空氣污染模式預報

空氣污染模式預報

空氣污染模式預報是根據氣象要素的預報值和源的排放狀況,利用數學模式以得到污染濃度的時空分布的預報方法。模式預報的首要條件是需建立一個合理、適用的擴散模式。

基本介紹

  • 中文名:空氣污染模式預報
  • 外文名:Air pollution model prediction
  • 釋義:用數學模式得到污染濃度時空分布
  • 主要內容:污染源處理、設立監測站網等
  • 主要方式:數值預報、統計預報等
  • 核心:一個合理、適用的擴散模式
釋義,主要內容,舉例,套用,

釋義

空氣污染模式預報是根據氣象要素的預報值和源的排放狀況,利用數學模式以得到污染濃度的時空分布的預報方法。模式預報的首要條件是需建立一個合理、適用的擴散模式。

主要內容

建立模式的工作內容有:①污染源的處理。在對污染源的位置、有效高度、排放物成分、排放量等調查的基礎上將源分類並進行處理,以適合模式套用。②設立監測站網和氣象站網,對污染濃度和氣象要素同步實施觀測,也可部分參考當地氣象台站所積累的常規氣象資料,了解該地風場特徵、混合層高度、大氣穩定度變化規律,並實測確定大氣擴散參數。③選擇擴散模式。應將模式計算結果與實測數據進行比較,反覆調整參數、修正模式,才能得到適合該地區的數學模式和各種參數。模式的輸入值是污染源和氣象參數,因受目前氣象預報水平的限制,污染濃度模式預報工作仍存在一定困難。

舉例

中國科學院大氣物理研究所大氣邊界層物理與大氣化學國家重點實驗室(LAPC)的城市空氣污染數值預報模式系統。
城市空氣污染問題巳經引起了人們的廣泛關注,1997年,LAPC在中國科學院九五重大項目A“大氣污染預測的理論和方法研究“的資助下,率先開展了城市空氣污染預報的方法研究,建立起了。城市空氣污染數值預報模式系統。並成功地用於天津和瀋陽等城市的空氣污染預報。這套城市空氣污染數值預報模式系統由α中尺度與β中尺度"氣象預報模式和城市空氣污染預報模式"組成,內容包括PBL湍流統計量參數化、污染源模式化,中尺度氣象預報,污染物濃度預報和預報效果檢驗5個部分。

套用

城市空氣污染數值預報是當前國際上大氣環境動力學研究的前沿課題。近年來,中國科學院大氣物理研究所(IAP)研製的多尺度城市空氣污染預報模式系統。該模式系統通過建立高分辨城市邊界氣象模式、改進和發展新的污染化學過程模式等,結合IAP第一代城市空氣污染預報模式系統和CFD的通用平台,最終建成了可用於城市區域、居民小區以及街區(或大型建築物單體)的多尺度城市空氣污染集成模式系統,該模式系統吸收美國環境保護局MODELS-3等空氣品質模式系統的優點,充分考慮了中國城市地形、氣候和污染源的特徵,具有以下3個重要特點:
一、利用套格線技術可以將城市群與單個城市(例如以北京、天津與石家莊為主的城市群與北京市)大氣環境問題結合起來加以研究,考慮了單個城市排放與外來污染物對該城市空氣品質的影響,並且實現了天氣預報模式與污染物預報模式坐標系的一致,大大減少了因模式間數據傳輸而引起的誤差。
二、在邊界層結構的預報方面作了很大的改進(如提高了空間解析度,增加了城市冠層、植物冠層、地面覆蓋等對邊界層結構的影響).
三、增加了污染物的物種和完善了對污染物物理化學過程的處理,如增加了次生氣溶膠(硫酸鹽、硝酸鹽、銨和有機碳)和工業排放的煙塵等,並考慮了氣溶膠的生長,聚變和磋變及其液相與非均相過程,提高了對臭氧、氨氧化物等污染物的預報能力和預報精度。該模式系統結構科學合理、運行穩定、實用性強、預報準確度高,能預報多種污染物質的濃度分布。
在廣州、瀋陽、濟南、杭州和北京等大城市開展了預報試驗,在山東省可持續發展科技示範工程項目"濟南市環境空氣污染綜合治理技術的研究開發與示範·中獲得實際套用,預報試驗和套用結果表明,二氧化硫、抗氧化物、總懸浮顆粒物和臭氧等污染物的預報濃度指標均可達到或超過國家環保局規定的要求。預報結果在電視、電台等新聞媒體上發布後,取得了良好的社會效果。

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