中小城市空气质量预报试验与问题研究

当前中国大气污染形势严峻,迫切需要开展环境空气质量预报预警业务工作。为调研国内中小城市开展空气质量预报的基础条件和业务需求,促进全国城市空气质量业务体系建设,中国环境监测总站组织8个典型中小城市,利用基于数值预报基础的统计模式预报系统开展了空气质量预报实验工作。在此基础上,针对开展全国预报业务体系建设所需的中小城市预报方法、基础条件、人员技术水平等方面进行专项调研,并对国内中小城市开展空气质量预报能力建设和业务工作面临的问题、困难提出了建议和参考对策。     

京津冀及周边地区空气质量预报工作存在问题及解决对策

环境空气质量预报工作作为担负重污染预警应急和大气污染防控不可或缺的基础工作,正逐步成为环保部门核心业务之一。基于近3年京津冀及周边地区省、市环境空气质量预报工作开展现状,针对预报工作中遇到的人员短缺、能力建设进度缓慢、预报资料匮乏等现实问题,从政策制度和预报技术2方面分析原因,提出需要从制度建设着手,通过建立健全预报工作保障制度、评价制度、考核制度和培训制度,完善地区预报能力建设和预报水平,同时为全国其他区域省、市空气质量预报工作的开展提供参考与借鉴。     

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。     

区域环境空气质量预报的一般方法和基本原则

为响应公众服务和环境管理对环境空气质量预报的迫切需求,中国环境监测总站率先在京津冀区域开展了区域环境空气质量预报测试。结合目前积累的预报经验和国内外相关研究,探索出区域空气质量预报的一般方法和基本原则,讨论了客观订正环节中大气扩散条件、污染源排放、物理化学过程和空气质量变化规律的分析方法及系统建立、结果确定、天气控制形势分析和信息表述等基本原则,以期为各地开展环境空气质量预报提供技术参考。     

江南水网地区中小城市空气质量预报研究

利用湖州2002年7月至2004年12月的空气污染浓度资料及常规气象资料,探讨了江南水网地区气象因素对环境空气质量的影响,并结合区域气候特征及污染现状对影响环境空气质量的因素进行了研究分析.将天气类型科学分类,分别建立了区域空气质量预报的总体回归模型和分类回归模型.两种模型均可通过统计检验,分类统计模型较总体统计模型实际业务预报精度有所提高,最后采用DELPHI语言将预报流程制作了软件.     

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。     

国家水环境质量预报预警研究进展及业务发展思路

开展国家水环境质量预报预警工作是生态环境治理能力现代化的重要部分,是统筹山水林田湖草系统治理的重要抓手。文章介绍了国内外水质模型的研究进展,并概述了国内外水质预报预警系统研究进展,在此基础上分析目前我国水质预报预警方面存在的不足,并提出了国家水环境质量预报预警业务发展的初步思路。我国水质预报预警体系建设要以技术体系和业务体系为保障,以水质模型和面源污染模型为支撑,依托水环境质量预报预警决策支持平台,开展环境监管业务化应用、治理决策精细化支撑、污染事故科学化处置和数据产品社会化服务4种业务应用,逐步建成架构统一、业务协同、资源共享、上下游联动的全国-流域-省级-城市四级水环境质量预报预警网络。     

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。     

水环境质量预报预警大数据平台研究

构建基于水环境模型的水质预报预警大数据平台是一项复杂的系统工程,主要面临模型的规模计算及其引发的模拟结果规模存储、规模分析的挑战。相关挑战极大地限制了水环境质量预报预警业务的深入开展,但目前国内外关于此方面的研究极少。为此,提出了水环境质量预报预警大数据平台框架。该框架以水环境模型体系为基础,以大数据集群计算体系为核心,通过水环境模型融合大数据技术,以实现水环境质量预报预警应用服务为目标,旨在解决预报预警业务自动化和自定义化问题。框架明确了水环境质量预报预警大数据平台的组成及建设流程,并以实际项目为案例,介绍了实现框架的技术方案并证明了其可行性。研究成果可为重新审视复杂水环境模型与大数据技术的关系提供新的见解,也可为基于大数据技术的水环境质量预报预警平台的构建提供思路和参考。     

沿海地区中小城市环境空气质量预报模式的研究与应用

根据两年来的实际工作经验,探讨了沿海地区气象因素对环境空气质量的影响,并结合沿海地区气候特征及污染现状对影响环境空气质量的因素进行了研究分析,建立了适合于沿海地区中小城市环境空气质量预报模式,其预报准确率高。对沿海地区中小城市今后开展空气质量预报工作具有一定的指导意义。     

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。     

精细化预报在首届中国国际进口博览会空气质量保障工作中的应用

重大活动保障预报不同于业务预报,其核心是服务管控,并注重提前预报的时效性和精细化。该文总结了首届中国国际进口博览会空气质量保障预报工作的实践经验:在历次保障预报联合会商组织架构的基础上,完善联合会商机制,强调预报保障主体单位与支持单位的预报工作内容和职责的区分,通过数值模式的优化改进、针对性开展关键气象因素专题等多种技术手段不断提升预报精准度,并创新应用历史相似污染案例库挖掘和匹配分析,注重预报效果评估以及时总结预报经验,不断提升预报的准确性,为管理决策提供强有力的技术支撑。     

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。     

最优化集成方法在城市臭氧数值预报中的应用研究

基于多模式(NAQPMS、CMAQ、CAMx、WRF-Chem)空气质量数值预报业务系统的滚动预报结果,结合站点观测资料,评估了最优化集成方法在城市臭氧数值预报中的可行性和预报效果。一年的评估结果表明:当训练期为15 d时,最优化集成方法能够得到相对较好的结果。总体而言,最优化集成方法对城市臭氧浓度变化趋势和浓度水平的预报效果明显优于单个模式,且在大部分城市优于多模式的最优预报,其预报值和观测的相关系数提高0.11以上,均方根误差降低约10μg/m~3;该方法对城市臭氧污染等级的预报能力也明显优于单个模式,特别是轻、中度污染。此外,在模拟偏差较大的城市,最优化集成方法对预报效果的改进更为显著;在模拟偏差较小的城市,该方法仍可进一步提升预报效果。     

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。     

美国加州南岸地区空气质量预报系统运行管理与借鉴

借鉴美国加州南岸空气质量预报经验,特别是其运行管理模式对于现阶段中国城市环境空气质量预测预报具有极高的参考价值。简要介绍了加州南岸空气质量管理局(SCAQMD)空气质量预报业务流程、技术方法、信息发布方式和预报效果评估策略。建议从4个方面借鉴SCAQMD经验:(1)建立相对完善的空气质量预报体系,分层级自上而下指导预报工作;(2)选择合适的空气质量预报方法,综合统筹成本-效益评估工作;(3)评估预报效果进而提高预报准确率;(4)在优化空气质量预报能力的基础上,有序开展预警协同控制工作。     

重大活动空气质量保障预报会商机制及经验探讨

重大活动空气质量保障预报会商已经成为保障过程中的重要环节,旨在以精细化空气质量预报为环境管理部门制定高效可行的区域大气污染管控措施提供关键技术依据。预报会商机制可有效规范区域联动预报会商的开展,在多个重大活动空气质量保障中,预报会商机制已日益完善,尤其是在强化立体化监测网、开展多技术组协同作业、建立多维预报会商流程、提升多种重点污染物预报能力等方面积累了大量宝贵的实践经验。该文首次系统性探讨国内空气质量保障预报会商机制和经验,以期为今后承办重大活动的地区开展空气质量保障预报会商提供借鉴。     

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。