基于IBAM指數(shù)的重慶地區(qū)空氣污染氣象條件預報方法
發(fā)布時間:2021-07-19 10:38
通過重慶城區(qū)2013—2016年空氣質(zhì)量指數(shù)AQI與氣象要素的相關(guān)分析,引入表征大氣溫濕狀態(tài)的物理量總溫度、比濕、近地層風速、24h變壓及大氣低層總溫度差,構(gòu)建新的空氣污染氣象條件指數(shù)IBAM(Index Between Air pollution and Meteorology)。應用2013年4月1日至2016年12月31日歐洲中心預報產(chǎn)品計算重慶地區(qū)歷史IBAM指數(shù),通過K均值聚類分析,引入極端天氣事件概念確定空氣污染氣象條件閾值,建立預報模型。利用IBAM指數(shù)與滯后1天AQI建立擬合曲線方程,計算出AQI預報值,計算預報準確率,經(jīng)過2017年1月1日至2018年9月1日樣本檢驗,72h內(nèi)預報準確率在70%左右。通過誤差分析發(fā)現(xiàn):當氣象條件為大氣污染物濃度主要影響因素且在大氣污染源變化不明顯時,預報誤差較小;而當大氣污染源變化明顯時,預報誤差較大。該預報方法已在重慶市氣象臺業(yè)務應用,對預防和處理重污染事件,改善重慶地區(qū)空氣質(zhì)量有較好參考價值。
【文章來源】:氣象科技. 2020,48(05)
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
重慶2013年4月1日至2016年12月31日歷史IBAM與AQI指數(shù)逐月變化
如圖2所示,6種污染物在晴天時的日變化幅度比其它天空狀況下大。在沒有降水時,PM2.5和PM10的日變化特點相似,全天存在2個高濃度時段,1個時段在白天10:00—12:00,另1個在夜間22:00—24:00;PM2.5和PM10在陰天時濃度最高。SO2和O3為單峰型變化,O3的峰值一般出現(xiàn)在下午的16:00或17:00,SO2峰值出現(xiàn)在上午11:00前后,陰天時峰值偏晚出現(xiàn)在下午14:00。NO2為雙峰型變化,最大峰值出現(xiàn)在夜間22:00前后,次峰值出現(xiàn)在上午11:00前后。CO也呈雙峰型變化,最大峰值出現(xiàn)在夜間22:00前后,次峰值出現(xiàn)在上午10:00前后。3 預報效果檢驗分析
預報檢驗時段選取為2017年1月1日至2018年9月30日。預報準確率為:24 h70%、48 h70%、72h71%。比較3個預報時次逐月準確率(圖4),春季3—5月、夏季6—7月和秋季9—10月,預報準確率較高,在80%以上;冬季1、2月和夏季8月預報準確率較低,低于50%。具體分析誤差原因:冬季1、2月,超過80%的誤差預報等級偏高,這與IBAM指數(shù)的構(gòu)造有關(guān),IBAM指數(shù)主要考慮大氣的水平及垂直擴散能力,在1月和2月大氣多處于靜穩(wěn)狀態(tài),計算出的IBAM指數(shù)較高,由IBAM指數(shù)擬合得到的AQI指數(shù)高,預報空氣質(zhì)量等級也偏高;空氣質(zhì)量預報等級偏低的情況多發(fā)生在出現(xiàn)中度或重度污染等級的時候,所以1、2月預報準確率低。然而,夏季8月,擬合方程計算出的AQI指數(shù)偏低,空氣質(zhì)量等級預報偏低;8月為重慶伏旱期,太陽輻射強,首要污染物主要為O3,O3為二次污染物,IBAM指數(shù)并沒有考慮污染物轉(zhuǎn)化相關(guān)因素,所以8月預報效果不理想。3.2 污染過程預報誤差分析
【參考文獻】:
期刊論文
[1]陜西關(guān)中兩次霾重污染過程氣象條件分析[J]. 黃少妮,孟金平,杜莉麗,劉慧. 氣象科技. 2019(05)
[2]2017年冬季北京霾日極少的大尺度氣候和環(huán)流背景:兼論“霾氣候”預測研究[J]. 嚴中偉,裴琳,周天軍,朱江. 氣象學報. 2018(05)
[3]湖北2015年冬季PM2.5重污染過程的氣象輸送條件及日變化特征分析[J]. 白永清,祁海霞,趙天良,楊浩,劉琳,崔春光. 氣象學報. 2018(05)
[4]基于多種邊界層方案的天津PM2.5集合預報試驗[J]. 蔡子穎,姚青,韓素芹,郝天依,劉敬樂. 應用氣象學報. 2017(05)
[5]近50年中國霾年代際特征及氣象成因[J]. 潘瑋,左志燕,肖棟,張人禾. 應用氣象學報. 2017(03)
[6]Atmospheric Circulation and Dynamic Mechanism for Persistent Haze Events in the Beijing–Tianjin–Hebei Region[J]. Ping WU,Yihui DING,Yanju LIU. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(04)
[7]華南區(qū)域大氣成分業(yè)務數(shù)值預報GRACEs模式系統(tǒng)[J]. 鄧雪嬌,鄧濤,麥博儒,殷長秦,王楠,李菲,鄒宇,譚浩波,吳兌. 熱帶氣象學報. 2016(06)
