城市环境气象监测评价预警业务系统研发

【项目编号】GYHY200806020
【研究周期】2008 11 月一2011 11
【项目负责人】 马雁军
【 项目骨千成负】 刘宁微、王扬锋、洪也、张云海、周德平、刘树华、张碧辉
【 项目承担单位】 中国气象局沈阳大气环境研究所
【 项目协作单位】 北京大学物理学院
【 主要研究成果】
1
、成果的主要内容
( 1
)建立了大气成分监测分析子系统。将辽宁现有6 个大气成分监测站零散的大气成分监测资料整合,把大气成分数据采集、传送、接收、显示、分析及数据库形成等系统化,实现了实时数据显示、监测数据传输情况、历史数据查询分析、数据模型、结果输出等功能,建立了大气成分监测评价分析子系统,为大气成分的监钡l 评价提供了坚实的平台及可靠的保障。

( 2 )研制了酸雨降尘监测分析子系统。分析了辽宁省酞雨及降尘的分布特征,为辽宁酞雨及降尘的监测评价提供了可靠的保障。
( 3
)建立并完善了空气质量预报系统,空气质量预报准确率在95 %以上。指导制作的空气质量预报产品在2009 2011 年全国47 个重点城市空气质量预报业务评比中沈阳分别排名第3 、第3 、第1 的好成绩。将城市机动车排放源引入到模式中,开发了精细化的models 3 空气质量预报模式。
( 4
)采用wRF PuMA 藕合的方法,搭建了突发性大气污染物事故排放的浓度预报系统平台。PUMA 采用线性污染预报方程,总浓度等于各类污染源造成的浓度之和。在多源排放的污染事故中可以迅速模拟出不同源在不同区域的相对重要性,为应急决策节省宝贵的时间、提供可靠的科学依据。

( 5 )分析了辽宁6 个城市大气成分分布的基本事实,到2011年,6 个城市PM 10、PM 2.5、SO2及黑碳的年均浓度基本是下降的趋势,表明辽宁省采取的大气污染治理措施、合理利用能源、节能减排对降低大气污染起到了一定的效果;6 个城市N02的年均浓度是上升的趋势,说明机动车尾气污染越来越严重。辽宁中部各城市大气污染较沿海城市重,应加强辽宁中部大中城市的污染治理。大气细粒子PM2.5平均浓度占PM1060 %左右,年均浓度超过二级标准2 . 1 4 . 5 倍。
( 6
)分析了辽宁6 城市可吸入颗粒物与气象要素(风速、风向、温度、湿度、雾及能见度等)之间的关系,研究了大雾、沙尘及霆等低能见度天气时各环境气象因子对大气环境的影响。
( 7
)对辽宁地区大气颗粒物的化学组成及污染来源取得了突破性的认识。首次研究了辽宁6 城市大气颗粒物的化学组成及来源。研究指出:颗粒物中的Cd Pb Bi 等重金属污染元素及s04N03等二次污染物80 % (冬夏季90 % )以上在细粒子PM2.5中,辽宁的大气污染主要来自工农业生产、风沙扬尘及机动车尾气的排放。
2
、成果的技术特点和创新性
该顶目将沈阳、鞍山、抚顺、本溪、丹东和大连辽宁6 个大气成分站的大气成分监钡l 资料集中整合到一个平台上,方便了资料的查询、存储、调用及分析,该项目研究成果具有集成的特点;该顶目首次在东北地区6 个城市同步开展大气颗粒物的监测及化学分析,为颗粒物的源解析莫定了基础;该顶目集成建立的城市空气质量预报系统技术成熟,方便应用。

3 、成果所解决的主要间题
该项目分析了辽宁6 城市主要大气成分的时空分布特征,研究了6 城市大气颗粒物的无机化学组分,对颗粒物的来源进行了解析,探讨了雾、霆及沙尘天气条件下颗粒物的分布,建立了辽宁省城市空气质量预报模式系统。

【 成果应用情况】
1
、成果转化应用情况
共编写了43 期辽宁大气成分综合评估报告。本着边研究边应用的原则,已经将现有的研究成果应用到辽宁省大气成分监钡l 评价、酉安雨降尘监钡l 评价、辽宁省的城市空气质量预报及突发性大气污染事故排放应急业务中。
( 1
)成果应用在编写大气成分监测评估产品
利用大气成分监测分析子系统的观测资料,并结合“城市环境气象监测评价预警业务系统研发”的相关研究结果,课题组人员每月编写一期大气成分监钡l 评估报告,2009 2011 年共编写大气成分监测评价报告43
( 2
)成果应用在编写酸雨降尘监测评价产品
利用建成的酸雨、降尘的监测分析子系统,并结合辽宁省各气象站的气象资料,课题组人员编写酸雨、降尘监钡l 评估报告。2009 Zon 年共编写了43 期。
( 3
)空气质量预报子系统应用在辽宁省空气质量预报业务中
课题组人员利用建成的空气质量预报子系统,每日制作辽宁省14 个地市的城市空气质量预报,主要的预报产品有污染物PM10、S02 N02 的浓度分布、空气质量级别、空气质量状况及首要污染物。并通过电视、网络、报纸等媒体发布。
( 4
)参加辽宁省气象局突发性大气污染事故应急演练
将突发性大气污染物事故排放应急系统应用到辽宁省气象局组织的大气污染事故应急演练中。情景模拟NH3 C0 泄漏时事故发生10 分钟到数小时内污染物的影响范围及浓度值。

2 、对业务发展的贡献与效果
“城市环境气象监测评价预警业务系统研发”顶目研究开发的空气质量预报系统、大气成分监测分析子系统、酉安雨、降尘监侧子系统及突发性大气污染物事故排放应急系统直接服务于辽宁省环境气象业务,为辽宁省环境气象业务作出了较大的贡献,环境气象业务是一种研究型公益性业务,需要科研人员边研究边开发边应用,把研究成果及时转化到业务应用中。也开发了一种科研与业务紧密结合,科研单位直接参与研究型业务的模式。
空气质量预报业务系统在辽宁省的空气质量预报业务中取得了很好的效果,使得沈阳市的空气质量预报20092011 年在全国47 个重点城市空气质量预报排名中分别排第3 、第3 、第1 的成绩。
编写的大气灰霆、大气降尘、大气成分变化等监测评价报告提供给各级政府部门,并给予决策部门相应的建议,使得决策部门能够及时了解辽宁省大气灰霆及大气成分等的变化情况,为各级部门在进行生产建设、市政规划时采取合理的保障措施以免造成对大气环境的影响提供了科学依据。
3
、转化应用中存在的主要间题
由于Models3 模式系统运行对服务器的硬件条件要求较高,但受现有服务器运算能力客观条件的限制,城市精细化空气质量预报系统重点考虑沈阳市。

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