气象科技管理信息系统

气象科技管理信息系统

当前位置:首页 / 科技成果 / 成果展示 / 正文阅读

行业专项成果综述-城镇化发展对大气环境影响的评价技术

发布者:张岳   来源:   发布时间:2021/2/5 8:46:06   标签:   浏览次数:4286

项目编号GYHY201406031

研究周期2014年1月-2016年12月

国拨经费332万元

项目负责人】王雪梅

项目骨干成员】樊琦、范绍佳、李郇、王志春、王扬峰、常鸣、刘思华等

项目承担单位】中山大学

项目协作单位中国气象局沈阳大气环境研究所广东省气候中心

主要研究成果

成果1:该项目针对WRF中城市冠层参数进行本地化的改进,优化城市冠层方案。建立并利用本地数据的次网格城市结构精细数据接口,将城市结构数据有效耦合到区域大气复合污染预测预报模式中;充分考虑人为热的作用。利用珠三角与辽宁中部气象和空气污染物浓度数据对所发展模式进行校验和完善,提高大气复合污染预测预报模式在城市地区的预报性能。在完善基于城市结构的多尺度区域大气复合污染预测预报模型的基础上,开发“城镇化发展对区域大气环境影响的评价指标体系”准业务化系统,并应用于珠三角地区。该准业务化系统,依托于中山大学科研团队为本项目搭建的高性能计算平台,现阶段系统主要由3台浪潮英信服务器、140TB容量的存储服务器和高速交换机三部分组成(图1),其中交换机选用了56G带宽的IB交换机,带宽充裕且配有36个端口,预留有充足的升级条件,后期可以通过增加计算节点而满足多用户多区域同时预报的需求,能使更多的用户通过准业务化系统而利用上本项目的科研成果,惠及更多的群体。并且运算服务器经过调试和设定,实现了全自动无人值守预报能力:每天早上8点前能通过数值模式运算得到当天早上8时至后72小时的空气质量预报,原始数据及可视化绘图均存储于“大容量存储系统”中,通过对外网络将预报的可视化结果传输至对外发布平台进行统一发布,预报产品包括空气质量指数AQIPM2.5浓度、臭氧O3浓度和常规气象要素等(产品示意如图2所示)。

成果2:分析了辽宁中部城市群各城市大气污染源的分布特征。分析发现,污染源主要分布于非金属矿物制品业,化学原料及化学制品制造业,金属制品业,专用设备制造业,煤炭采选业,电力、蒸汽、热水的生产和供应业,石油加工及炼焦业,黑色金属冶炼及压延加工业等行业;城市锅炉和烟囱数量最多的城市是沈阳,其次是抚顺和鞍山;炉窑和烟囱数量最多的城市是抚顺,其次是鞍山和本溪;工艺装置主要分布于抚顺,其次是本溪;辽宁中部城市群各市的能源结构是以煤炭为主,燃煤量鞍山最大,其次是沈阳,这两个城市的燃煤量占总燃煤量的58%;废气排放量鞍山排放量最大,排放量占5市总排放量的35.75%,其次是本溪和沈阳,分别占总排放量的28.53%15.80%。完成了辽宁城市空气质量数值预报系统CMAQIBM大型机的移植调试安装,并开始进行预报业务试验。空气质量数值预报系统CMAQ获取WRF的输出结果作为背景场;格点污染源清单数据分辨率为3KM,包括点源、面源、移动源、生物源等,作为环境气象数值模式的输入数据,并且必要时进行动态更新。模式外层为分辨率为9km,区域中心位于44oN125oE,内层水平分辨率分别为3km,格点数为235x259,可以预报辽宁区域未来72小时内1小时时间间隔的地面SO2NO2PM10COO3PM2.5 6类空气质量要素和对应的AQI指数、等级等数值预报产品。

成果3:为了定量的描述城市发展指标对气象要素的影响,发展了一种基于灰色关联度的城镇化发展指标对气象要素的影响分析。通过灰色关联分析法,可以计算出城市发展指标对气象要素的关联度,进而根据城市发展指标的关联程度进行排序,可有效的去除对气象要素影响较小的城市发展指标,保留某些主要的城市发展指标提供了科学依据。这一成果为筛选出对气象要素影响较大的关键的城市发展指标提供了一种探索性的思路。根据城镇化发展指标对气象要素的排序,筛选出某些敏感性城市发展指标,构造出气象要素与关键城市发展指标之间的灰色模型,实现城市发展指标与气象要素之间的函数关系,通过参数估计,确定灰色模型。在大气背景不变的前提下,未来城市发展指标确定后,可用于预测城市区域气象要素的变化,该灰色模型为评估城市局地气候变化趋势提供可能,进而为城市健康发展提供科学参考。

 

成果应用情况

成果1应用于珠三角地区准业务化系统上,每日进行全自动无人值守运转,对珠三角地区进行未来三天的空气质量预报。预报结果自动上传至广东省气候中心的对外发布平台,面向公众进行实时发布:公众在每天早上8时后可以获取当天更新的未来三天的空气质量预报结果;预报产品包括空气质量指数AQI、PM2.5浓度、臭氧O3浓度和常规气象要素等公众较为关心的项目。

成果2建成辽宁城市空气质量预报系统,每天发布辽宁地区空气质量数值预报产品,为辽宁省气象台每日制作辽宁省14个地市的城市空气质量预报提供技术支撑,主要的预报产品有污染物PM10、SO2、NO2的浓度分布、空气质量级别、空气质量状况及首要污染物等。

  成果3发展的基于灰色关联度排序确定敏感性的城市发展指标,构造城市发展指标与气象要素之间的灰色模型,为城市热岛效应的城市影响评估提供了新的思路。研究结果提升了多种城市发展指标对气象要素影响程度不同的认识,为进一步研究城市发展敏感性因子对气象要素的影响提供了科学基础。研究成果用于广东省气象防灾技术服务中心在评估云浮市热岛效应的城市发展因素分析方面发挥了技术引导作用。该研究成果同时也可为省级单位的气候监测、诊断和预测业务提供了一定的理论依据和技术支持。


设为首页 | 加为收藏 | 网站介绍 | 联系我们
版权所有:中国气象局  网站维护:中国气象局气象干部培训学院
业务咨询:010-68406238 技术支持:010-68405445
地址:北京市海淀区中关村南大街46号 邮编:100081 EMAIL:kjgl@cma.gov.cn 京ICP备 15008089号-2
访问次数[54003901] 当前在线[6]