[8]基于WRF-Chem模式的華東區(qū)域PM2.5預報及偏差原因[J]. 周廣強,謝英,吳劍斌,余鐘奇,常爐予,高偉. 中國環(huán)境科學. 2016(08)
[9]珠三角灰霾數(shù)值預報模式與業(yè)務運行評估[J]. 鄧濤,鄧雪嬌,吳兌,譚浩波,李菲,馮業(yè)榮,鄭君瑜,廖碧婷. 氣象科技進展. 2012(06)
[10]珠江三角洲空氣質(zhì)量與能見度數(shù)值預報模式系統(tǒng)[J]. 鄧雪嬌,鄧濤,吳兌,蔣德海,譚浩波,李菲. 廣東氣象. 2010(04)
本文編號:3290546
【文章來源】:氣象科技. 2020,48(05)
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
重慶2013年4月1日至2016年12月31日歷史IBAM與AQI指數(shù)逐月變化
如圖2所示,6種污染物在晴天時的日變化幅度比其它天空狀況下大。在沒有降水時,PM2.5和PM10的日變化特點相似,全天存在2個高濃度時段,1個時段在白天10:00—12:00,另1個在夜間22:00—24:00;PM2.5和PM10在陰天時濃度最高。SO2和O3為單峰型變化,O3的峰值一般出現(xiàn)在下午的16:00或17:00,SO2峰值出現(xiàn)在上午11:00前后,陰天時峰值偏晚出現(xiàn)在下午14:00。NO2為雙峰型變化,最大峰值出現(xiàn)在夜間22:00前后,次峰值出現(xiàn)在上午11:00前后。CO也呈雙峰型變化,最大峰值出現(xiàn)在夜間22:00前后,次峰值出現(xiàn)在上午10:00前后。3 預報效果檢驗分析
預報檢驗時段選取為2017年1月1日至2018年9月30日。預報準確率為:24 h70%、48 h70%、72h71%。比較3個預報時次逐月準確率(圖4),春季3—5月、夏季6—7月和秋季9—10月,預報準確率較高,在80%以上;冬季1、2月和夏季8月預報準確率較低,低于50%。具體分析誤差原因:冬季1、2月,超過80%的誤差預報等級偏高,這與IBAM指數(shù)的構(gòu)造有關(guān),IBAM指數(shù)主要考慮大氣的水平及垂直擴散能力,在1月和2月大氣多處于靜穩(wěn)狀態(tài),計算出的IBAM指數(shù)較高,由IBAM指數(shù)擬合得到的AQI指數(shù)高,預報空氣質(zhì)量等級也偏高;空氣質(zhì)量預報等級偏低的情況多發(fā)生在出現(xiàn)中度或重度污染等級的時候,所以1、2月預報準確率低。然而,夏季8月,擬合方程計算出的AQI指數(shù)偏低,空氣質(zhì)量等級預報偏低;8月為重慶伏旱期,太陽輻射強,首要污染物主要為O3,O3為二次污染物,IBAM指數(shù)并沒有考慮污染物轉(zhuǎn)化相關(guān)因素,所以8月預報效果不理想。3.2 污染過程預報誤差分析
【參考文獻】:
期刊論文
[1]陜西關(guān)中兩次霾重污染過程氣象條件分析[J]. 黃少妮,孟金平,杜莉麗,劉慧. 氣象科技. 2019(05)
[2]2017年冬季北京霾日極少的大尺度氣候和環(huán)流背景:兼論“霾氣候”預測研究[J]. 嚴中偉,裴琳,周天軍,朱江. 氣象學報. 2018(05)
[3]湖北2015年冬季PM2.5重污染過程的氣象輸送條件及日變化特征分析[J]. 白永清,祁海霞,趙天良,楊浩,劉琳,崔春光. 氣象學報. 2018(05)
[4]基于多種邊界層方案的天津PM2.5集合預報試驗[J]. 蔡子穎,姚青,韓素芹,郝天依,劉敬樂. 應用氣象學報. 2017(05)
[5]近50年中國霾年代際特征及氣象成因[J]. 潘瑋,左志燕,肖棟,張人禾. 應用氣象學報. 2017(03)
[6]Atmospheric Circulation and Dynamic Mechanism for Persistent Haze Events in the Beijing–Tianjin–Hebei Region[J]. Ping WU,Yihui DING,Yanju LIU. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(04)
[7]華南區(qū)域大氣成分業(yè)務數(shù)值預報GRACEs模式系統(tǒng)[J]. 鄧雪嬌,鄧濤,麥博儒,殷長秦,王楠,李菲,鄒宇,譚浩波,吳兌. 熱帶氣象學報. 2016(06)
[8]基于WRF-Chem模式的華東區(qū)域PM2.5預報及偏差原因[J]. 周廣強,謝英,吳劍斌,余鐘奇,常爐予,高偉. 中國環(huán)境科學. 2016(08)
[9]珠三角灰霾數(shù)值預報模式與業(yè)務運行評估[J]. 鄧濤,鄧雪嬌,吳兌,譚浩波,李菲,馮業(yè)榮,鄭君瑜,廖碧婷. 氣象科技進展. 2012(06)
[10]珠江三角洲空氣質(zhì)量與能見度數(shù)值預報模式系統(tǒng)[J]. 鄧雪嬌,鄧濤,吳兌,蔣德海,譚浩波,李菲. 廣東氣象. 2010(04)
本文編號:3290546
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