嵌套网格空气质量预报模式系统的发展与应用 被引量：218

1

作者 王自发 谢付莹 +2 位作者 王喜全 安俊岭 朱江 《大气科学》 CSCD 北大核心 2006年第5期778-790,共13页

主要综述中国科学院大气物理研究所自主开发的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS,NestedAir Quality Prediction Modeling System)的历史发展与应用情况。模式发展伊始为欧拉污染物输送实用模型,利用其研究东亚硫氧化物的跨国输送问... 主要综述中国科学院大气物理研究所自主开发的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS,NestedAir Quality Prediction Modeling System)的历史发展与应用情况。模式发展伊始为欧拉污染物输送实用模型,利用其研究东亚硫氧化物的跨国输送问题,得出中国对于周边国家的输送量不大的结论;在系统中嵌入适合东亚的起沙机制模块,用来模拟沙尘发生、输送及沉降等过程,估算亚洲大陆沙尘气溶胶对海洋地区的输送与沉降通量,为研究海洋生物地球化学循环提供基础数据;利用该系统研究沙尘及其土壤粒子对酸雨的中和作用,发现沙尘输送对东亚酸雨的分布影响很大;发展城市尺度高分辨率气象和空气质量预报技术,使模式水平分辨率达到500 m,并应用于台北高浓度臭氧和PM10的模拟;研究和集成区域及城市尺度大气污染预报理论和模拟技术,研制成目前的嵌套网格空气质量预报模式系统,以探讨不同尺度各种污染(如沙尘暴、城市光化学烟雾、酸雨、高浓度悬浮颗粒物等)的变化规律。在模式系统中初步建立资料同化模块,开展大气化学成分及沙尘输送模拟的资料同化研究。系统已经在北京、上海、深圳、郑州等城市环境监测中心实施空气质量的实时预报。未来,系统将集成到全球环境大气输送模式(GEATM),以实现从城市群到全球具有双向耦合功能的模式系统。 展开更多

关键词 空气质量模式 嵌套网格 大气环境 资料同化 输送

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全国网格化多模式集成空气质量预报的初步建立 被引量：4

2

作者 张天航 迟茜元 +8 位作者 张碧辉 张恒德 江琪 王继康 饶晓琴 谢超 吕梦瑶 安林昌 南洋 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第3期381-392,共12页

为降低单个模式预报的不确定性和提高多模式集成空气质量预报系统的精细化程度,利用Cressman插值初步建立了我国0.25°×0.25°网格化污染物实况。结合4套空气质量数值预报模式,通过均值集成、权重集成和多元线性回归集成... 为降低单个模式预报的不确定性和提高多模式集成空气质量预报系统的精细化程度,利用Cressman插值初步建立了我国0.25°×0.25°网格化污染物实况。结合4套空气质量数值预报模式,通过均值集成、权重集成和多元线性回归集成分别逐格点建立了集成预报。在预报当天各单一模式和集成方法前50 d预报效果评估基础上,建立了最优集成预报。对2018年12月19—22日一次重污染过程中集成预报的PM 2.5浓度评估结果显示:在污染较重时刻,最优集成预报与观测之间的归一化平均偏差(NMB)值在重污染地区保持在-20%~40%,对污染程度为良及以上区域的预报范围相较于单个模式更接近观测。整个过程中,最优集成在大部分污染区域与观测之间的NMB值为-20%~20%,均方根误差(RMSE)值为35~75μg·m-3,相关系数(R)值大于0.4。相较于所有单一模式和其他集成方法,最优集成在全国最多的格点有着较高的总体评分。在污染最重区域的8个城市,最优集成预报的污染过程平均开始和结束时间分别比观测时间早1.8和6.9 h。未来需融合卫星反演和地表观测来提高网格化污染物实况的精细化程度,利用降尺度、主客观融合和滚动订正等方法进一步提高网格化多模式集成空气质量预报的准确率。 展开更多

关键词 网格化 多模式集成 空气质量预报

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一个有限区嵌套细网格模式的设计及预报结果检验 被引量：12

