随着城市化、工业化的快速发展,空气污染已经成为了公众最关注的问题之一。为了提高空气质量预报的准确度,以多尺度空气质量模型(Community Multi-Scale Air Quality,CMAQ)为工具,结合中尺度WRF(Weather Research and Forecast Model)...随着城市化、工业化的快速发展,空气污染已经成为了公众最关注的问题之一。为了提高空气质量预报的准确度,以多尺度空气质量模型(Community Multi-Scale Air Quality,CMAQ)为工具,结合中尺度WRF(Weather Research and Forecast Model)气象预报数据、气象观测数据、污染物浓度观测数据,基于极端随机树方法建立了WRF-CMAQ-MOS(Weather Research and Forecast Model-Community Multi-Scale Air Quality-Model Output Statistics)统计修正模型。结果表明,结合WRF气象预报的CMAQ-MOS方法明显修正了由于模型非客观性产生的模式预报偏差,提高了预报效果。使用线性回归方法不能获得较好的优化效果,选取极端随机树方法和梯度提升回归树方法对模型进行改进和比较,发现极端随机树方法对结合WRF气象要素的CMAQ-MOS模型有较大的提升。针对徐州地区空气质量预报,进一步使用基于极端随机树方法的WRF-CMAQ-MOS模型对2016年1、2、3月的空气质量指数(AQI)及PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、SO_2、O_3、CO六种污染物优化试验进行验证,发现优化效果最为明显的两种污染物分别是NO_2及O_3,2016年1、2、3月整体相关系数NO_2由0.35升至0.63,O_3由0.39升至0.79,均方根误差NO_2由0.0346减至0.0243 mg/m^3,O_3由0.0447减至0.0367 mg/m^3。文中发展的WRFCMAQ-MOS统计修正模型可以有效提升预报精度,在空气质量预报中具有很好的应用前景。展开更多
基于通用多尺度空气质量模型The Weather Research and Forecasting model coupled with CMAQ(WRF-CMAQ)对常州市2018年6~12月的空气质量预报结果,结合实况资料,进行了预报效果评估,以期为常州市空气质量的预报提供更好的参考。结果表明...基于通用多尺度空气质量模型The Weather Research and Forecasting model coupled with CMAQ(WRF-CMAQ)对常州市2018年6~12月的空气质量预报结果,结合实况资料,进行了预报效果评估,以期为常州市空气质量的预报提供更好的参考。结果表明:(1)模式对常州市各预报时效空气质量指数(AQI)和各污染物浓度的标准化平均偏差(MFB)和标准化分数误差(MFE)均处于“理想水平”范围,能较好的反映实际空气质量变化趋势。(2)当空气质量为优良时,AQI和空气质量等级(AQI等级)预报效果最好,当空气质量达中度及以上污染时,预报效果最差,应进一步优化调整。(3)模式对首要污染物24小时预报准确率为66.9%,当空气质量为轻度污染及以上级别时,预报准确率较高。(4)模式对AQI的预报总体存在负偏差,对细颗粒物(PM 2.5)浓度的模拟结果较好,对臭氧(O 3)和可吸入颗粒物(PM 10)存在低估现象,对二氧化硫(SO 2)、二氧化氮(NO 2)和一氧化碳(CO)等3项污染物浓度均有所高估。展开更多
基于中尺度天气研究与预报(Weather Research and Forecasting,WRF)模式和区域多尺度空气质量(Community Multiscale Air Quality,CMAQ)模式(WRF-CMAQ),探究21世纪中叶(2056—2060年)中国硫酸盐气溶胶的演变特征。结果表明:(1)在历史情...基于中尺度天气研究与预报(Weather Research and Forecasting,WRF)模式和区域多尺度空气质量(Community Multiscale Air Quality,CMAQ)模式(WRF-CMAQ),探究21世纪中叶(2056—2060年)中国硫酸盐气溶胶的演变特征。结果表明:(1)在历史情景(2015—2019年)下,中国硫酸盐气溶胶质量浓度呈明显时空差异特征。典型高质量浓度区在中国北方如华北地区,冬季最高,夏季一般质量浓度较低。(2)未来情景模拟选取近似碳中和目标的可持续发展路径(SSP126)和温室气体持续增加、污染物轻度减排的SSP585情景。在SSP126情景下,全国4个季节硫酸盐气溶胶平均质量浓度相较历史情景分别变化-3.1、-2.7、-3.5和-4.1μg·m^(-3);SSP585情景下相较历史情景分别变化-1.8、-1.5、-2.0和-2.2μg·m^(-3);均在冬季降幅最多。(3)分离人为源与气候变化分别对硫酸盐气溶胶的影响。由于人为排放源减少,在SSP126情景和SSP585情景下硫酸盐气溶胶质量浓度分别变化-3.5和-2.1μg·m^(-3)。为探究气候变化的影响,设置两个仅改变气候、维持排放在历史情景不变的数值模拟试验,在气候变化程度较大的SSP585情景下中国硫酸盐气溶胶平均质量浓度变化幅度(+0.4μg·m^(-3))比在气候变化程度较小的SSP126情景下(+0.2μg·m^(-3))大。研究表明,人为源减排对中国硫酸盐气溶胶质量浓度的影响比气候变化大,尤其在冬季高质量浓度区域(如京津冀)降幅超过14μg·m^(-3),但气候变化依然有不可忽视的影响。展开更多
