长三角区域空气质量数值预报系统及其在重大活动保障中的应用

2014年起,上海市围绕城市及长三角区域空气质量预测预报和重污染预警需求,搭建了长三角区域空气质量数值预报系统。该系统综合应用了模式参数化方案比选、排放清单耦合处理、大气化学资料同化、大数据集合订正等关键技术,集合模式PM2. 5和O3小时浓度偏差为-10%~10%,提升了区域PM2. 5和O3浓度模拟效果。该系统实现了污染在线源解析和多排放情景模拟等功能的业务应用,应用于2018年首届中国国际进口博览会保障中,为上海市及长三角区域空气质量业务预报和重大活动保障提供了业务产品支撑。     

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。     

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。     

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。     

外来沙尘输送对北京市空气质量影响的预报预警技术初步研究

利用多方位监测数据和气象资料,分析了2010—2011年春季外来沙尘输送对北京市空气质量指数的影响,提出外来沙尘对北京市空气质量级别影响的预报判据。此外,基于NAQPMS模型的沙尘模块,开展数值预报研究,并对北京市2010年3月一次沙尘天气污染过程进行数值模拟试验,结果表明,模拟的PM10浓度值与实测值有较好的一致性。通过判别预报和数值模拟两种预报技术的开展,可以预报沙尘输送影响的空气质量级别、沙尘分布和演变规律,为进一步开展空气质量预报预警和防控沙尘工作打下了很好的科学基础。     

基于深度学习的人工智能空气质量预报系统构建

针对现有空气质量预报系统存在预报精度低、人工经验辅助、适用范围单一等问题,利用深度学习方法在分析数据内在特征方面表现出的优异性能,结合多源数据融合技术,设计了基于深度学习的空气质量预报系统实现方案。通过对多源数据集的实时制作更新、分析空气质量演变的时空特性、定义和拟合深度学习模型并部署于服务器等关键技术的研究,最终实现了空气质量的多尺度、高精度实时预报服务和预报结果可视化服务。应用结果表明,基于深度学习的空气质量预报系统具有更高的预报精度和更优良的应用效果,可提高预报效率,为空气质量预报服务提供一种新型、高效的实现方式。     

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。     

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。     

多尺度环境空气质量预报业务产品测试研究

为了探讨NAQPMS数值模式预报产品及其他预报业务所需产品在国家-区域-城市不同尺度单位的有效使用率、重污染过程中的作用,以及不同地区(城市)预报业务需求及作业产品需求偏差,选取17家单位进行测试研究。分析数据显示:15类参与研究产品均为各省市监测中心空气质量日常预报业务的开展作出了重要贡献,NAQPMS数值预报产品准确率最高可达到84.72%,省会城市准确率略低,总体平均可达50.21%,重污染过程的平均捕捉准确率为52.33%;研究测试产品在各尺度的获取时间均可控制在2.5 h左右。研究结果表明,指导产品能基本反映污染物形成、发展及变化趋势,明确不同地区城市预报业务需求及产品偏差,在PM_(2.5)和O_3预报准确率和重污染过程捕捉预报结果偏低等方面有待加强。     

京津冀区域大气重污染过程特征初步分析

基于为京津冀区域和城市环境空气质量预报和空气重污染预警业务提供必要基础参考资料和区域重污染发生发展规律认识的需求,应用现有空气监测网2013—2014年度京津冀区域13个城市空气质量监测数据,分析了该区域2013—2014年空气质量整体情况和污染过程的季节变化规律、污染范围,统计了两年间31次区域范围大气重污染过程,并根据污染过程的空气质量变化特点和大气环流形势,着重对31次重污染过程中均压场天气型污染开展分析。结果表明,2013—2014年京津冀区域空气污染形势严峻,全年约有六成日数受颗粒物污染影响;京津冀区域空气污染南北差异显著,有自北向南逐步加重的特点,南部污染严重城市对区域污染贡献巨大,石家庄、保定、邢台、邯郸4城市将PM_(10)、PM_(2.5)年均浓度分别拉升31、16μg/m~3;2013—2014年京津冀区域大范围重污染过程集中发生在秋冬季,两季的污染过程对区域两年PM_(10)、PM_(2.5)平均浓度分别拉升27、21μg/m~3;京津冀区域均压场天气型污染可细分为臭氧型均压场和颗粒物型均压场。当秋冬季出现较小气压梯度、西南小风、逆温层等均压场天气型时,容易造成区域颗粒物污染过程;而春末、夏季出现均压场天气型时,容易造成O_3污染。     

吐鲁番市空气微生物浓度状况

对吐鲁番市空气微生物进行了初步测定。结果表明，室外平均空气细菌(B)、真菌(F)、总菌(T)的浓度及F／T分别为33106．3、0、33106．3CFU／m3及0，说明室外空气处于中度微生物污染状态．一些室外测点的空气已受到微生物的严重污染。室内平均空气细菌浓度为9982．2 CFU／m3，说明室内空气污染较重。室内外均未测到空气真菌。本文对吐鲁番市空气微生物浓度指标的时空分布状态作了分析。     

乌鲁木齐市一次冷空气过境天气对空气污染的影响分析

根据对2006年11月20～28日乌鲁木齐市出现冷空气过境天气过程的天气形式和主要气象要素及空气污染变化情况进行的分析,结果表明:冷空气过境天气前后,诸多气象要素发生了变化,冷空气导致逆温层的破坏和降水过程使各项污染物均得到有效的清除.通过此分析可为类似天气的空气质量预报提供思路.     

