《區域大氣重污染的預測預警與防治研究》是依託北京工業大學，由程水源擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：區域大氣重污染的預測預警與防治研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：程水源
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目在收集區域氣象要素與空氣品質數據的基礎上，通過在區域污染傳輸通道上開展綜合觀測，捕捉典型重污染時段的大氣輸送特徵。以污染氣象學、大氣環境學等為理論基礎，採用模糊聚類、系統分析、數值模擬等方法，對北京及周邊地區複雜地形環境下的區域性大氣重污染特徵和大氣污染物輸送、匯聚特徵進行研究，識別分析大氣污染物常駐性輸送通道及其機率分布，研究篩選對重污染貢獻大的敏感區域和敏感源。對大氣重污染過程中空氣品質與天氣背景、各類氣象要素的關係進行系統研究，根據污染物傳輸、通道識別以及空氣品質與天氣背景、氣象要素的關係，研究分析區域性大氣重污染過程的生成、發展和消散規律，最終建立氣象-空氣品質關係仿真模式，形成區域大氣重污染過程預測預警技術理論與方法，並針對不同級別的污染程度和持續時間，研究建立基於優先控制敏感源的區域性大氣重污染最佳化防治技術和預案。
結題摘要
大氣重污染問題已成為目前制約我國社會經濟發展的瓶頸之一，嚴重威脅到人民民眾的身體健康和生態安全，受到了政府和公眾的高度重視。然而因受天氣背景場、地形條件、污染物排放等多種複雜因素的影響，大氣重污染過程的形成機制仍不明確，也尚無有效的預報方法。因此，利用多種技術手段研究重污染預報方法，改善污染預報效果，為居民合理安排出行、為環境管理部門採取防控措施提供重要的指引和決策支持，對於減輕大氣污染造成的損失、保障人民民眾的身體健康具有十分重要的意義。針對上述問題，本項目收集整理了我國華北地區長時間序列的空氣品質數據、區域氣象數據、天氣背景場資料和區域污染源資料，通過對大量歷史資料的統計，從多個角度對大氣重污染過程的污染物濃度變化特徵進行了分析，得出了華北地區大氣顆粒物的空間分布以及年、月、日變化特徵。基於典型環境監測點的顆粒物樣品採集與化學組分測試結果，對大氣重污染時段與常規時段顆粒物中的主要化學組分進行了對比研究，從氣象條件與污染來源等方面探究了重污染的化學組分特徵。本研究對重污染與氣象要素、地面天氣形勢及其演變規律之間的關係進行了定性研究和定量分析，利用敏感源篩選等多種技術方法，識別出影響區域空氣品質的重點地區和易造成重污染的主要污染物輸送路徑，分析了形成大氣重污染過程的主要原因。本研究綜合考慮了區域氣象條件、下墊麵條件、污染物濃度變化規律、污染的區域性特徵以及污染源排放量變化等因素，利用高時空解析度數值模式、主成分分析、聚類分析、邏輯回歸、非線性回歸等方法，建立了數值模擬與統計分析相結合的大氣重污染預測技術，形成了在天氣類型判別、污染程度初判和預報因子集成的基礎上進行定量預測的重污染預報系統，並在北京地區進行了示範套用。通過對歷史污染過程的模擬性預報和對未來空氣品質的實時預報兩種方式，綜合評估了該系統的預報效果。評估結果表明：該系統對PM10濃度高於350μg/m3的大氣重污染過程的預報準確率在60%以上，誤報率約為25%，與當前公開發布的北京市空氣品質預報結果相比，本系統對高濃度污染的預報效果有所提升。項目實施期間共發表論文24篇，其中SCI 15篇和EI 2篇。申請獲批國家發明專利7項，軟體著作權5項，出版專著1部。超額完成項目申報時預期目標和考核指標。