文摘随着城市化、工业化的快速发展,空气污染已经成为了公众最关注的问题之一。为了提高空气质量预报的准确度,以多尺度空气质量模型(Community Multi-Scale Air Quality,CMAQ)为工具,结合中尺度WRF(Weather Research and Forecast Model)气象预报数据、气象观测数据、污染物浓度观测数据,基于极端随机树方法建立了WRF-CMAQ-MOS(Weather Research and Forecast Model-Community Multi-Scale Air Quality-Model Output Statistics)统计修正模型。结果表明,结合WRF气象预报的CMAQ-MOS方法明显修正了由于模型非客观性产生的模式预报偏差,提高了预报效果。使用线性回归方法不能获得较好的优化效果,选取极端随机树方法和梯度提升回归树方法对模型进行改进和比较,发现极端随机树方法对结合WRF气象要素的CMAQ-MOS模型有较大的提升。针对徐州地区空气质量预报,进一步使用基于极端随机树方法的WRF-CMAQ-MOS模型对2016年1、2、3月的空气质量指数(AQI)及PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、SO_2、O_3、CO六种污染物优化试验进行验证,发现优化效果最为明显的两种污染物分别是NO_2及O_3,2016年1、2、3月整体相关系数NO_2由0.35升至0.63,O_3由0.39升至0.79,均方根误差NO_2由0.0346减至0.0243 mg/m^3,O_3由0.0447减至0.0367 mg/m^3。文中发展的WRFCMAQ-MOS统计修正模型可以有效提升预报精度,在空气质量预报中具有很好的应用前景。
文摘基于通用多尺度空气质量模型The Weather Research and Forecasting model coupled with CMAQ(WRF-CMAQ)对常州市2018年6~12月的空气质量预报结果,结合实况资料,进行了预报效果评估,以期为常州市空气质量的预报提供更好的参考。结果表明:(1)模式对常州市各预报时效空气质量指数(AQI)和各污染物浓度的标准化平均偏差(MFB)和标准化分数误差(MFE)均处于“理想水平”范围,能较好的反映实际空气质量变化趋势。(2)当空气质量为优良时,AQI和空气质量等级(AQI等级)预报效果最好,当空气质量达中度及以上污染时,预报效果最差,应进一步优化调整。(3)模式对首要污染物24小时预报准确率为66.9%,当空气质量为轻度污染及以上级别时,预报准确率较高。(4)模式对AQI的预报总体存在负偏差,对细颗粒物(PM 2.5)浓度的模拟结果较好,对臭氧(O 3)和可吸入颗粒物(PM 10)存在低估现象,对二氧化硫(SO 2)、二氧化氮(NO 2)和一氧化碳(CO)等3项污染物浓度均有所高估。
文摘基于中尺度天气研究与预报(Weather Research and Forecasting,WRF)模式和区域多尺度空气质量(Community Multiscale Air Quality,CMAQ)模式(WRF-CMAQ),探究21世纪中叶(2056—2060年)中国硫酸盐气溶胶的演变特征。结果表明:(1)在历史情景(2015—2019年)下,中国硫酸盐气溶胶质量浓度呈明显时空差异特征。典型高质量浓度区在中国北方如华北地区,冬季最高,夏季一般质量浓度较低。(2)未来情景模拟选取近似碳中和目标的可持续发展路径(SSP126)和温室气体持续增加、污染物轻度减排的SSP585情景。在SSP126情景下,全国4个季节硫酸盐气溶胶平均质量浓度相较历史情景分别变化-3.1、-2.7、-3.5和-4.1μg·m^(-3);SSP585情景下相较历史情景分别变化-1.8、-1.5、-2.0和-2.2μg·m^(-3);均在冬季降幅最多。(3)分离人为源与气候变化分别对硫酸盐气溶胶的影响。由于人为排放源减少,在SSP126情景和SSP585情景下硫酸盐气溶胶质量浓度分别变化-3.5和-2.1μg·m^(-3)。为探究气候变化的影响,设置两个仅改变气候、维持排放在历史情景不变的数值模拟试验,在气候变化程度较大的SSP585情景下中国硫酸盐气溶胶平均质量浓度变化幅度(+0.4μg·m^(-3))比在气候变化程度较小的SSP126情景下(+0.2μg·m^(-3))大。研究表明,人为源减排对中国硫酸盐气溶胶质量浓度的影响比气候变化大,尤其在冬季高质量浓度区域(如京津冀)降幅超过14μg·m^(-3),但气候变化依然有不可忽视的影响。
