本文選題：京津冀區(qū)域 + PM_(2.5)��； 參考：《南京信息工程大學》2016年碩士論文

【摘要】：我國區(qū)域空氣質量遠未達標,大氣重污染事件頻發(fā),京津冀區(qū)域尤為嚴重。因此,迫切需要大氣污染業(yè)務預報�？諝馕廴緮�(shù)值預報是一種有效的獲知未來空氣質量方法,它可以深入分析污染過程演變特征,解析污染物的來源和去向,及模擬預測應急控制效果等。2013年開始中國環(huán)境監(jiān)測總站聯(lián)合中國科學院大氣物理研究所建立了京津冀預報預警業(yè)務化測試系統(tǒng),從該年開始開展區(qū)域6項污染物及AQI預報預警服務,并重點關注京津冀區(qū)域的重污染天氣過程。業(yè)務預報時,主要關注重污染天氣過程的起始時間,持續(xù)時間以及污染影響的空間范圍。因此,本文利用2013和2014年測試系統(tǒng)的預報產(chǎn)品,從上述三個方面著手發(fā)展了一種用于評估京津冀區(qū)域重污染過程數(shù)值預報能力的新方法,并探討重污染天氣過程早報、晚報及漏報的可能氣象條件原因,以提高預報準確率。結果表明：(1)數(shù)值模式系統(tǒng)提前三天預告重污染天氣過程的預報準確率可達57%,秋冬季預報效果好于其他季節(jié),靜穩(wěn)型預報效果好于沙塵型和特殊型。(2)對模式AQI預報結果統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),當預報AQI值達到150以上時,實際發(fā)生重污染天氣過程的概率較大,如定義AQI等于150作為重污染天氣預警臨界值,模式預報準確率可提高至70%以上。(3)天氣系統(tǒng)對污染過程預報有重要影響,WRF氣象模式對中低層天氣系統(tǒng)位置及強度預報偏差是導致靜穩(wěn)型污染過程早報和晚報的一個重要原因。本文將發(fā)展的新方法應用于評估預測2006-2015年冬奧會同期發(fā)生重污染的風險。2022年冬季奧運會將在北京舉行,屆時北京地區(qū)空氣質量要達到國家標準和世界衛(wèi)生組織指導值要求。通過對2006-2015年冬奧會同期PM_(2.5)濃度研究表明,冬奧會同期北京PM_(2.5)濃度會出現(xiàn)不同程度超標現(xiàn)象,其中,2014年污染最為嚴重,2015年則相對較好,且在歷年的2月13-16日易出現(xiàn)持續(xù)的重污染天氣過程。假設2022的2月污染程度和氣象條件介于2014和2015年之間,利用發(fā)展的新方法評估模式系統(tǒng)的這一過程模擬能力,并對2022年污染風險進行評估,在此基礎上設計減排實驗,使得會期不出現(xiàn)重污染。本文從氣象和排放源兩個方面,研究不同年份冬奧會同期污染物濃度變化的主要原因。研究對比2014年2月和2015年2月兩組氣象條件下北京和張家口PM_(2.5)濃度水平及模擬效果,結果表明：(1)減排方案使得2014年和2015年冬奧會同期PM_(2.5)濃度在130ug/m3以下,除13-16日外,其他日期空氣質量達標。(2)對比2014和2015年冬奧會歷史同期,2014年氣象要素引起北京和張家口PM_(2.5)升高40%-60%,SO_2和NO_2濃度升高0-40%(3)2014年減排使得PM_(2.5),SO_2和NO_2濃度降低60%以上,2015年減排使得PM_(2.5)濃度降低40%-60%。
[Abstract]:The regional air quality in China is far from reaching the standard, and heavy air pollution events occur frequently, especially in Beijing, Tianjin and Hebei. Therefore, there is an urgent need for operational air pollution forecasting. Numerical prediction of air pollution is an effective way to know the future air quality. It can analyze the evolution characteristics of pollution process and analyze the source and destination of pollutants. In 2013, China Environmental Monitoring General Station and the Institute of Atmospheric Physics of the Chinese Academy of Sciences established the Beijing-Tianjin-Hebei early warning operational test system. From this year, six regional pollutant and AQI forecasting and early warning services have been developed, and the heavy pollution weather process in Beijing, Tianjin and Hebei regions has been focused on. Operational forecasting focuses on the starting time, duration and spatial range of heavy pollution weather processes. Therefore, using the forecast products of the 2013 and 2014 test systems, this paper develops a new method for evaluating the numerical forecast ability of heavy pollution processes in the Beijing-Tianjin-Hebei region from the above three aspects, and probes into the morning report of heavy pollution weather processes. In order to improve the accuracy of forecast, the possible meteorological conditions of the evening newspaper and the missing report are caused. The results show that the forecasting accuracy of the numerical model system for predicting heavy pollution weather process three days in advance can reach 57%, the prediction effect of autumn and winter is better than that of other seasons, and the prediction effect of static and stable model is better than that of sand dust type and special type. When the forecast AQI value is more than 150, the probability of serious pollution weather process is high, such as defining AQI equal to 150 as the critical value of heavy pollution weather warning. The prediction accuracy of the model can be increased to more than 70%.) the weather system has an important influence on the prediction of the pollution process. The deviation of the WRF weather model for the prediction of the position and intensity of the low and middle layer weather system is an important reason leading to the static and stable pollution process morning report and evening report. In this paper, the developed new method is applied to evaluate and forecast the risk of heavy pollution in the same period of the 2006-2015 Winter Olympics. The 2022 Winter Olympic Games will be held in Beijing when the air quality in Beijing will meet the requirements of national standards and WHO guidelines. According to the study of PMstack 2.5) concentration in the same period of the 2006-2015 Winter Olympic Games, it is shown that there will be different levels of exceeding the standard in the same period of the Winter Olympics in Beijing. Among them, the pollution in 2014 is the most serious, and the pollution in 2015 is relatively good. And on February 13-16 of the calendar year easy to appear the continuous heavy pollution weather process. Assuming that February pollution and meteorological conditions in 2022 are between 2014 and 2015, using a new developed method to assess the process simulation capability of the model system, and assessing the pollution risk in 2022, an emission reduction experiment is designed. Avoid heavy pollution during the session. In this paper, the main reasons of pollutant concentration change in different years of Winter Olympic Games are studied in terms of meteorology and emission sources. The study compared the concentrations of PM2. 5 in Beijing and Zhangjiakou in February 2014 and February 2015. The results showed that the emission-reduction scheme resulted in a concentration below 130ug/m3 in the same period of the 2014 and 2015 Winter Olympics, except for 13-16 days. Compared with the historical period of the Winter Olympics in 2014 and 2015, the meteorological elements in 2014 caused 40 to 60 higher levels in Beijing and Zhangjiakou than in the same period in the history of the Winter Olympic Games in 2015.) in 2014, the emission reduction resulted in a reduction of more than 60 percent in the concentrations of PMN 2.5 and NO_2, and a reduction of 40 to 60 in the concentration of PMS2 and NO_2, as a result of the increase in the concentrations of so 2 and NO_2 in 2014.
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X51

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