反演同化技术在激光雷达中的应用研究

为增强模式预报准确性,提高激光雷达数据在化学模式中的应用水平,建立激光雷达同化系统,将激光雷达数据引入模式,利用WRF-Chem模拟2016年12月6日~10日一次污染过程,将激光雷达监测的气溶胶光学深度(AOD)反演成近地面PM2.5浓度,通过三维变分同化技术订正模式原始场,调整模式预报结果。实验对比发现,反演同化后水平和垂直方向初始场调整显著,PM2.5、PM10和AQI的预报准确率明显提升,同化后相关性提高了0.05~0.1,预报准确率提高了10%~20%,分级风险评分也不同程度升高,与观测结果接近,优于不同化的预报结果。表明激光雷达数据在模式同化方面表现良好,有广阔的应用空间。     

NAQPMS和CMAQ模式在臭氧预报应用中的效果检验

基于2017年泰州市环境空气质量自动监测数据,定量评估NAQPMS模式、CMAQ模式对O_3-8h的预报效果。结果表明,就全年数据分析,模式预报值高于监测值,2种模式对O_3-8h预报的相关系数在0.67～0.79,标准化平均偏差NMB在1.1%～2.2%,标准化平均误差NME在30.5%～20.7%,均在理想范围内。按不同季节分析,NAQPMS模式对O_3-8h预报效果呈现春季秋季较好、冬季较差的特征;CMAQ模式对O_3-8h预报效果春季夏季较好,秋季冬季稍差。总体而言,CMAQ模式对O_3-8h预报效果较好。     

WRF CMAQ模式对常州市空气质量预报效果的评估

基于通用多尺度空气质量模型The Weather Research and Forecasting model coupled with CMAQ(WRF-CMAQ)对常州市2018年6～12月的空气质量预报结果,结合实况资料,进行了预报效果评估,以期为常州市空气质量的预报提供更好的参考。结果表明:(1)模式对常州市各预报时效空气质量指数(AQI)和各污染物浓度的标准化平均偏差(MFB)和标准化分数误差(MFE)均处于"理想水平"范围,能较好的反映实际空气质量变化趋势。(2)当空气质量为优良时,AQI和空气质量等级(AQI等级)预报效果最好,当空气质量达中度及以上污染时,预报效果最差,应进一步优化调整。(3)模式对首要污染物24小时预报准确率为66.9%,当空气质量为轻度污染及以上级别时,预报准确率较高。(4)模式对AQI的预报总体存在负偏差,对细颗粒物(PM_(2.5))浓度的模拟结果较好,对臭氧(O_3)和可吸入颗粒物(PM_(10))存在低估现象,对二氧化硫(SO_2)、二氧化氮(NO_2)和一氧化碳(CO)等3项污染物浓度均有所高估。     

济南城区夏季近地面臭氧浓度分析

为研究城市近地面臭氧浓度变化特征及臭氧浓度高值与气象因素的关系,于2015年夏季对济南城区近地面臭氧进行了观测与分析。结果表明:夏季大气中臭氧小时平均浓度为0.161 mg/m~3。臭氧具有明显的日变化特征,且晴天时臭氧浓度要比多云天气和阴雨时的浓度更高。高浓度臭氧的产生是多个气象因子共同作用的结果。一般晴天少云,气温较高,相对湿度较低,风速较小时,容易产生高浓度臭氧污染。     

信阳市臭氧污染天气的气象条件特征分析

信阳臭氧污染近年来呈现多发频发的趋势，为研究气象要素对信阳臭氧污染形成的的作用，利用2014～2018年信阳4个国控站的臭氧监测资料，国家气象站5年基本气象观测资料以及高空、地面实况天气图资料，通过person相关性分析研究了信阳市臭氧污染特征及其与气象条件的关系，结果表明：(1)2014～2018年信阳市臭氧污染呈波动上升态势。月变化呈现“双峰”分布的特征，4～6月、9月为臭氧污染的多发时段。日变化则表现为“单峰”分布的特征。(2)分析了信阳市臭氧污染与14时气温、相对湿度、风向风速、边界层高度以及云量等气象条件的关系，总结了信阳市臭氧污染的天气形势、影响系统及气象条件概念模型，当500 hPa为高空低槽后部的西北气流或高压脊(西太平洋副热带高压),或宽广低槽前部的西南气流，地面处于变性高压、入海高压后部或弱低压带(鞍型场)影响下，发生臭氧污染的可能性较大。为信阳市臭氧污染的预报和防治，提供了较为客观、有效的参考依据。     

