهیم در WRF 26

1-3-5 آشنایی با ماژول WRF -Chem 30

فصل دوم: آشنایی با سیستم‌عامل گنو/ لینوکس 31

2-1 تعاریف سیستم‌عامل و کاربردهای آن 31

2-1-1 سیستم‌عامل 31

2-1-2 آشنایی با سیستم‌عامل‌های مطرح حال حاضر 32

2-2 سیستم‌عامل گنو/ لینوکس 32

2-2-1 سیر تاریخی 32

2-2-2 بررسی واژه گنو/ لینوکس 33

2-2-3 چرا لینوکس 33

2-2-4 توزیع‌های لینوکس 35

2-3 نصب و راه‌اندازی Ubuntu 37

2-3-1 نصب با کمک ماشین مجازی 38

2-3-1-1 نصب ماشین مجازی 38

2-3-1-2 فعال‌سازی قابلیت Virtualization پردازنده 39

2-3-1-3 بارگیری Ubuntu 39

2-3-1-4 پیکربندی اولیه Ubuntu در ماشین مجازی Oracle 40

2-3-1-5 نصب Ubuntu بر روی Oracle VM 43

2-3-2 نصب به‌صورت Dual Boot 48

2-3-2-1 Shrink نمودن هارد سیستم 48

2-3-2-2 معرفی پارتیشن‌ها 51

2-4 کار با Ubuntu 52

2-4-1 معرفی دسکتاپ 52

2-4-1-1 آشنایی با Gnome 52

2-4-1-2 نوار بالایی 53

2-4-1-3 منوی Activity 53

2-4-1-4 منوی برنامه 54

2-4-1-5 منوی سیستم 54

2-4-2 آشنایی و بررسی خط فرمان گنو / لینوکس 54

2-4-2-1 تعریف shell  و ترمینال 55

2-4-2-2 ساختار خط فرمان 56

2-4-2-3 انواع دستورات در Shell 56

2-4-3 مفهوم مخزن در لینوکس 57

2-4-3-1 مدیریت مخازن 57

2-4-3-2 آشنایی با فرایند نصب نرم‌افزار با استفاده از مخازن 58

2-4-3-3 به‌روزرسانی در لینوکس 58

2-4-3-4 به‌روزرسانی مخازن 59

2-4-3-5 به‌روزرسانی نرم‌افزارهای موجود 59

2-4-3-6 به‌روزرسانی کل سیستم‌عامل 59

2-4-4 نرم‌افزار موجود در سیستم‌عامل گنو / لینوکس 59

2-4-5 بررسی ساختار فایل در لینوکس 60

2-4-6 متغیر ها در لینوکس 61

2-4-6-1 کار با متغیرها 61

2-4-6-2 بررسی متغیر محیطی PATH 63

2-4-7 استفاده از خط فرمان جهت راهنمایی 63

2-4-8 نقل‌قول‌ها در لینوکس 66

2-4-9 مدیریت فایل‌ها و دایرکتوری‌ها در لینوکس 67

2-4-10 آشنایی با دستورات کاربردی خط فرمان 69

2-4-11 بایگانی  و خارج کردن فایل از حالت فشرده 72

2-4-12 نکات تکمیلی 74

فصل سوم:  بررسی و آموزش مدل WRF 75

3-1 بررسی و آشنایی اولیه با مدل WRF 75

3-1-1 آشنایی با  ساختار  سیستم مدل‌سازی WRF 76

3-1-1-1 آشنایی با اجرای ایده آل 78

3-1-1-2 آشنایی با اجرای واقعی 78

3-1-2 بررسی داده‌های ورودی 79

3-1-2-1 داده‌های استاتیک جغرافیایی 79

3-1-2-2 داده‌های گرید هواشناسی 81

3-1-2-3 آشنایی با فرمت GRIB 81

3-1-2-4 آشنایی با انواع مجموعه داده های هواشناسی 82

3-1-3 آشنایی با WPS 84

3-1-4 برنامه geogrid 85

3-1-4-1 وظایف برنامه geogrid 86

3-1-4-2 تعیین سیستم تصویر دامنه شبیه سازی 87

3-1-4-3 آشنایی با فرمت NetCDF 90

3-1-4-4 جمع بندی وظایف برنامه geogrid 91

3-1-5 برنامه ungrib 92

3-1-5-1 آشنایی با ساختار Vtables 92

3-1-5-2 پارامتر های  هواشناسی مورد نیاز جهت اجرای مدل WRF 94

3-1-6 برنامه metgrid 96

3-1-7 مرور بخش پیش پردازنده WPS 98

3-1-8 آشنایی با برنامه real 99

3-1-8-1 توابع 100

3-1-8-2 بررسی دو مفهوم run_time و Compile_time 100

3-1-8-3 متغیرهای ورودی استاندارد به برنامه real 101

3-1-8-4 آشنایی با مختصات قائم Hybrid 101

3-1-8-5 شرایط مرزی چیست؟ 103

3-1-8-6 درونیابی قائم 106

3-1-8-7 تنظیمات مربوط به پارامترسازی فیزیکی 109

3-1-8-8 خروجی‌های استاندارد تولید شده 110

3-1-8-9 جمع بندی برنامه real 111

3-1-9 برنامه wrf.exe 112

3-1-9-1 آشنایی با معادلات  مورد استفاده در WRF 113