3

作者 周天军 钱永甫 《热带气象学报》 CSCD 1995年第4期342-353,共12页

在钱永甫等研制的ｐ－σ混合坐标系原始方程模式的基础上，建立、发展了一有限区域的单向影响嵌套细网格数值预报模式，并选取台风Ｗａｙｎｅ对应的天气形势演变过程为例，通过与ＭＭ４模式对同一个例预报结果的比较分析以及统计学检验... 在钱永甫等研制的ｐ－σ混合坐标系原始方程模式的基础上，建立、发展了一有限区域的单向影响嵌套细网格数值预报模式，并选取台风Ｗａｙｎｅ对应的天气形势演变过程为例，通过与ＭＭ４模式对同一个例预报结果的比较分析以及统计学检验，对该模式的预报能力进行了验证。结果表明，该模式能够较好地预报实际天气形势的演变过程，各层大气高度场的预报结果与实况的相关系数都超过０．７４。和ＭＭ４对温压场的预报结果相对比，二者间只有细节上的区别而没有质的差异，都能够较为准确地反映出实际大气的演变特征。对风场的预报，细网格模式的风速值偏小．在降水的预报上，细网格模式对雨区的预报要优于ＭＭ４；在大陆的主要雨区，细网格模式预报的降水量与实况较为接近。 展开更多

关键词 天气预报 数值预报 嵌套细网格模式 有限区

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一粗细网格模式“三维嵌套”方案的设计及试验结果分析 被引量：3

4

作者 赵俊英 颜宏 《高原气象》 CSCD 北大核心 1996年第1期48-57,共10页

该文简要地分析了水平侧边界嵌套技术中存在的问题，提出了“三维嵌套”的设想，并就不同范围对水平侧边界嵌套及三维嵌套方案进行了对比试验。试验结果表明：（１）三维嵌套方案对区域模式的降水及中、下层形势场的预报均有所改进；（... 该文简要地分析了水平侧边界嵌套技术中存在的问题，提出了“三维嵌套”的设想，并就不同范围对水平侧边界嵌套及三维嵌套方案进行了对比试验。试验结果表明：（１）三维嵌套方案对区域模式的降水及中、下层形势场的预报均有所改进；（２）嵌套区域越小，三维嵌套方案对预报的改进效果越明显； 展开更多

关键词 数值预报 天气预报 嵌套方案 网格模式

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异模式嵌套及中期降水数值预报的试验 被引量：2

5

作者 甘少华 张立凤 张铭 《大气科学》 CSCD 北大核心 2001年第3期411-419,共9页

成功地将一有限区域细网格模式嵌套在Ｔ６３Ｌ９。全球谱模式中，并利用该嵌套模式做了降水中期数值预报的试验。结果表明，嵌套的细网格模式预报的中期降水明显地优于该谱模式，要做好中期降水预报，使用嵌套模式是必要的。

关键词 数值预报 降水 嵌套模式 细网格模式 全球谱模式

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空气重污染应急措施对北京市PM_(2.5)的削减效果评估 被引量：25

6

作者 王凌慧 曾凡刚 +2 位作者 向伟玲 王自发 杨文夷 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2546-2553,共8页

利用嵌套网格空气质量模式系统（NAQPMS）模拟了2013年1月10～14日一次典型的大气严重污染过程,并利用同期气象和污染物浓度的小时观测数据验证了NAQPMS的模拟结果.敏感性试验结果表明,在重污染期间,当仅实施《北京市空气重污染应急预... 利用嵌套网格空气质量模式系统（NAQPMS）模拟了2013年1月10～14日一次典型的大气严重污染过程,并利用同期气象和污染物浓度的小时观测数据验证了NAQPMS的模拟结果.敏感性试验结果表明,在重污染期间,当仅实施《北京市空气重污染应急预案（试行）》一级预警中机动车单双号限行措施时,可削减北京PM2.5小时平均浓度4%～10%;当仅实施工业限产减排30%的措施时,可削减北京PM2.5小时平均浓度1%～6%;当同时实施机动车单双号限行和工业限产减排30%的措施时,可削减北京平均PM2.5小时平均浓度6%～12%,并且PM2.5小时浓度与削减率的变化趋势呈反相关,即该措施对污染较轻时段PM2.5浓度削减率高于污染峰值时段;若京津冀地区两市一省同时实施机动车单双号限行和工业限产减排30%的措施时,可削减重污染期间北京小时平均PM2.5浓度20%～35%,且污染严重的区域和时段削减效果更加显著,空气质量可提升一个等级.研究结果表明,当北京发生重污染时,仅靠北京本地限排限产并不能有效减轻PM2.5浓度,若要有效控制北京重污染,应根据污染物区域输送特征,京津冀地区实施大气污染联防联控。 展开更多