四川省海螺沟区域臭氧本底特征分析

利用海螺沟国家大气背景站2013～2017年的地面O_3连续观测资料统计,期间海螺沟背景区域(O_3-1h)平均浓度为71μg/m~3,(O_3-8h)平均浓度为80μg/m~3,成都市(O_3-8h)平均浓度为165μg/m~3,成都市高出背景区域106%;通过分析和比较背景区域和城市臭氧浓度的变化特征,采用局部近似回归法对海螺沟臭氧背景值进行筛分分析,得出2015～2017年海螺沟区域臭氧春季本底为83±5μg/m~3,夏季本底值为72.5±5.5μg/m~3,冬季本底值为69±5μg/m~3,秋季本底值为60±3μg/m~3。     

基于Models-3的自修正空气质量预报系统及其效果检验

本文介绍了一个以Models-3为基础的自动化空气质量数值预报系统,该系统通过Gambas、Yabasic和R语言等工具进行开发,集成WRF-SMOKE-CMAQ三个模式,可通过监测数据进行自动修正,完成空气质量业务数值预报,并将结果发布到Web服务器上进行呈现。该系统对硬件的要求较低,将部署于一台DELL Optiplex 9010工作站上,设置6km—2km双层嵌套,进行成都市空气质量数值预报。本文分析了成都市2014年1月1日至2014年12月31日的空气质量数值预报结果,评价系统对成都市NO_2、SO_2、PM_(10)、PM_(2.5)、O_3、CO以及空气质量指数(AQI)的预报效果。结果显示,系统对于成都市2014年空气质量变化情况趋势的预报效果较好,302天有效预报中,24小时直接预报的空气质量等级准确率为58.27%,AQI预报相关系数0.71,观测值自动修正预报对24小时空气质量预报具有明显改善效果,使其等级预报准确率达到64.9%,相关系数提高到0.89。     

地面臭氧系统故障分析处理及日常维护

臭氧对人类健康和地表生态系统有直接的影响,紫外光度法测量地面臭氧具有准确度高、干扰较少、稳定性好、易操作和可连续在线观测的特色,是最普遍使用的臭氧观测方法,也是世界气象组织臭氧校准中心的标准技术方法。文章以瓦里关本底台(中国大气本底基准观象台)业务人员近20年运行管理经验为基础,总结紫外臭氧分析仪(Thermo紫外臭氧分析仪)常见故障分析和处理,并对日常维护提出建议。     

乐山市臭氧生成与前体物之间的关系及其敏感性和控制分析

为初步了解乐山市臭氧生成的主要特征和科学管控,采用Pearson相关性分析法分析一年来臭氧及其前体物之间的相关性,并采用OBM模式和VOCS/NOX比值法分别讨论臭氧生成的敏感性和控制性特征.结果 表明:乐山市氮氧化物与臭氧在夏秋两季呈现正相关,在春冬两季呈负相关;从臭氧的敏感性分析得出臭氧生成潜势PO3-NO:夏季＞...     

江苏省大气重污染过程特征分析以及预报效果评估

结合了气象、环境的观测数据和模式数据对江苏省近两年冬季重污染过程进行了分析,并评估了模式和人工预估结果。研究表明,与2016年相比,2017年冬季的大气污染形势更加严峻,重污染天数和污染程度都明显增加。冬季风异常是造成重污染加重的重要原因,秋冬季预报时应该及时分析短期气候变化,尤其是风场的变化。     

NAQPMS模型预报合肥、蚌埠和芜湖空气质量的效果评估

评估了NAQPMS模式预报的合肥、蚌埠和芜湖2017年3月1日—2018年2月28日PM_(2.5)、PM_(10)和O_3地面浓度及预报准确率,发现模式对物种的预报能力依次为:O_3 PM_(2.5)PM10;对城市的预报能力依次为:合肥芜湖蚌埠。模式对PM_(2.5)和PM_(10)的预报能力在春季较弱,对O_3的预报全年均较强。整体而言,评估地区的空气质量以优良为主,等级准确率在秋季最高,冬季最低,年均值为69%;首要污染物以PM_(2.5)、O_3、PM_(10)和NO_2为主,其准确率在冬季最高,春季最低,年均值为62%。     

2022年持续高温期四川盆地臭氧污染气象条件分析

对2022年8月6～28日持续高温期四川盆地臭氧污染气象条件进行分析，可为该地区今后根据气象条件进行夏季臭氧污染防治提供相关的理论依据。利用地面臭氧和气象要素观测数据计算该时期各要素平均值，并与2019～2021年同期进行比较，得出以下结果：(1)2022年分析时段四川盆地的平均臭氧浓度和臭氧污染日数高于2019～2021年同期，各区域分布趋势为成都平原>川南>川东北；(2)同时期地面气温和辐射空间上呈东高西低特征，2022年为历年峰值，降水和相对湿度空间上呈西高东低特征，2022年为历年谷值，气象条件分布能较好的与臭氧实况分布相对应；(3)2022年分析时段地面气温和辐射的区域分布趋势为川南>川东北>成都平原，累积降水量和相对湿度的区域分布趋势为川南<川东北<成都平原，与臭氧污染分布趋势略有差异，这可能是因为气象条件是臭氧污染发生的重要影响因素之一，但不是唯一影响因素，臭氧污染的发生还受前体物排放等因素影响。对典型臭氧污染过程及气象条件进行分析，有助于为区域臭氧污染防治提供科学依据，同时为其他地区进行相关研究提供借鉴作用。     

