模拟技术是工程人员最重要的工具之一，它是用来预测系统的行为的。因为这些系统过于复杂，不能直接作正确的分析处理，只有借助于模拟技术。这是模拟的是空气覆盖着城市的系统，要解决的关键问题就是把空气污染排出物与最终的空气质量联系起来。这类模拟有助于我们制定计划和作出决定。
例如，若要解决新建一个工厂对空气质量的影响问题，模拟就可用来选择厂址，使其对空气质量影响最小。又如可借模型来决定农业露天燃烧是否许可。在给定的风速和逆温条件下，可以估计农业露天燃烧能否使空气质量不符标准。实际上，模拟还可以用来预测“事故日”的数量。
在模拟技术中，常须对模型的正确性和它应用的难易性做出比较。简单的可借笔算得出十分满意的结果；较复杂的则须应用电子计算机进行计算。下述是最简单的一种预测空气质量与污染排出物关系的箱式模型（Box model），如图14—7所示。
假定一城市处在长方形的箱式空气罩中，箱子的高度就是该城市上空的混合高度；污染物质正从城市里连续排入箱子中；风把新鲜空气从箱子的一边吹进来；受污染的空气从箱子的另一边吹出去；并假定污染物也随同均匀地从箱子中排出去。
令：V—箱子的体积
C—箱子中的和外排的污染物浓度（重量/ 体积）
P—污染物进入箱子的速率（重量/时间）
Q—空气的流速（体积/时间）
可写出一简单的质量平衡方程式：
（箱中污染物的变化率）＝（污染物进入箱子的速率）－（污染物流出箱子速率）
图14—7 定量研究外排空气的箱式模型
如箱中污染物的原始浓度为零，则式（14—26）变为：
其曲线如图14—8所示。由图可见，箱中污染物的浓度，服从指数变化规律，其极限值为P/Q。
图14—8 箱式模型中空气污染的变化(www.xing528.com)
又空气流量Q等于风速乘以箱子的横截面积：
Q＝vLh （14—28）
式中：v＝风速
L＝箱子的底宽
h＝混合高度
因此，由此模型可求得达到稳定状态时污染物的浓度：
这就是所求的结果。如果污染物散发得多，或逆温层高度增加，或风速降低，则污染物浓度也随之增大。
[例题] 某城市迎风面宽L＝20英里，混合高度h＝600英尺，风速v＝5英里/时，CO的排出量为4535公吨/天。试用箱式模型计算体系达到稳定状态时，CO的最终浓度（假定CO不转变为CO2）。
解： v＝5英里/时＝8050米/时；
L＝20英里＝32200米；
h＝600英尺＝183 米；
P＝4535公吨/天＝1.90×1011毫克/时
美国对空气中CO浓度的标准是，在八小时的时间内平均值为10毫克/米3。本例中如风速为2英里/时，则CO的浓度便等干标准。
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