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2013年1月华北地区重霾污染过程SO_2和NO_x的CMAQ源同化模拟研究

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环境科学学报 2016年第2期36卷 638-648页

作者：程兴宏徐祥德安兴琴蒋永成蔡子颖刁志刚李德平中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局大气化学重点开放实验室北京100081 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 天津市气象科学研究所天津300074 北京市观象台北京100089

以2006年中国地区的INTEX-B排放清单为基础,采用CMAQ模式污染源同化方法,反演更新了2013年1月重霾污染过程华北地区的SO2和NOx排放源;应用WRF-CMAQ模式以及2006年INTEX-B初始排放源和2013年1月改进的排放源,分别模拟了1月9—15日和28—3... 详细信息

以2006年中国地区的INTEX-B排放清单为基础,采用CMAQ模式污染源同化方法,反演更新了2013年1月重霾污染过程华北地区的SO2和NOx排放源;应用WRF-CMAQ模式以及2006年INTEX-B初始排放源和2013年1月改进的排放源,分别模拟了1月9—15日和28—31日两次持续重霾污染过程的SO2和NO2浓度,并与华北地区47个环境监测站点实测值进行对比,重点分析了基于初始源和同化反演源的模拟效果及其改进原因;本文亦采用2012年清华大学编制的东亚地区MEIC排放清单评估了SO2和NOx同化反演源的合理性.分析结果表明:1CMAQ模式污染源同化方法可适用于重霾污染过程,即采用同化反演源模拟的SO2、NO2浓度时空变化特征与实测值较一致,而且可反映SO2、NOx排放源强的动态变化特征;2基于同化反演源的SO2、NO2浓度模拟效果明显优于2006年INTEX-B排放源,其时间变化趋势与实测值较一致,而且可模拟重霾污染过程SO2、NO2浓度的峰值;3采用反演源模拟的SO2、NO2浓度空间区分布特征与实测值较一致,而且可较好反映重污染区的极值分布特征;4经污染源同化改进后SO2、NO2模拟浓度与实测值的相关系数有所提高,误差明显减小;SO2的改进效果略优于NO2,这与污染源对两种污染物浓度的影响差异有关;5初始源中SO2、NOx排放源的空间分布和强度与2012年清华大学编制的排放源强差异较大,而同化反演源的空间分布和强度均接近于上述2012年排放源,较好反映出重点地区的高污染源分布特征.本文研究结果将为改进重霾污染过程的空气质量预报、减小自下而上建立的排放源清单不确定性、评估SO2、NOx等排放源的影响效应以及不同气象条件下区域排放源的动态调控等提供新技术途径和研究思路.

关键词：华北地区重霾污染源同化反演 SO2、NO2模拟 CMAQ模式

基于CMAQ模式的自适应“nudging”源反演方法的中国主要污染区排放特征分析

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环境科学学报 2020年第3期40卷 754-762页

作者：李嘉鼎孟凯赵天良马翠平徐祥德焦亚音陆汇丞南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶-云-降水重点实验室南京210044 河北省环境气象中心石家庄050021 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

中国中东部地区的空气污染主要集中在京津冀、长三角、珠三角、东北地区及汾渭平原等区域,各区域的污染排放特征各异.本文应用基于CMAQ(The Community Multiscale Air Quality)模式的自适应“nudging”源反演方法,反演中国中东部地区201... 详细信息

中国中东部地区的空气污染主要集中在京津冀、长三角、珠三角、东北地区及汾渭平原等区域,各区域的污染排放特征各异.本文应用基于CMAQ(The Community Multiscale Air Quality)模式的自适应“nudging”源反演方法,反演中国中东部地区2016年12月—2017年1月逐日NOx污染源,分析上述主要污染区的污染物排放强度空间分布特征,并与2016年MEIC(The Multi-resolution emission inventory for China)排放源进行比较,检验反演源的可靠性.结果表明,2016年冬季各个区域反演源NOx排放强度空间分布特征与2016年MEIC排放源基本一致.京津冀地区高强度排放区域形成沿山前区域东北-西南走向的NOx高强度排放带;长三角地区NOx高强度排放区域位于常州、苏州、上海和湖州等城市构成的城市群;珠三角地区NOx高强度排放区域位于以广州为中心的大范围城市群且排放强度呈现向四周逐渐降低的放射状分布;东北地区NOx高强度排放区域空间分布特征呈现以城市为中心且稀疏分布;汾渭平原排放区域呈现以城市为中心且向峡谷中间集中分布,排放区域轮廓与汾渭平原狭长的新月状相符.

关键词：空气污染源同化反演 CMAQ模式 NOx 排放空间分布

RMAPS_Chem V1.0系统SO_2排放清单优化效果评估

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应用气象学报 2019年第2期30卷 164-176页

作者：徐敬陈丹赵秀娟陈敏崔应杰张方健北京城市气象研究院北京100089 国家气象中心北京100081 中国气象科学研究院北京100081

RMAPS_Chem V1. 0系统是基于WRF_Chem模式建立的服务于华北区域雾霾等污染预报业务的模式系统,该研究着重针对系统中污染排放清单不确定性带来的SO_2浓度预报偏差较大问题,采用EnKF源反演和误差统计订正相结合的方法对排放清单进行了改... 详细信息

RMAPS_Chem V1. 0系统是基于WRF_Chem模式建立的服务于华北区域雾霾等污染预报业务的模式系统,该研究着重针对系统中污染排放清单不确定性带来的SO_2浓度预报偏差较大问题,采用EnKF源反演和误差统计订正相结合的方法对排放清单进行了改进,形成了一套优化后的华北区域SO_2排放清单。通过输入初始清单和优化清单对2017年10月进行模拟,并与华北地区616个地面环境监测站观测值进行对比,结果表明:EnKF源反演结合误差统计订正的排放清单优化方法适用于SO_2排放清单的改进,有效降低了清单系统性偏差,针对主要区域及重点城市的检验显示模拟结果接近观测值;排放清单优化后模拟误差显著降低,如河北南部、山东西部至北京一带模式预报均方根误差与归一化平均绝对误差明显下降,区域内站点模拟误差呈正态分布特征,误差分布范围、最大概率出现范围均明显变窄,且最大误差概率明显上升。

关键词：华北区域源同化反演 SO2模拟

2013年1月华北地区重霾污染过程SO2和NOx的CMAQ源同化模拟研究

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2013年1月华北地区重霾污染过程SO2和NOx的CMAQ源同化模拟研究