关键词 空气重污染 PM2.5 应急预案 削减效果 嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS)

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河南省一次PM_(2.5)污染过程区域性影响数值模拟 被引量：14

7

作者 郑海涛 刘建国 +4 位作者 李杰 王媛林 晏平仲 朱莉莉 王自发 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2016年第5期617-626,共10页

为了研究区域输送对河南省PM_(2.5)重污染的影响,利用中国科学院大气物理研究所自主研发的NAQPMS(嵌套网格空气质量预报)模式模拟了河南省2014年1月12─19日的一次污染事件.污染期间,河南省所有城市ρ(PM_(2.5))小时均值最大值均超过250... 为了研究区域输送对河南省PM_(2.5)重污染的影响,利用中国科学院大气物理研究所自主研发的NAQPMS(嵌套网格空气质量预报)模式模拟了河南省2014年1月12─19日的一次污染事件.污染期间,河南省所有城市ρ(PM_(2.5))小时均值最大值均超过250μg/m3,达到了严重污染水平.利用基于NAQPMS的污染源来源追踪方法评估了本地排放和区域输送的影响.结果表明:研究期间,本地排放和区域输送对河南省ρ(PM_(2.5))的平均贡献率分别达到了50.6%和49.4%.在区域输送方面,安徽省对河南省ρ(PM_(2.5))的贡献率(10.0%)最高,山西省(9.2%)、陕西省(8.5%)次之,河北省(仅2.1%)最低.分地区来看,河南省中部地区以本省累积(贡献率为61.4%,下同)为主,东部地区以安徽省(30.4%)输送为主,南部地区以本省累积(45.1%)、湖北省(14.1%)及安徽省(13.7%)输送为主,西部地区以陕西省(35.4%)输送为主,北部地区则主要以本省累积(58.1%)及山西省(20.7%)输送为主.研究表明,尽管河南省各地区同时出现高污染,但其来源不同,有必要采取区域联防联控措施. 展开更多

关键词 嵌套网格空气质量预报模式 区域性影响 PM2.5 数值模拟 河南省

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兰州城区冬季大气污染物日变化的数值模拟 被引量：10

8

作者 谢学军 李杰 王自发 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2010年第5期695-703,共9页

应用嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS),模拟研究了兰州市2006年12月大气污染的日变化特征及其影响因素。在复杂地形条件下,兰州城区冬季大气污染日变化呈现白天高、夜晚低、峰值在中午的特点,NAQPMS较为合理地再现了这一特征。分... 应用嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS),模拟研究了兰州市2006年12月大气污染的日变化特征及其影响因素。在复杂地形条件下,兰州城区冬季大气污染日变化呈现白天高、夜晚低、峰值在中午的特点,NAQPMS较为合理地再现了这一特征。分析表明,在兰州冬季低风速的情况下,逆温出现频次的日变化特征与污染的日变化特征保持一致,说明逆温在冬季大气污染日变化中的作用显著。 展开更多

关键词 嵌套网格空气质量预报模式系统 兰州 日变化 逆温层

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东亚边界层臭氧时空分布的数值模拟研究 被引量：12

9

作者 杨文夷 李杰 +4 位作者 陈焕盛 王自发 胡波 宋涛 李健军 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1633-1641,共9页

利用嵌套网格空气质量预报模式系统（NAQPMS）对2010年东亚地区边界层臭氧（O3）的时空分布进行了数值模拟,并评估了东亚边界层光化学反应的活性.结果表明,NAQPMS 模式与观测结果较为一致,站点观测与模拟的日均值（月均值）相关系数达到... 利用嵌套网格空气质量预报模式系统（NAQPMS）对2010年东亚地区边界层臭氧（O3）的时空分布进行了数值模拟,并评估了东亚边界层光化学反应的活性.结果表明,NAQPMS 模式与观测结果较为一致,站点观测与模拟的日均值（月均值）相关系数达到0.56-0.91,模式能合理再现东亚地区地面O3的时空分布特征.东亚地区冬季边界层O3低值区出现在中国东部；春季O3浓度增加,西北太平洋沿岸地区O3浓度达60μL/m^3左右；夏季东亚中纬度35°N附近大陆地区O3由于强烈的光化学反应呈现出一浓度高值带,浓度达60μL/m^3以上；秋季东亚大部分地区O3浓度维持在40-45μL/m^3左右.夏季中国京津冀和长江三角洲部分地区光化学净生成率已超过30×10^-9/d. 展开更多

