城市环境空气质量指数范围预报方法初探

城市环境空气质量指数预报是环境信息公众服务的重要内容,以城市24 h空气质量指数预报为例,探讨了其范围预报方法,并通过均方差的数理统计方法,分析典型城市每日空气质量指数实况数据的波动范围以及预报与实况偏差,针对不同空气质量级别提出建议性的空气质量指数预报变化幅度修正范围,并对预报过程中的质量控制技术进行了初步讨论。     

环境空气质量预报的准确率分析

自2001年6月5日开始,47个环境保护重点城市已相继开展了环境空气质量的日报和预报工作。到目前为止,全国已有180个地级以上城市发布了环境空气质量日报,其中90个地级城市还实现了环境空气质量预报,并通过地方电视台、电台、报纸或因特网站等媒体向社会发布。     

对比分析法在环境空气质量预报业务中的应用

通过分析京津冀及周边区域环境空气质量预报的实际案例,从实时监测、污染源、大气条件以及数值预报模拟4个方面阐述了对比分析法在空气质量预报业务中的应用,帮助预报员比较类似污染源排放条件下的大气条件变化或者类似大气条件下的污染源变化,以便进一步开展量化分析。研究结果显示:利用时间同比、空间比较和大气条件对比的分析方法,能够判断在类似污染源排放和相似大气条件下,主要污染物的浓度水平、重污染发生、影响范围、持续时间、严重程度等污染特征以及污染物的水平传输影响等;采用污染源变化对比分析法,能够获得在类似大气条件下,污染源排放的减少或剧增对主要污染物浓度水平的影响程度;通过数值预报模式结果对比分析,能够获得在类似的污染源排放条件下,大气环流形势的稳定程度和变化情况,从而判断其对污染物浓度水平的影响。对比分析法是开展京津冀及周边区域环境空气质量预报业务中的重要环节,有利于持续提高空气质量预报的准确率,供全国空气质量预报员开展辖区空气质量预报时参考。     

国内外环境空气质量指数分析和比较

通过资料调研,对中国、美国、英国、中国香港等国家和地区的空气质量指数（AQI）进行了对比研究,以便考查中外AQI间的差异。结果表明：①国内外AQI的指标项目及取值时间、分级方案等主要依据各自的环境空气质量标准而制定,并随着环境空气质量标准的修订而不断更新。②在指标项目方面,各国AQI指数逐渐增加PM_2.5指标且更加注重气体污染物急性效应的评价;中国AQI指数在API指数基础上进行了全面的扩充,在指标数量方面是世界上最多的。在分级方案方面,中国分级浓度限值主要参考美国和中国香港而制定,且大部分指标的分级浓度限值均与国际衔接,但中国SO₂-1 h平均和PM_2.5-24 h平均两个指标在AQI<200时的低浓度区间的评价结果偏宽松。③与国外相比,中国AQI实时报中颗粒物和臭氧的滑动平均时段具有一定的滞后性。建议中国开展颗粒物健康风险评价相关研究,改进AQI实时报的统计方法,并尽快开展AQI预报工作。     

典型高原山地城市环境空气质量预报预警平台设计

空气质量预报系统作为一种重要的工具用于为公众提供空气质量预报信息、评估城市空气质量,为污染控制战略、动态环境管理以及决策制定提供支持。研究对国内外环境空气质量预报现状进行了回顾,以云南省为例提出了高原山地城市环境空气质量预报预警体系建设的整体思路,针对系统建设现状,提出了环境空气质量预报预警系统建设所面临的问题以及对未来发展方向的建议。     

集合数值预报系统在上海市空气质量预测预报中的应用研究

介绍了上海市世博环境空气质量集合数值预报系统的框架,分析了各模式在上海市空气质量预报及排放源污染贡献测算中的应用情况,提出开发多种预报手段、实施集合预报是提高城市空气质量预报准确率的发展方向。     

西北部主要城市环境空气质量特征与预报影响因素分析

西北部地区经济和工业的快速发展导致各项污染物排放对空气质量影响形势较为严峻,近几年频发的重污染过程严重影响了当地居民的生产生活,因此开展西北部主要城市的空气质量预报工作十分必要。研究选取西北部主要城市展开讨论、分析,并初步总结了主要城市2013—2015年的空气质量分布特征、预报影响因素、预报要点等,为环境监测系统预报工作人员在未来预报业务工作中提供参考。     

基于数值模式的环境空气质量预报影响因素和改进方法

数值预报是各地开展环境空气质量业务预报的主流预报方法之一。模式预报产品、基础输入资料、外部技术支持、主客观预报偏差和预报命中概率等诸多因素均会不同程度地影响数值模式预报效果,研究探讨了上述因素对数值模式预报效果的影响及其针对性的改进方法,以期降低预报偏差,改善业务预报整体效果,为各地提高业务预报质量提供方法思路和技术参考。     

我国重大活动环境空气质量监测预报评估技术体系的发展与思考

通过总结南京青年奥林匹克运动会、二十国集团领导人峰会、金砖国家领导人第九次会晤、中国国际进口博览会、第七届世界军人运动会等重大活动环境空气质量保障工作经验,简述近年来中国重大活动环境空气质量监测预报评估技术的进展以及所发挥的作用.结合城市环境精细化管控和未来我国\"十四五\"环境空气质量持续改进的需求,提出在监测网络、监测...     

