本文選題：空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)系統(tǒng) + WRF-Chem模式�。� 參考：《南京信息工程大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：鑒于我國霧霾天氣頻發(fā)、空氣污染事件導(dǎo)致的公眾健康、區(qū)域能見度及對典型行業(yè)的不利影響日益嚴(yán)重,環(huán)境氣象監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)面臨著急切需求�；谖倚Ｔ谥袊髿饪茖W(xué)和大氣環(huán)境科學(xué)的教學(xué)研究地位,亟待開展空氣質(zhì)量模式研發(fā),建立我們南京信息工程大學(xué)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)系統(tǒng),為我國氣象,環(huán)境,電力,航空和交通運(yùn)輸行業(yè)提供環(huán)境氣象預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)服務(wù)。本文主要工作是采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化信息技術(shù)構(gòu)建南京信息工程大學(xué)空氣質(zhì)量模式預(yù)報(bào)系統(tǒng)及預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)平臺(tái)。主要關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)包括1)氣象(NCEP-GFS)和大氣污染物(MOZART)資料前處理以及大氣污染物排放源清單細(xì)化,以準(zhǔn)備模式的氣象和化學(xué)初始和邊界場；2)氣象-化學(xué)耦合數(shù)值模式72小時(shí)運(yùn)行；3)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)產(chǎn)品后處理,研制了南京信息工程大學(xué)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)系統(tǒng)網(wǎng)站,網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)了江蘇省空氣質(zhì)量(PM2.5, PM10, O3, SO2, NO2, CO 以及 AQI和大氣能見度)的未來72小時(shí)預(yù)報(bào)并被應(yīng)用于江蘇省環(huán)保廳霧霾預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)。同時(shí)利用shell腳本,實(shí)現(xiàn)了整個(gè)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行,并將可視化預(yù)警信息和預(yù)報(bào)產(chǎn)品向用戶展示。鑒于現(xiàn)有的排放源清單的分辨率較低,難以準(zhǔn)確的模擬南京地區(qū)乃至江蘇各地區(qū)的大氣污染物變化,本文首先介紹了大氣污染物排放源細(xì)化方案,按照人口分布數(shù)據(jù)和大氣污染物的觀測資料對排放源進(jìn)行空間和時(shí)間的再分配和精細(xì)化處理；其次,基于中尺度大氣化學(xué)模式WRF-Chem的物理化學(xué)過程參數(shù)化方案,優(yōu)化了適用于江蘇省區(qū)域的大氣邊界層,云降水和大氣化學(xué)反應(yīng)機(jī)制方案等,建立了江蘇省域空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模型；最后展示了整個(gè)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)平臺(tái)的技術(shù)流程。為了評估2014南京青年奧運(yùn)會(huì)期間的污染排放源防控效果,本文初步分析了青奧會(huì)期間及其前后(2014年8月-10月)南京信息工程大學(xué)空氣質(zhì)量模式系統(tǒng)預(yù)報(bào)產(chǎn)品。將預(yù)報(bào)產(chǎn)品中逐小時(shí)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)量(PM10, PM2.5, O3, CO, NO2, SO2)與其觀測數(shù)據(jù)(http://www.pm25.in/api_doc)進(jìn)行對比研究,結(jié)果表明各要素模擬值在青奧會(huì)期間(2014年8月16-25日)模擬值較觀測值明顯偏高,尤其是受工地排放和建筑揚(yáng)塵影響的PM2.5和PM10濃度的模擬結(jié)果,而8月初和9月末各要素的模擬值都接近于觀測值。在排放源并未考慮青奧減排的前提下,實(shí)際觀測濃度低于模擬濃度說明政府在青奧會(huì)期間的減排措施行之有效,減排效果明顯。
[Abstract]:In view of frequent smog weather, public health caused by air pollution events, regional visibility and adverse effects on typical industries, environmental meteorological monitoring, forecasting and warning technology is facing urgent demand. Based on our university's teaching and research status in atmospheric science and atmospheric environmental science in China, it is urgent to develop the air quality model and establish the air quality forecasting system of Nanjing University of Information Engineering, which can serve the weather, environment and electricity of our country. Aviation and transportation industries provide technical services for environmental weather forecasting and early warning. The main work of this paper is to use the computer automation information technology to construct the air quality model forecast system of Nanjing University of Information Engineering and its operational platform. The main key technical links include 1) pretreatment of meteorological (NCEP-GFS) and atmospheric pollutants (MOZART) data and refinement of atmospheric pollutant emission source inventory to prepare the meteorological and chemical initial and boundary field of the model) coupled meteorological and chemical numerical model for 72 hours; 3) the air quality prediction system website of Nanjing University of Information Engineering has been developed by post-processing of air quality forecasting products. The site has implemented 72 hours air quality forecast (PM2.5, PM10, O3, SO2, NO2, CO, AQI and atmospheric visibility) in Jiangsu Province and has been applied to the early warning of smog forecast in Jiangsu Environmental Protection Department. At the same time, the shell script is used to realize the automatic operation of the whole air quality forecasting system, and the visual early warning information and forecast products are displayed to the users. In view of the low resolution of the existing emission source inventory, it is difficult to accurately simulate the changes of atmospheric pollutants in Nanjing area and even in Jiangsu Province. Spatial and temporal redistribution and refinement of emission sources based on population distribution data and observational data of atmospheric pollutants are carried out. Secondly, parameterization schemes for physical and chemical processes based on the mesoscale atmospheric chemistry model WRF-Chem are used. The atmospheric boundary layer cloud precipitation and atmospheric chemical reaction mechanism are optimized and the air quality prediction model in Jiangsu Province is established. Finally the technical flow of the whole air quality prediction platform is presented. In order to evaluate the effect of pollution emission prevention and control during the 2014 Nanjing Youth Olympic Games, this paper preliminarily analyzed the air quality model system forecast products of Nanjing University of Information Engineering (NISE) during the period of the Youth Olympic Games and before and after the Youth Olympic Games (Aug-Oct 2014). The hourly air quality prediction (PM10, PM2.5, O3, CO, NO2, SO2) in the forecast products is compared with its observation data (http://www.pm25.in/api_doc). The results show that the simulated values of each element are obviously higher than the observed values during the period of the Olympic Committee (16-25 August 2014). In particular, the simulated results of PM2.5 and PM10 concentrations affected by site emissions and building dust are close to the observed values in early August and late September. Under the premise that emission sources do not consider the emission reduction of the Olympic Games, the actual observed concentration is lower than the simulated concentration, which shows that the emission reduction measures of the government during the period of the Olympic Games are effective and the emission reduction effect is obvious.
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X51

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本文編號：2057963