臭氧污染及防治对策

臭氧在平流层可以吸收短波紫外辐射,减少对人类和动植物的伤害。而对流层臭氧是一种强氧化性的污染物。针对目前公众普遍关心的臭氧污染问题,介绍了对流层臭氧的特性及危害,概述了臭氧的来源及影响因素,并对臭氧监测技术、臭氧预报方法和防治措施等进行了阐述。     

臭氧高级氧化法处理染料废水的研究

采用臭氧高级氧化技术对某染料废水进行处理,探究不同条件对染料废水COD以及色度的去除效果的影响,确定最佳工艺条件。在最佳条件下,采用单独臭氧、单独紫外、臭氧-紫外、臭氧-双氧水以及臭氧-铁炭五种氧化方法对染料废水进行处理。结果表明:臭氧氧化技术最佳条件为pH值=8,臭氧流量80 L/h,反应时间为2 h;采用最佳处理方案,采用臭氧-紫外高级氧化技术处理染料废水,其脱色率为98.3%,COD去除率为67.0%。     

济南市环境空气中臭氧浓度变化特征的城郊差异

为研究不同环境功能区臭氧(O_3)化学特征差异,于2016年分别在济南市工业区和城郊大气清洁区域开展了观测。结果表明,大气清洁点臭氧年均浓度远高于城区同期浓度。臭氧在大气清洁点呈现单峰型日变化规律,而在城区则为双峰型。一周之中,工作日时城区臭氧浓度比周末时更高,而大气清洁点的臭氧浓度变化不大。城郊区臭氧存在明显的季节变化规律,且两个监测点的浓度变化极为同步,均为夏季浓度最高,春秋季次之,冬季浓度最低。     

株洲市臭氧污染状况及相关气象因子分析

采用2013年1～12月空气质量自动监测数据对株洲市臭氧污染现状及相关气象因子进行分析。结果表明:监测期间全年臭氧日最大8 h平均浓度一级标准值达标率达到71.8%,全年超标率为1.6%,超标主要出现在季节变换时期。臭氧日最大8 h平均浓度的月均值变化呈"M"型,浓度高值持续时间长。日变化规律较强,且不同季节变化特征略有差别。臭氧浓度与气温有正相关性,相关系数为0.612;与湿度和云量有负相关性,且臭氧与湿度负相关性较明显,相关系数为0.731。     

十堰市环境空气中臭氧污染特征研究

近年来,十堰市环境空气中臭氧浓度日益增加,成为仅次于细颗粒物的主要大气污染物。为了解十堰市城区臭氧污染特征,利用2013-2017年历史观测数据,对城区臭氧污染现状及时空变化规律进行分析。结果表明:臭氧污染在空间上呈现出明显的差异,最高值与最低值分别出现在滨河新村点位和柳陂点位,在时间上呈现出工作日大于休息日的情况。夏季是城区臭氧污染最严重的季节,冬季臭氧浓度较低;一天中臭氧浓度呈现明显的单峰型变化规律。     

青藏铁路沿线风沙指数预报方法研究

文章利用欧洲数值预报产品和青藏铁路沿线海晏到当雄12个气象站日最大风速资料,采用完全预报方法设计思路,以逐步回归为因子分析方法,研制了一套应用欧洲数值预报模式输出、适用于铁路沿线风沙指数预报的完全预报方法,从2007年10月进行了业务试运行。检验和业务试用结果均表明:该方法对铁路沿线风沙指数具有较强的预报能力,用完全预报方法做风沙指数预报是可行的,并有一定的实用价值。     

城市污水臭氧消毒宏观动力学探索

消毒是城市污水回用的必要环节。本文以某污水厂出水为研究对象，采用臭氧(O3)作为消毒剂，考查了臭氧在实验水中的溶解和衰减过程，不同通气量和不同pH值条件下臭氧对城市污水厂生化处理后出水中大肠菌群的消毒过程和消毒效果。实验结果显示，臭氧对水中大肠菌群的消毒速度快、消毒效果十分显著；通入水中的气量低于10l/h时，灭菌率随通气量的提高而提高；在水质偏酸性时，有利于臭氧的溶解和提高大肠菌群的去除率；通气量在5l/h—30l/h，处理时间在10min以内时实验条件下臭氧消毒宏观动力学方程为—logS＝Kt，式中K＝0．2385min^-1—0．4674min^-1。     

迭加模型在地下水水情预报中的运用

地下水水情预报方法较多，西宁监测区1993～2000年尝试运用迭加模型进行中长期预报，通过对预报值多种检验，准确率可达85％。基本反映出地下水动态趋势性，值得借鉴与推广。