上海市交通环境空气质量监测与发展探讨

机动车的快速增长引发了严重的车辆尾气污染问题.通过分析上海市交通环境空气质量现状,评估污染物浓度改善效果,回顾交通环境空气质量监测发展的进程,建议借鉴国外交通环境空气质量监测网络的经验,加快完善上海的交通环境空气质量监测网络.     

Assessment of air pollution from small scale industry

Air pollution due to small scale industries have been found tocause serious occupational health hazards and adverse effects on vegetation and heritage. The study for air pollution impactassessment for brick kiln industries was undertaken. The stackmonitoring exercise was carried out to estimate the pollution level of SPM, SO₂, and NO_x. The ambient air quality was also measured in the vicinity of brick kilns to assess the impact of stack emission on ground level concentration. Characterisation of SPM for toxic metals were studied. Modelling exercise was carried to predict the impact of emission of brick kiln on surrounding environment. To minimise the emission level and ground level concentration, airpollution mitigation measures are suggested.     

基于韦伯-费希纳拓广定律的环境空气质量标准

基于韦伯--费希纳(Weber-Fischna)定律并加以拓广,指出空气污染物浓度成等比变化时,其对人体和生态环境产生的危害程度成等差变化;应用‘等比赋值,等差分级'的指数标度法,确定出7项空气污染物的日平均浓度的环境空气质量标准,并与国家<环境空气质量标准(GB3095-1996)>进行了比较.结果表明,除NO2、CO和TSP在两种标准中各有一个级别的浓度限值差异稍大外,其余空气污染物的两种标准的相同级别浓度限值十分接近,从而为制订的国家<环境空气质量标准(GB3095-1996)>提供了理论依据.     

空气质量预报在世界互联网大会中的应用

为支持世界互联网大会期间大气污染管控工作，利用人工结合数值模式预报的方式在第二届到第五届世界互联网大会期间开展空气质量预报工作。多模式系统中WRF-CMAQ对乌镇及浙北区域大气污染变化的趋势模拟最好，2016—2018年对AQI日均值模拟的平均分数偏差（MFB）和平均分数误差（MFE）分别为-1.3%~1.6%和24.3%~28.3%。会前48 h、72 h和96 h空气质量等级预报准确率分别为37.5%~83.3%、33.3%~90.0%和0~89.9%。会议期间乌镇的AQI日均值48 h预报准确率为33.3%~100%，等级预报准确率为66.7%~100%。与日常空气质量预报不同，会议期间预报还应重点关注大气污染过程，如有污染可能性，需要给出污染过程的起始时间、持续范围和浓度峰值等情况及其关键时间节点，有针对性地提出大气污染管控的措施建议，为会议期间空气质量保障提供技术支撑。     

Evaluation of the Trend of Air Quality in Taipei, Taiwan from 1994 to 2003

The data collected from the five air quality monitoring stations established by the Taiwan Environmental Protection Administration (TEPA) in Taipei City were analyzed to assess the changes in air quality. The analyses reveal that the air quality in Taipei City improved over the last decade from 1994 to 2003, as evidenced by the significant downward trends of the various primary air pollutant concentrations, such as CO, NO_X, SO₂, and PM₁₀. An air pollution fee was collected by TEPA in 1995, and several air pollution control measures were likewise taken to improve the air quality in Taiwan. However, although the extreme daily maximum O₃ concentrations occurred more frequently in earlier years and showed a downward trend, its moderately high concentrations increased annually in recent years. It implied that after the reduction of various primary pollutant concentrations, the effective reduction of O₃ pollution still remains an important issue.     

乌鲁木齐市环境空气中主要污染物24 h变化特征

根据乌鲁木齐市空气自动监测数据，分析并找出了乌鲁木齐市环境空气24h污染规律和变化特征。     

空气流域管理--城市空气质量达标战略的新视角

概述了现今比较流行的"空气流域"新概念,介绍了在此概念基础上的"空气流域管理"新观念,认为它们可以作为我国城市空气质量达标战略的新起点.     

高精度船舶排放清单在城市空气质量管理中的应用

上海港船舶大气污染物排放对城市空气质量的影响不容小觑。基于船舶AIS数据，高精度船舶大气污染物排放清单得以建立并应用。2018年11月5—10日召开的第一届中国国际进口博览会期间，在气象条件不利的情况下，通过提前实施船舶排放控制区政策等措施，使船舶单日SO_x排放量下降28.5%，一次PM_2.5排放量下降25.5%，全市空气质量达到了保障要求。