基本介紹
- 中文名：背景濃度
- 外文名：background concertration
- 學科：氣象學術語
- 用途：研究環境中污染物擴散規律
- 影響因素：人為污染源、長距離輸送污染物等
定義,性質,研究方法,背景時段篩選估算,模式驗證及估算,
定義
性質
背景濃度是研究環境中污染物擴散規律的一種因素，所以確定背景濃度（環境中本來的濃度）也是研究環境科學中一項重要的基礎性工作，但是其研究非常困難。人們普遍認為，背景濃度應該代表研究區域內並不直接影響人類活動的自然情況。
環境背景是大氣、水、土壤等環境領域的一個重要概念，關於某一地區環境空氣中污染背景值得確立一般依靠設立的環境背景站獲得相應的監測數據。然而，大氣環境中的流動的情況十分複雜，濃度的測量不僅會受到研究區域內人為污染源的影響，而且也會受到研究區域外長距離輸送過來的污染物影響（連綿成片的城市群排放的污染物在一定的氣象條件下被遠距離輸送，必然導致背景區域污染物濃度的抬升）。實際測量濃度可分為以下三個部分：
（1）本計算區域內自然排放的背景濃度；
（2）測量範圍內附近人為污染源的影響；
（3）外部區域長距離輸送的影響。
可見，計算區域內的背景濃度的準確估算會受到這三個方面因素的影響。
研究方法
以研究PM2.5為例，背景濃度的研究多採用數理統計、物理識別、化學識別、數值模擬等方法，如何合理地剔除本地污染源貢獻，同時對區域濃度水平給予客觀評價，反映出相對的背景濃度水平，是關鍵點同時也是難點所在。 隨著空氣品質數值模型的發展，觀測數據及數值模擬技術相結合的方法得以發展，通常包括以下幾個步驟：
背景時段篩選估算
通過特定的條件篩選出的背景時段應當在風速和天氣系統識別方面具有一定的代表性，其對應時段的濃度監測結果可表征污染物背景濃度的大致水平，將篩選出的各風向背景時段與污染物監測站點逐時監測數據進行一一匹配，分析實測值統計特徵、背景值範圍，進一步採用裁剪平均的計算方法排除較高和較低的監測極值帶來的影響，初步估算某地區不同方位站點的污染物背景值濃度。
模式驗證及估算
採用情景分析的方法模擬污染物的背景濃度，步驟如下:
①利用空氣品質模式CMAQ模擬一個完整年該區域及周邊所有源都不關閉時的污染物污染分布；
②利用CMAQ模擬一個完整年該地區人為源關閉時的污染物污染分布，其結果代表了該地區的背景濃度或天然源與周邊源貢獻相對分布；
③計算該地區所有格線第2步驟的模擬結果與第1步驟的模擬結果的比值，得出不同格線的周邊源的貢獻率；
④利用第3步驟計算的貢獻率乘以不同監測點位的實測值，得到背景濃度絕對值及其空間分布。
這一方法在計算某一地區外來源貢獻時套用較為廣泛，但對模擬某一地區背景濃度套用較少。