3-1-9-2 گسسته سازی معادلات 119

3-1-10 برنامه ideal 120

3-1-11 برنامه WRF-DA 122

3-1-12 برنامه OBSGRID 123

3-2 آموزش کامل نصب و راه اندازی سیستم مدلسازی WRF 123

3-2-1 نصب شل و کامپایلرها 124

3-2-2 کتابخانه‌ها 127

3-2-2-1 بارگیری کتابخانه های مورد نیاز و تنظیمات اولیه سیستم عامل 130

3-2-2-2 نصب کتابخانه NetCDF 132

3-2-2-3 نصب کتابخانه MPICH 133

3-2-2-4 نصب کتابخانه ZLIB 133

3-2-2-5 نصب کتابخانه LIBPNG 134

3-2-2-6 نصب کتابخانه JASPER 134

3-2-2-7 تست و آزمایش صحت نصب کتابخانه‌ها 135

3-2-3 نصب سیستم مدلسازی WRF 136

3-2-4 نصب بخش پیش پردازنده WPS 138

3-2-5 برنامه WRF DOMAIN WIZARD 139

3-2-5-1 بارگیری و راه اندازی WRF DOMAIN WIZARD 140

3-2-6 نصب برنامه ARWpost 142

3-2-7 نصب نرم افزار GrADS 145

3-2-8 نصب نرم افزار Verdi 146

3-3 اجرا کامل مدل WRF و بصری سازی خروجی‌ها 150

3-3-1 اجرای ایده آل 150

3-3-1-1 یاد آوری اجرای ایده آل 150

3-3-1-2 مراحل اجرای ایده آل مدل WRF 150

3-3-1-3 پس پردازش خروجی اجرای ایده آل سیستم مدلسازی WRF 155

3-3-2 اجرای واقعی 158

3-3-2-1 یادآوری اجرای واقعی 158

3-3-2-2 تهیه داده هواشناسی 161

3-3-2-3 پیش پردازش WPS 164

3-3-2-4 پیکربندی WRF به جهت اجرای واقعی 175

3-3-2-5 تنظیم پارامتر های namelist.input 177

3-3-2-6 اجرای real.exe 178

3-3-2-7 اجرای wrf.exe 180

3-3-3 پس پردازش و نمایش داده‌ها 182

3-3-3 -1 نرم افزار Verdi 182

3-3-3-2 نرم افزار ArcGIS 184

فصل چهارم:  بررسی  و آموزش مدل WRF-CHEM 187

4-1 آشنایی با مدل WRF-Chem و بررسی انواع مجموعه داده‌های انتشار 187

4-1-1 آشنایی با مدل WRF- Chem 187

4-1-2 ساختار سیستم مدلسازی WRF- Chem 187

4-1-3 آشنایی با انواع داده‌های انتشار 189

4-1-3-1 گروه بندی داده‌های انتشار: 189

4-1-3-2 انتشارات آنتروپروژنیک 190

4-1-3-3 انتشارات بیوژنیک 190

4-1-3-4 انتشارات سوزاندن زیست توده (بیومس) 191

4-1-3-5 انتشارات آتش فشان 191

4-1-4 آشنایی با پایگاه داده‌های انتشار جهانی 192

4-1-4-1 آشنایی با GEIA 193

4-1-4-2 آشنایی با ECCAD 193

4-1-4-3 آشنایی با مجموعه داده‌های انتشار شاخص 196

4-1-4-4 بارگیری داده‌های انتشار جهانی 198

4-1-4-5 آشنایی با داده انتشار NEI 201

4-1-5 آشنایی با نرم افزار PREP-CHEM-SRC 201

4-2 نصب و راه اندازی مدل WRF-Chem 202

4-2-1 فعالسازی بخش شیمیایی مدل 203

4-2-1-1 آشنایی با KPP 203

4-2-1-2 نصب کتابخانه FLEX 203

4-2-2 راه اندازی بخش شیمیایی مدل 204

4-2-3 نصب و راه اندازی برنامه PREP-CHEM-SRC 208

4-2-3-1 نصب کتابخانه HDF5 208

4-2-3-2 نصب PREP-CHEM-SRC 212

4-3 اجرای مدل WRF-Chem 215

4-3-1 تولید نقشه فرسایش گرد و غبار 215

4-3-1-1 پیش پردازش WPS 216

4-3-1-2 اجرای مدل WRF-Chem 222

4-3-1-3 پس پردازش و بصری سازی داده خروجی 225

4-3-2 استفاده از داده‌های انتشار جهانی در WRF-Chem 227

4-3-2-1 بارگیری داده‌های انتشار 227

4-3-2-2 معرفی و تولید داده انتشار در نرم افزار PREP-CHEM-SRC 229

4-3-2-3 بکارگیری داده‌های انتشاردر WRF-Chem 233

4-3-2-4 اجرای مدل WRF-Chem 235

4-3-2-5 پس پردازش و بصری سازی داده خروجی 236

پیوست یک:آشنایی با سازمان ها و ارگان های مرتبط با آلودگی هوا 239

پیوست دو: دسته بندی برروی انواع مدل های پرکاربرد در زمینه آلودگی هوا 241

فهرست منابع 242

واژنامه انگلیسی - فارسی 244

نمایه 247