中小城市空气质量概率预报方法研究

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1、南京大学硕士学位论文中小城市空气质量概率预报方法研究培养单位：专业：研究方向：作者：指导教师：答辩时间：ADissertationPresentedtotheAcademicDegreeCommitteeofNanjingUniversityforApplyingtheMa——一ster——a——t—e—————————㈣㈣㈣0IIIIIIIIIIIl／lll／Y2377791Methodofairpollutionprobabilityforecastingforsmallandmedium．．sizedurbanareasBYXiaSijiaSuperviscProf

2、．LgQin’gengisor：Wangingeng，SchoolofEnvironment，NanjingUniversityNanjing，RR．China南京大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式说明并且表达了谢意。研究生签名：日期：南京大学学位论文使用授权声明本学位论文作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用

3、影印、缩印或扫描等复制手段保存论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或者部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期直立太堂婴究生生些途塞生塞擅蔓苴亟旦绥毕业论文题目：虫型!撼直窒氢厦量概奎亟拯友法硒究还境型堂专业2QQ2级硕士生姓名：夏星佳指导教师(姓名、职称)：王勤越塾援摘要由于城市地区下垫面及湍流扩散过程的复杂性，城市空气污染预报的理论和方法总体上还不成熟，特别是对于中小城市，往往由于基础资料、技术条件等方面的限制，使得空气质量预报更为困难

4、，预报效果远不能满足实际需要。当前国内外城市空气污染预报方法主要包括统计预报、数值预报、集合预报等，它们各有优缺点。如何综合多种技术方法和信息，同时用概率的形式描述和表达其不确定性是当前空气质量预报研究中的重要问题。本文基于贝叶斯统计推断理论在信息综合及不确定性表征方面的优点，在确定性空气质量模式的基础上，构建了一套概率预报系统，将预报过程的不确定性分为模式不确定性和输入不确定性两部分，模式不确定性描述由于模式本身的结构、对污染物扩散稀释机理性规律刻画的不完善、参数设置不合理等造成的预报不确定，输入不确定描述由于气象条件等模式输入条件的不确定造成的预报不确定。基于贝叶斯统

5、计推断理论，由统计预报确定先验分布，由模式预报确定似然函数，经贝叶斯推断公式得出预报时刻污染物浓度的后验分布形式，与输入不确定性耦合后完成预报。以南京地区为例，利用南京市2002年同步的污染源资料、气象资料与污染物浓度监测资料，建立了适用于南京市的空气质量概率预报系统。系统输入信息包括预报前一日的污染物浓度、前一日的天气实况(或预报)信息、以及不同预报时间段的常规天气预报信息。输出信息包括预报点(或区域平均的)S02、NOz、PM】o的时均浓度、日均浓度、空气污染指数(API)及其概率分布。对草场门、迈皋桥及中华门三个点以及三个点所代表的区域进行了预报试验，结果表明预报效

6、果总体良好。N02、S02的日均浓度预报值与实测值的相对误差在50％以内的样本占预报实验总样本的92％，平均误差为14％，PMlo的预报值与监测值相差较大，这可能是由于PMlo受地面扬尘等局地源的影响较大造成的。本研究为城市空气质量预报提供了一套新的思路和理论方法，建立的南京市空气质量概率预报系统合理、可行，该理论方法在中小城市有很好的应用前景。关键词：空气质量预报，概率预报，贝叶斯统计推断，空气质量模式THESIS：Methodofairpollutionprobabilityforecastingforsmallandmedium—sizedurbanareasSPE

7、CIALIZATION：EnvironmentalSciencePOSTGRADUATE：XIASijiaMENTOR：WANGQin’geng，professorAbstractAirpollutionisoneofthemainenvironmentalproblemsinurbanareas．Timelyandaccurateforecastingofairpollutionisveryimportantforcitizenstotakeproperprotectivemeasures，andforgovernmentt