环境科学与资源利用论文_基于源反演和气溶胶同

文章摘要:为提升天津空气质量数值模式精细化预报能力，基于高分辨率排放源清单，技术应用源反演技术和气溶胶三维变分同化方法开展2020年天津空气质量数值预测分析，评估不同技术对空气质量模式预报能力改进，并结合气象因素评估模式系统性误差，以期提升天津空气质量精细化预报能力，服务分区精细化大气污染防治。结果表明，基于高分辨率排放源清单、源反演技术和气溶胶三维变分同化方法，可有效改进天津空气质量模式预报能力，调整后天津PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂和O₃浓度预报平均偏差均在2μg·m^-3以内，其中高分辨率排放源清单应用后PM_2.5平均偏差为1.80μg·m^-3，源反演技术和气溶胶三维变分同化技术应用后平均偏差分别为-1.45μg·m^-3和-3.98μg·m^-3，均显著小于原模式的18.75μg·m^-3；PM_2.5浓度预报和实况的相关系数，基于高分辨率排放源清单、源反演技术和气溶胶三维变分同化分别提高至0.77、0.80和0.92，相对误差分别下降至33.71%、30.62%和21.91%，空间差异有效预报天数提高至145、175和360d，优于原空气质量模式PM_2.5浓度预报相关系数的0.73、相对误差的35.66%和空间差异有效预报天数的100d。其中气溶胶三维变分同化技术将天津中-重度过程预报TS评分由0.46提升至0.72，重污染过程预报TS评分由0.60提升至0.80。方法改进后天津空气质量数值模式预报仍存在一定系统性误差，呈现低污染时预报偏高，高浓度时预报偏低；低相对湿度时预报偏高，高相对湿度时预报偏低；低风速时预报偏低，高风速时预报偏高的特征，尤其锋前低压和低压槽天气时PM_2.5浓度预报值比实况显著偏低，可根据上述特征进行系统性调整，进一步提升空气质量数值模式预报准确性，精细服务天津大气污染防治。

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项目基金:《环境科学与管理》 网址: http://www.hjkxygl.cn/qikandaodu/2021/1102/1029.html