东北区域空气质量数值预报模式应用研究进展

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2020.06.016

摘要/Abstract

摘要：

中国气象局沈阳大气环境研究在2014年基于CUACE和CMAQ建立了东北区域空气质量数值预报业务系统，本文介绍了空气质量数值模式的研究进展以及业务现状，为东北区域空气质量和雾霾预报提供了技术支撑。然而，随着预报精细化和更长预报时效的业务发展需求，存在预报准确率不高、计算资源短缺、科技创新能力不足等问题。本文基于存在的问题提出了东北区域空气质量数值预报未来发展建议与展望，包括加强大气污染源清单研究与技术规范制定、观测资料同化技术研究与业务应用、物理过程参数化方案的改进优化、发展数值预报产品订正技术、开发高分辨率7—10 d数值预报产品、加强人才引进和科技创新等。

关键词: 空气质量模式, 业务应用, 发展建议

Abstract:

Since 2014, the Institute of Atmospheric Environment, China Meteorological Administration, Shenyang has built a forecasting system of air quality for operation in Northeast China based on CUACE and CMAQ models.The research progress of air quality models and the current status were introduced in this paper to provide technical support for air quality and fog-haze forecasting in Northeast China.With the development of operational requirements for refinement and longer forecasting timelines, there are some problems, such as low forecasting accuracy, shortage of computing resources, and lack of technological innovation ability, exiting in the current operating system.The counter-measures are proposed to improve the forecasting level of air quality models in Northeast China, including strengthening the inventory research of air pollution source and formulating technical guidelines, the research and operation application of observational data assimilation technology, the improvement and optimization of physical process parameterization schemes, methods for error correction of numerical forecast products, the development of high-resolution models and maximum prediction time for 7-10 days, and introducing of talents and strengthening technological innovation.

Key words: Air quality models, Operation application, Proposal for development

中图分类号:

X513

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图/表 2

图1

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模式参数	HJ 1130—2020标准要求	辽宁生态环境部门NAQPMS预报	辽宁气象部门CUACE预报
空间尺度范围	区域尺度通常为100—900万km²	符合规范要求	符合规范要求
空间分辨率	区域尺度不低于15 km×15 km	5 km	9 km
预报时长	区域尺度不少于7 d	7 d	5 d
预报输出间隔	1 h以内	1 h	1 h
模式污染源清单前处理	网格化逐小时污染源清单等	符合规范要求	符合规范要求
模式预报气象场前处理	转化为空气质量模式的输入气象背景场	符合规范要求	符合规范要求
初始与边界条件设置	提供运行初始值和外层模式的边界值等	符合规范要求	符合规范要求
大气化学传输运算	数学方程组表征污染物生消演变的物理化学过程，计算污染物时空分布等	符合规范要求	符合规范要求
预报产品输出	SO₂、NO₂、PM₁₀、CO、O₃和PM_2.5主要污染物浓度和AQI分布等	SO₂、NO₂、PM₁₀、CO、O₃和PM_2.5主要污染物浓度和AQI分布等	SO₂、NO₂、PM₁₀、CO、O₃和PM_2.5主要污染物浓度和AQI分布、能见度、雾霾等
模式效果评估	空气质量指数评估、AQI预报准确率评估、重污染天气预报性能评估等	浓度偏差、AQI准确率等检验	浓度偏差、AQI准确率、雾霾准确率等检验

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