西安空气质量预报系统及检验.pdf

《西安空气质量预报系统及检验.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、10陕西气象杨晓春，赵荣，吴其重，等．西安空气质量预报系统及检验EJ2．陕西气象文章编号：l006—4354(2014)02—0010—04西安空气质量预报系统及检验杨晓春，赵荣，吴其重，乔娟，唐文哲，刘峰，薛荣，曹梅(1．西安市气象局，西安710016；2．北京师范大学，北京100875)摘要：介绍了西安地区空气质量预报业务系统WRF—CMAQ及其预报产品，该系统主要包括：气象模式WRF(WeatherResearch&ForecastingMode1)、稀疏矩阵排放源模式SMOKE(SparseMatrixOperatorKernelEmissions)以及公用多尺度

2、空气质量模式CAMQ(CommunityMulti—scaleAirQualityMode1)。初步检验表明：系统的预报结果处于合理范围，24h内对PM。和PM的逐小时模拟质量浓度与实况的相关系数达到0．6以上，能够满足业务需求。关键词：空气质量；数值预报；业务化；检验中图分类号：P435文献标识码：A西安地区气候干燥，雨量较少且分布不均，动化的业务流程，目前可制作逐日未来72h的大受沙尘、静风、逆温等不利气象条件及秦岭山脉气污染物质量浓度、能见度消减等预报产品。阻隔的影响，大气污染物自然扩散能力较弱；同1系统介绍时受西北黄土高原自然条件影响，颗粒物本底值西安地区WRF-

3、CMAQ业务系统中采用气相对较高，造成西安地区空气污染问题更为突象模式WRF提供气象场。排放模型SMOKE处出，已引起政府部门的高度重视。陕西省“十二理排放源数据，空气质量模式CMAQ模拟预报五”发展规划l_】中提出大气污染联防联控的设污染物浓度，利用后处理模块分析并制作业务产想，西安市“十二五”环境保护规划[2中也明确品。系统具体流程如图1所示。提出改善大气环境质量，强化各类扬尘污染源的控制，加强环境空气质量监测和预警能力。西安空气质量的问题也引起了广大学者的广泛关注，但大多数研究是对观测数据的统计分析，对于空气质量数值模拟方面的研究还比较欠缺。Models3／CMAQ

4、是以“一个大气”理念图l西安地区wRF_CMAQ业务系统流程图为主实现了多模块集成，多重网格嵌套，是国际上广泛使用的数值模式空气质量预报和评估系1．1中尺度气象模式WRF统。国内学者也将其应用于多个区域的研究，均西安地区WRF—CMAQ系统中提供气象场表现出较好的模拟能力。，并被用于北京、上数据的模式为在西安市气象台业务化运行的非静海等地的多模式空气质量业务预报。西安力中尺度气象模式WRF。该模式为三层嵌套，地区WRF—CMAQ系统基于已有的WRF模式预空间分辨率分别设置为45、15和5km，第一重报系统，引进SMOKE和CMAQ模式。建立自嵌套区域覆盖我国大部分地区，第

5、二重区域覆盖收稿日期：2013—12—16作者简介：杨晓春(1984)，女，汉族，陕西安塞人，硕士，工程师，主要从事天气气候研究。基金项目：陕西省气象局研究型业务重点科研项目(20l3z—l1)杨晓春等：西安空气质量预报系统及检验陕西及临近省市，第三重嵌套区域覆盖西安及其(MicroelectronlcCenterofNorthCarolina，MC—周边地市(图略)。气象模式的初始场和边界场NC)环境模拟中心研发的一套高效运算的排放资料取自美国国家环境预报中心(NationalCen—源处理模型，可为空气质量模式预报及模拟提供tersforEnvironmentalPr

6、ediction，NCEP)的专业的排放源前处理。该模型可结合多学科研究全球预报系统(GlobalForecastSystem，GFS)成果优化面源的空间分布，考虑气象因素对点源数据。模式垂直方向取a坐标，为不等距36层；垂直分配影响，同时针对不同类型排放源的时间陆面模式采用热扩散方案；积云对流参数化方案变化规律，设置不同时间分配曲线，从而更合采用浅对流Kain—Fritsch(newEta)方案；行星理、真实地反映排放的时空分布特征。边界层方案采用Pleim2Xiu方案；粗网格区域为1．3空气质量预报模式CMAQ张弛边界条件，细网格区域为时变边界条件。CMAQ模式是整个

7、空气质量预报系统的核1．2污染源清单收集及排放源处理模式SM()KE心部分，主要由以下几部分组成：ICON为初始针对西安地区污染源清单的收集主要分为两条件模块，为模拟区域提供初始时刻的化学反应部分，一部分为区域背景数据，采用了Streets物浓度，业务系统中第一日模拟的初始条件采用等ll朝为美国国家航天航空局(NASA)的大型近似清洁条件，第二日由前一日的模拟结果提供观测实验TRACE—P所建立的空问分辨率为6的初始条件；BCON为边界值模块，为模拟区域东亚区域排放清单及基准年为2006年的IN—的水平边界提供化学反应物的浓度