Mallityypit

Tarjolla olevien leviämismallien kirjo on hyvin laaja. Mallien alueellinen kattavuus ja tarkkuus sekä ajallinen erottelukyky vaihtelevat paljon samoin niiden soveltuvuus eri päästölähdetyypeille. Eroja mallien välillä on myös niiden kyvyssä ottaa huomioon maastomuodot ja meteorologiset tekijät. Lisäksi leviämisen matemaattis-fysikaalinen laskentapa vaihtelee paljon ja malleihin voi olla sisällytetty vaihtelevassa määrin erilaisia ilmakemiallisen ja -fysikaalisen muutunnan tai laskeumaprosessien laskentakaavoja.     

Leviämismallit voidaan jakaa matemaattis-fysikaalisten laskentatapojen perusteella karkeasti viiteen luokkaan: laatikko-, gauss-, euler-, lagrange- ja virtaustyyppiset mallit. Joissakin malleissa erilaisia laskentatapoja on yhdistelty samaan mallikokonaisuuteen. 

Laatikkomallit

Yleensä laatikkomallit eivät yksinkertaisuutensa vuoksi sovellu kaupunkisuunnittelun tarpeisiin, mutta niitä on yhdistetty menestyksekkäästi joihinkin muihin mallityyppeihin ilmansaasteiden kemiallisen muutunnan tai ilmavirtausten katukuilupyörteen laskentaa varten. Esimerkiksi OSPM-katukuilumalli on gauss- ja laatikkomallin yhdistelmä. 

Gaussilaiset mallit

​Gaussilaisissa malleissa ilmansaasteiden leviäminen noudattaa normaalijakaumaa pysty- ja vaakasuunnassa. Ne soveltuvat hyvin paikallisten päästöjen leviämismallinnukseen, kun ympäristö on avoin ja tasainen. Gaussilaisten mallien luotettavuus heikkenee, kun tuulen nopeus on hyvin alhainen tai kun ollaan aivan päästölähteen vieressä. Maanpinnan korkeuserojen ja rakennusten aiheuttamaa vaikutusta ilmavirtauksiin voidaan osin huomioida gaussilaisissa malleissa ns. rosoisuusparametrin avulla (esim. CAR-FMI-mallissa) tai hieman yksityiskohtaisemmin 3D-maastomallin avulla (esim. uusissa AERMOD-mallin versioissa). Gaussilaiset mallit eivät kuitenkaan sovellu hyvin kohteisiin, joissa rakennukset aiheuttavat kuilumaisia tai puolikuilumaisia esteitä katujen reunoille. 

Gaussilaisissa malleissa kuvataan yleensä hyvin yksinkertaisesti ilmakemialliset reaktiot, mutta joissakin kehittyneemmissä sovelluksissa huomioidaan esimerkiksi otsonin taustapitoisuuden vaikutus typenoksidien muutuntaan. Tällaisia malleja ovat esimerkiksi CAR-FMI ja AERMOD, ja niitä käytetään päästöjen leviämismallintamisessa avoimien väylien läheisyydessä. 

Euler- ja lagrange-tyyppiset mallit

Euler- ja lagrange-tyyppisillä malleilla voidaan kuvata saasteiden leviämistä sekä tasaisissa että maastonmuodoiltaan vaihtelevissa kohteissa. Varsinkin Euler-tyyppisiin malleihin voidaan sisällyttää monipuolisesti erilaisia leviämisen aikana tapahtuvia prosesseja, kuten ilmakemiallisia ja -fysikaalisia muutuntareaktioita sekä laskeumamekanismeja. Euler-tyyppisissä malleissa päästöjen kulkeutumista seurataan kiinteässä kolmiulotteisessa koordinaatistossa, jossa saasteiden pitoisuuksia kuvataan valitussa hilaruudukossa.  Lagrange-tyyppisissä malleissa saasteiden kulkeutumista seurataan liikkuvassa koordinaatistossa, jossa ei ole kiinteää hilaruudukkoa. Esimerkiksi AUSTAL2000 on lagrange-tyyppinen malli, jolla voidaan laskea päästöjen leviämistä mm. väylien varsilla.
 

Virtausmallit

​Virtausmallien (eli CFD-mallit = Computational fluid dynamics) laskentayhtälöt perustuvat massan, liikemäärän ja energian säilymiseen. Virtausmallien avulla voidaan laskea erittäin tarkasti päästöjen leviämistä ja muutuntaa. Virtausmallien käyttö on kuitenkin vielä melko harvinaista kaupunkisuunnittelussa, koska niiden soveltaminen vaatii paljon työ- ja laskenta-aikaa sekä asiantuntemusta. Virtausmallit soveltuvat leviämisolosuhteiltaan kaikkein haastavimpiin kohteisiin. Tällaisia ovat esimerkiksi tunnelit ja sellaiset kaupunkikohteet, joissa on monimutkaisia rakennusmassoja ja maanpinnanmuotoja.