京津冀地區(qū)實時污染來源預(yù)報系統(tǒng)的構(gòu)建.pdf

1、近年來京津冀地區(qū)空氣質(zhì)量污染形勢嚴(yán)峻，尤其是重污染過程頻繁發(fā)生，嚴(yán)重危害公眾健康，影響社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。在當(dāng)前大氣污染防治措施中，空氣質(zhì)量預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展已經(jīng)成為中國應(yīng)對大氣環(huán)境問題的重要方法。目前中國多個區(qū)域及城市已建立了常規(guī)的空氣質(zhì)量預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)，但是，對可實現(xiàn)污染物區(qū)域和行業(yè)來源的實時污染來源預(yù)報系統(tǒng)研究較少。
　　本文建立了以區(qū)域空氣質(zhì)量模型CAMx中顆粒物源追蹤模塊PSAT為核心的京津冀地區(qū)污染來源識別系統(tǒng)。

2、目前系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)日常運(yùn)行，每天能給出未來3天京津冀地區(qū)PM2.5分區(qū)域分行業(yè)來源的預(yù)報和實時分析。利用此系統(tǒng)模擬了京津冀地區(qū)2014年全年的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，將獲得的水平網(wǎng)格分辨率分別為36km與12km雙層嵌套的模擬氣象和污染物濃度結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比評估模擬效果。選取2014年1月11日至25日為研究時段，利用該系統(tǒng)研究了兩種減排方案及情景對北京市研究時段內(nèi)重污染過程中PM2.5峰值濃度、重度及以上污染PM2.5平均濃度、污染持續(xù)時間

3、、污染覆蓋面積削減效果。主要結(jié)論為：
　?。?）預(yù)報系統(tǒng)構(gòu)成、功能：該預(yù)報系統(tǒng)輸出主要污染物濃度的同時，也能給出預(yù)報追蹤地區(qū)分區(qū)域和行業(yè)的污染來源貢獻(xiàn)。該系統(tǒng)集中了常規(guī)空氣質(zhì)量預(yù)報系統(tǒng)的功能和優(yōu)點，能夠給出未來3天京津冀各地區(qū)主要污染物濃度時空變化。在此基礎(chǔ)上利用CAMx模型中的源追蹤模塊，通過設(shè)置追蹤的污染源區(qū)和行業(yè)類別，并經(jīng)過追蹤的區(qū)域與行業(yè)個數(shù)搭配及大量測算實現(xiàn)京津冀地區(qū)污染來源預(yù)報。
　?。?）預(yù)報系統(tǒng)風(fēng)速評估：網(wǎng)格

4、分辨率分別為36km與12km模擬風(fēng)速日均值無明顯差異，但與觀測風(fēng)速值存在一定差異。36km與12km模擬結(jié)果相對于觀測數(shù)據(jù)均有偏高趨勢，但存在季節(jié)差異，春季、秋季、冬季趨勢模擬較好但存在偏高趨勢，夏季為偏低。36km與12km這兩組模擬結(jié)果經(jīng)置信度為99％檢驗呈高度相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.91，相對于觀測資料數(shù)值差異基本一致。限于觀測資料，目前的對比分析只是初步的評估。由此推測風(fēng)速模擬小時值與觀測值差異可能更大。
　　（3）預(yù)報

5、系統(tǒng)PM2.5濃度評估：36km與12km模擬PM2.5日均值差異較大，但主要是由源排放的差異造成。36km與12km均能較好地再現(xiàn)了PM2.5觀測變化趨勢。36km模擬結(jié)果在空氣質(zhì)量等級為優(yōu)和良時模擬較好，其他情況下存在偏低趨勢；12km模擬結(jié)果模擬高值能力較好，但是在低值時存在偏高趨勢。36km與12km這兩組模擬結(jié)果經(jīng)置信度為99%檢驗呈高度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.94，這在一定程度上是由模式系統(tǒng)決定的，兩者在數(shù)值上的差異主要是由源排

6、放差異造成的。
　　（4）預(yù)報系統(tǒng)在減排措施對重污染過程影響中的應(yīng)用：與不減排方案相比，減排方案1與方案2及其各情景對重污染過程中PM2.5峰值濃度、重度及以上污染PM2.5平均濃度具有不同程度的削減作用，提前12、11、10…4、3天實施減排措施其削減效果基本一致，而提前1天采取減排措施削減量和百分比最大，削減效果最顯著，這主要是因為上述過程PM2.5一次組分均有削減，而PM2.5二次組分除當(dāng)天減排外其他情景均有增加，且提前一天

7、減排情景下PM2.5二次組分增加量較小。兩種減排方案及其情景均減少了北京市重污染過程中度及以上、重度及以上污染持續(xù)時間，同時對PM2.5峰值濃度時刻中度及以上、重度及以上污染覆蓋面積起到了削減作用。
　?。?）預(yù)報系統(tǒng)有待優(yōu)化：經(jīng)初步檢驗，該預(yù)報系統(tǒng)需要進(jìn)一步優(yōu)化和完善。首先結(jié)合觀測資料、污染源調(diào)查資料對高、低分辨率的源清單進(jìn)一步調(diào)整，作進(jìn)一步評估反饋。然后進(jìn)一步搜集全面的觀測資料，對系統(tǒng)模擬的氣象因素、各污染物結(jié)果進(jìn)行全面評估。