关键词 嵌套网格空气质量模式 臭氧 数值模拟

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东亚春季边界层臭氧的数值模拟研究 被引量：13

10

作者 李杰 吴其重 +2 位作者 高超 王喜全 王自发 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-6,共6页

利用嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS)对2004年4月东亚边界层(距地面2km以下)臭氧进行了数值模拟,并评估了东亚边界层光化学反应的活性.结果表明:东亚春季臭氧呈带状分布,其高值区〔φ(O3)>55×10-9〕主要集中在30°N～40&#... 利用嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS)对2004年4月东亚边界层(距地面2km以下)臭氧进行了数值模拟,并评估了东亚边界层光化学反应的活性.结果表明:东亚春季臭氧呈带状分布,其高值区〔φ(O3)>55×10-9〕主要集中在30°N～40°N.受东亚季风气候控制,沿蒙古、中国东北以及日本一线有一强臭氧输送通道,输送通量达3×10-5mol/(m2.s).通过计算边界层O3光化学净生成率可知,光化学影响主要集中在高污染源排放地区,其与水平输送对臭氧影响的分布具有负相关性,说明光化学生成的O3可被输送至下风地区,而不仅限于局地. 展开更多

关键词 边界层臭氧 嵌套网格空气质量模式系统 臭氧水平输送通道 光化学净生成率

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北京奥运会期间NO_2浓度降低原因分析 被引量：10

11

作者 晏平仲 王喜全 +1 位作者 王自发 吴其重 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2010年第5期609-615,共7页

2002～2008年,北京市城区和近郊8月的NO2月均浓度大体呈现逐年下降趋势,其中前5年二者均以每年约10%的降幅下降,2008年发生显著下降,降幅达40%左右。利用嵌套网格空气质量模式系统(NAQPM/IAP),采用敏感性试验方法,评估了气象条件与污染... 2002～2008年,北京市城区和近郊8月的NO2月均浓度大体呈现逐年下降趋势,其中前5年二者均以每年约10%的降幅下降,2008年发生显著下降,降幅达40%左右。利用嵌套网格空气质量模式系统(NAQPM/IAP),采用敏感性试验方法,评估了气象条件与污染控制措施对北京奥运会期间大气NO2浓度降低的影响,评估不同污染控制措施对NO2浓度降低的作用。研究结果表明,污染控制措施是NO2浓度降低的主要影响因素,其中面源的污染控制措施对于NO2浓度降低的作用最明显。 展开更多

关键词 NO2嵌套网格空气质量模式系统 污染控制措施 北京奥运会

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武汉市大气污染变化趋势预测 被引量：6

12

作者 邱培培 唐晓 +2 位作者 卢苗苗 黄宇 周君蕊 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第5期571-578,共8页

以2014年武汉市大气污染源排放清单为基准,结合《武汉市城市空气质量达标规划(2013—2027年)》研究工作,预测了其实施后在控制"两高"行业新增产能、污染源综合治理、淘汰落后产能、控制机动车保有量等方面对武汉市SO_2、NO_x... 以2014年武汉市大气污染源排放清单为基准,结合《武汉市城市空气质量达标规划(2013—2027年)》研究工作,预测了其实施后在控制"两高"行业新增产能、污染源综合治理、淘汰落后产能、控制机动车保有量等方面对武汉市SO_2、NO_x、PM_(10)、PM_(2.5)的减排量.利用嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS),模拟分析了《达标规划》大气污染治理重点工程实施的空气质量改善效果.结果表明:《达标规划》实施后,2020年武汉市SO2、NO_2、PM_(10)和PM_(2.5)排放量将分别比2014年削减22%～66%、6%～37%、14%～40%和17%～46%;武汉市空气质量有所改善,但NO_2和颗粒物年均浓度仍不能达到环境空气质量二级标准. 展开更多

关键词 武汉 预测 嵌套网格空气质量预报模型系统 空气质量

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