长三角空气质量区域预报准确性评估方法研究

根据长三角空气质量区域预报工作的实际需要,对分区文字预报和落区图预报两种方式分别制定了不同的空气质量指数级别预报准确性评估方法。分区文字预报根据设定的预报准确性判定方法计算预报评分,落区图预报按区域内预报准确城市占比进行准确率统计。分区文字预报结果显示,2017年长三角区域的预报准确天数占比为62. 2%,预报评分为70. 2,区域预报评估效果良好。落区图预报评估结果显示,预报级别偏差具有地域性差异,安徽北部、江苏北部和江西中北部预报等级偏高,长三角中南部沿海城市预报等级偏低。该套评估方法可为区域空气质量预报偏差成因分析提供依据,为区域预报工作的改进提供定量参考。     

中国中东部一次大范围重污染过程特征分析

采用嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)模拟与气象、污染物观测资料相结合的方式,分析了2016年12月影响中国中东部地区的一次重污染过程中PM_(2.5)时空分布特征及来源成因。结果表明,重污染过程中PM_(2.5)具有较明显的时空变化规律,污染呈现一定程度的区域性分布特点,不同地理位置条件下,污染物浓度的累积和传输方式表现出不同的特征,细颗粒物快速二次生成及不利扩散条件下的持续积累可能是此次污染过程的主要原因,不利于污染物扩散的高低空天气形势的配合抑制了污染物的快速消散,为大气污染的形成及维持提供了稳定的大气环境背景,形成了此次污染过程污染浓度高、影响范围大的态势。     

美国 AIRNow 空气质量动态发布技术在上海的应用

美国EPA开发的AIRNow系统是国际先进的环境空气质量信息管理和发布系统,具有空气质量数据管理自动化、环境产品丰富、发布及时、质量保证和控制（QA/QC）数据审核快速等优点,可通过明确的数据交换协议和原则,实现地区性数据交换和共享。该技术在上海市环境空气质量日报预报系统中得到应用、整合和二次开发,并实现了2010年上海世博环境空气质量数据的实时发布,为中国未来环境空气质量的动态发布提供了重要的技术示范。     

江苏省级区域空气质量数值预报模式效果评估

采用中国科学院大气物理研究所开发的嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS),搭建江苏省级区域空气质量数值预报模式系统,并测试了该系统对2013年夏季江苏省PM2.5质量浓度未来24 h预报以及7 d潜势预测的效果。结果表明,该系统成功应用于江苏省的空气质量预报;所有地市的24 h预报效果均在合理范围内(平均分数偏差小于±60%且平均分数误差小于75%);7 d潜势预测效果比24 h预报效果略差,整体能准确把握PM2.5质量浓度的变化趋势。     

济南市空气质量状况与气象条件关系分析

利用济南市空气污染指数资料和气象资料,分析空气质量状况与气象条件的关系规律,建立起空气污染指数与气象要素间的季节性回归方程,并筛选济南市近年来的空气质量重污染过程,分析污染过程时对应的天气形势特征,为济南市的空气污染指数预报和环境保护工作中的污染潜势预报提供参考。     

能源结构变化对兰州市大气质量的影响

将2001—2010年的主要能源材料消耗、主要污染物变化及主要行业分布进行了相关性分析,结果表明:兰州市大气4种主要污染物中除烟尘呈下降趋势外,废气总量、SO2、NOx仍呈上升趋势;主要污染源为燃煤,主要污染行业为电力、蒸汽热水产供业;废气和SO2排放总量与燃煤和燃气呈强正相关,而NOx排放只与燃气呈强正相关。建议发挥兰州地域优势,加大以水电供应为主的能源结构调整,对改善当地空气质量有重要价值。     

山东省O3污染概况及预报效果评估

对山东省各市2018—2021年的O₃污染特征进行了分析,并对2021年5—9月O₃污染较重月份空气质量模型的O₃预报结果进行了分析评估。结果表明:山东省2018—2021年O₃-8 h第90百分位数(O₃-8 h-90per)先升高后降低,O₃污染呈现波动变化,污染月主要集中在5—9月,并呈现内陆高、沿海低,中北部高、南部低的空间分布特征。集合预报模式对O₃模拟效果最好,预测结果与O₃监测值的相关性最大、偏差最小,但较难预测出O₃的峰值浓度,易漏报O₃重度污染。WRF-Chem、CMAQ、CAMx、NAQPMS对O₃的模拟效果比集合预报稍差,CMAQ、CAMx存在系统性偏低的情况,但对优级别的模拟效果明显好于其他模式;WRF-Chem、NAQPMS存在系统性偏高的情况,WRF-Chem能较好地模拟出O₃超标日,对中度、重度日的24h级别准确率分别达94.08%、100%,对O₃超标预报尤其是中至重度污染的预测预报有重要指导意义。     

兰州市空气质量预报系统研究

从潜势预报、统计预报、数值预报三方面介绍了兰州市空气质量预报系统的研究方法和结构特点,并检验分析了2001年4～10月兰州市空气质量预报,结果表明,此系统具有较强的预报能力,适用于兰州市空气质量预报业务。