Near-term forecasts of stream temperature using deep learning and data assimilation in support of management decisions

Deep learning (DL) models are increasingly used to make accurate hindcasts of management-relevant variables, but they are less commonly used in forecasting applications. Data assimilation (DA) can be used for forecasts to leverage real-time observations, where the difference between model predictions and observations today is used to adjust the model to make better predictions tomorrow. In this use case, we developed a process-guided DL and DA approach to make 7-day probabilistic forecasts of daily maximum water temperature in the Delaware River Basin in support of water management decisions. Our modeling system produced forecasts of daily maximum water temperature with an average root mean squared error (RMSE) from 1.1 to 1.4°C for 1-day-ahead and 1.4 to 1.9°C for 7-day-ahead forecasts across all sites. The DA algorithm marginally improved forecast performance when compared with forecasts produced using the process-guided DL model alone (0%–14% lower RMSE with the DA algorithm). Across all sites and lead times, 65%–82% of observations were within 90% forecast confidence intervals, which allowed managers to anticipate probability of exceedances of ecologically relevant thresholds and aid in decisions about releasing reservoir water downstream. The flexibility of DL models shows promise for forecasting other important environmental variables and aid in decision-making.     

China’s carbon neutrality: an extensive and profound systemic reform

● China has pledged ambitious carbon peak and neutrality goals for mitigating global climate change. ● Major challenges to achieve carbon neutrality in China are summarized. ● The new opportunities along the pathway of China’s carbon neutrality are discussed from four aspects. ● Five policy suggestions for China are provided. China is the largest developing economy and carbon dioxide emitter in the world, the carbon neutrality goal of which will have a profound influence on the mitigation pathway of global climate change. The transition towards a carbon-neutral society is integrated into the construction of ecological civilization in China, and brings profound implications for China’s socioeconomic development. Here, we not only summarize the major challenges in achieving carbon neutrality in China, but also identify the four potential new opportunities: namely, the acceleration of technology innovations, narrowing regional disparity by reshaping the value of resources, transforming the industrial structure, and co-benefits of pollution and carbon mitigation. Finally, we provide five policy suggestions and highlight the importance of balancing economic growth and carbon mitigation, and the joint efforts among the government, the enterprises, and the residents.     

简述排污许可制下火电行业现状及发展

实施排污许可制度,是强化排污者责任、提高固定污染源环境管理效能、改善环境质量的重要制度保障。火电行业作为典型的高架固定源,先行试点实施排污许可制度。通过分析火电行业发展和环保现状,结合排污许可管理要点,简述排污许可制对火电行业发展的影响。     

我国区域空气污染治理效率及其影响机制——基于超效率SBM模型和门槛回归模型

随着人民对美好生活需求的日益增长,政府空气污染治理的效率问题日益得到重视。本文从地方政府空气污染治理效率及其影响因素的视角入手,以全国30个省份为研究对象,运用超效率SBM模型测算2003—2015年各省级区域的空气污染治理效率。在此基础上,运用门槛回归模型分析政府空气污染治理效率的影响机制。研究表明:①地区间空气污染治理效率差异性较为显著。中部、西部空气污染治理效率整体呈下降趋势。东部和东北地区空气污染治理效率则上升比较平稳。②政策规划、碳源、污染物排放和环境治理投入表现出双重门槛特征,其中碳源对空气污染治理效率影响显著,而以碳为首的能源消费结构则主要对中部和西部空气污染治理效率产生影响。落后地区政府应注重产业升级,财政上应对碳税等税目进行征收,产业上应鼓励企业创新,并对落后企业进行倒逼升级。     

温室气体和空气污染物协同治理研究展望

温室气体和空气污染物的协同治理是一种双赢的策略。自协同效应的概念提出以来,大量研究对温室气体和大气污染之间的协同减排技术、措施、潜力等方面进行了评估。本研究回顾了协同治理理论的发展历程、典型案例以及重要的政策实践,在此基础上讨论了当前研究与实践的特点,并对未来研究提出了建议。典型案例涉及能源、交通、工业和居民部门,政策实践讨论了温室气体和空气污染协同治理政策的主要类型及其实施情况。从损失评估、协同机理、高精度排放清单及模拟等角度对未来促进协同治理的研究提出了方向建议。     

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。     

基于响应曲面法的遗煤自燃分析与研究*

为研究高瓦斯易自燃煤层不同供风量、高抽巷抽采流量、低抽巷抽采流量3因素对采空区自燃“三带”分布影响规律，选取阳煤五矿8406工作面为研究对象，在数值模拟研究基础上，采用Design Expert软件进行Box Behnken试验设计，构建采空区氧化升温带宽度在3因素、3水平条件下的二次回归响应曲面模型，并对不同条件下采空区氧化升温带宽度进行预测与分析。结果表明:二次回归方程P值为0.001 6，预测模型显著，模型的失拟项为0.606 3，不显著，回归方程具有统计学意义；当供风量为1 500~2 000 m3/min，低抽流量为450~650 m3/min，高抽流量为100~200 m3/min时，对氧化升温带宽度一次项重要度排序为C（高抽巷抽采流量）>A（供风量）>B（低抽巷抽采流量），二次项重要度排序为AC（供风量和高抽巷抽采流量）>AB（供风量和低抽巷抽采流量）>BC（低抽巷抽采流量和高抽巷抽采流量），且AB,AC,BC之间均无交互作用。     

间接蒸发冷却新风机组净化室内PM2.5特性

为有效降低室内PM2.5,指导间接蒸发冷却新风机组的设计选型,推导了新风机组净化效力和净化能效评价指标的数学表达式,并利用自行研制的间接蒸发冷却新风机组,分析了2种过滤器在不同运行工况下净化PM2.5的特性。结果表明,MERV 7+16和MERV 7+13的计数效率均随颗粒物粒径增加而提高,且前者的计数效率高于后者;由于滤材的不同,MERV 7+16的初阻力更小。MERV 7+16的渗透系数更小,其净化效力也要大于MERV 7+13;由于PM10在室内的自然沉降作用更显著,过滤器对PM10的净化效力明显大于PM2.5和PM1。将室内新风负荷作为新风机组能耗的一部分,在对比天津和南宁地区新风机组的净化能效时发现,由于两地区冬季室外温度存在明显差异,导致处于天津地区的新风机组若要在冬季获得同等的洁净空气量,需付出更多的能耗代价。     

过一硫酸盐的活化及其降解水中有机污染物机理的研究进展

基于活化过一硫酸盐（PMS）产生SO₄^-·的新型高级氧化技术,在芬顿和类芬顿催化降解水中有机污染物的研究中占有重要地位。本文从活化PMS方法的特点和用途出发,对目前活化PMS的主要方法进行了论述,并对活化PMS降解水中有机污染物的机理进行了探讨,最后对该领域研究中存在的问题进行了分析。指出,开发高效的协同活化PMS的方法将成为该领域研究的必然趋势。     

空气质量多模式预报系统在中山市的应用

介绍了中山市空气质量多模式预报系统。对2015年3月—2016年2月的预报效果评估表明:系统可以较好地反映污染物的变化趋势但仍存在系统性偏差。通过对排放源清单的调整优化及对模式干沉降模块的改进使模式系统的偏差显著减小。总结并建立中山市污染天气案例库,发现在典型污染天气形势下,除O3-8 h外,其他污染物均值均能达到空气质量二级标准。未来将从2个方面提高中山市空气质量预报预警系统的实用性,包括逐步实现污染源排放清单的动态及时更新和提高极端气象条件下O3污染预报能力。