京津冀大氣重污染過程數(shù)值預(yù)報與評估.pdf

1、我國區(qū)域空氣質(zhì)量遠未達標，大氣重污染事件頻發(fā)，京津冀區(qū)域尤為嚴重。因此，迫切需要大氣污染業(yè)務(wù)預(yù)報。空氣污染數(shù)值預(yù)報是一種有效的獲知未來空氣質(zhì)量方法，它可以深入分析污染過程演變特征，解析污染物的來源和去向，及模擬預(yù)測應(yīng)急控制效果等。
　　2013年開始中國環(huán)境監(jiān)測總站聯(lián)合中國科學(xué)院大氣物理研究所建立了京津冀預(yù)報預(yù)警業(yè)務(wù)化測試系統(tǒng)，從該年開始開展區(qū)域6項污染物及AQI預(yù)報預(yù)警服務(wù)，并重點關(guān)注京津冀區(qū)域的重污染天氣過程。業(yè)務(wù)預(yù)報時，主要

2、關(guān)注重污染天氣過程的起始時間，持續(xù)時間以及污染影響的空間范圍。因此，本文利用2013和2014年測試系統(tǒng)的預(yù)報產(chǎn)品，從上述三個方面著手發(fā)展了一種用于評估京津冀區(qū)域重污染過程數(shù)值預(yù)報能力的新方法，并探討重污染天氣過程早報、晚報及漏報的可能氣象條件原因，以提高預(yù)報準確率。結(jié)果表明:(1)數(shù)值模式系統(tǒng)提前三天預(yù)告重污染天氣過程的預(yù)報準確率可達57％，秋冬季預(yù)報效果好于其他季節(jié)，靜穩(wěn)型預(yù)報效果好于沙塵型和特殊型。(2)對模式AQI預(yù)報結(jié)果統(tǒng)計發(fā)

3、現(xiàn)，當預(yù)報AQI值達到150以上時，實際發(fā)生重污染天氣過程的概率較大，如定義AQI等于150作為重污染天氣預(yù)警臨界值，模式預(yù)報準確率可提高至70％以上。(3)天氣系統(tǒng)對污染過程預(yù)報有重要影響，WRF氣象模式對中低層天氣系統(tǒng)位置及強度預(yù)報偏差是導(dǎo)致靜穩(wěn)型污染過程早報和晚報的一個重要原因。
　　本文將發(fā)展的新方法應(yīng)用于評估預(yù)測2006-2015年冬奧會同期發(fā)生重污染的風(fēng)險。2022年冬季奧運會將在北京舉行，屆時北京地區(qū)空氣質(zhì)量要達到國

4、家標準和世界衛(wèi)生組織指導(dǎo)值要求。通過對2006-2015年冬奧會同期PM2.5濃度研究表明，冬奧會同期北京PM2.5濃度會出現(xiàn)不同程度超標現(xiàn)象，其中，2014年污染最為嚴重，2015年則相對較好，且在歷年的2月13-16日易出現(xiàn)持續(xù)的重污染天氣過程。假設(shè)2022的2月污染程度和氣象條件介于2014和2015年之間，利用發(fā)展的新方法評估模式系統(tǒng)的這一過程模擬能力，并對2022年污染風(fēng)險進行評估，在此基礎(chǔ)上設(shè)計減排實驗，使得會期不出現(xiàn)重污染

5、。本文從氣象和排放源兩個方面，研究不同年份冬奧會同期污染物濃度變化的主要原因。研究對比2014年2月和2015年2月兩組氣象條件下北京和張家口PM2.5濃度水平及模擬效果，結(jié)果表明:(1)減排方案使得2014年和2015年冬奧會同期PM2.5濃度在130ug/m3以下，除13-16日外，其他日期空氣質(zhì)量達標。(2)對比2014和2015年冬奧會歷史同期，2014年氣象要素引起北京和張家口PM2.5升高40％-60％，SO2和NO2濃度升