城市大气污染预报模式的研究进展.pdfVIP

第 23 卷 　第 4 期 西 安 科 技 学 院 学 报 Vol. 23 　No. 4 　2003 年 12 月 　JOURNAL OF XI’AN UN IV ERSIT Y OF SCIENCE AND TECHNOLO GY Dec. 2003 ( ) 文章编号 : 1671 - 1912 2003 04 - 0411 - 04 　　 城市大气污染预报模式的研究进展 1 ,2 1 2 陈 　柳 , 马广大 , 纪海维 ( 1. 西安建筑科技大学 环境与市政工程学院 ,陕西 西安 　710055 ; 2. 西安科技大学 能源学院 ,陕西 西安 　710054) 摘　要 : 介绍了城市大气污染预报模式的国内外研究现状 ,并对它们采用的预报系统及结果作了简要 阐述。美国目前已发展到第三代Momdel - 3 CMAQ 模式系统 , 中国已开发了3 套较成熟的模式系统。 文中指出中国城市大气污染预报模式存在的问题,并对发展方向进行了探讨。 关键词 : 大气污染 ; 预报模式 ; 数值预报 中图分类号: X 32 　　　文献标识码 : A 大气污染预报是人们在对大气污染物排入大气环境后扩散、迁移和清除规律认识的基础上,利用科学的方 法预测预报未来不同空间尺度上空气污染物浓度变化状况及趋势的过程。它对城市环境管理、污染控制、环境 规划、城市建设及公共卫生事业均有重要的实际应用价值,并能促进公众参与及提高城市居住环境意识。 大气污染预报的主要方法有潜势预报、统计预报和数值模式预报3 种 :潜势预报采用的基本方法是从已发 生的多个污染事件着手 ,归纳总结发生污染事件时所有的气象条件、天气形势及气象指标;统计预报是在不了解 事物变化机理的情况下 ,通过分析事物规律来进行预测的方法;数值预报可以定量描述空气中大气污染物的浓 度 ,预报它们的变化。数值预报需要掌握大气污染物在空气中的演变规律, 即需了解污染物在空气中所经历的 物理、化学和生物过程。用于描述这些过程的定量数学方法系统被称为模式。城市大气污染预报模式是大气污 染数值预报的基础和核心。城市大气污染预报模式实用性强,应用面广 ,其模式的好坏和精度高低对预报结果 有着直接的关系 , 因此,对大气污染预报模式的研究是极其重要 的[1 ] 。 下面介绍国内外大气污染预报模式的发展现状。 1 　国外大气污染预报模式 1. 1 　美国的预报模式 美国大气污染预报模式研究已经从第一代Lagrange 模式进 化成为第二代 Euler 模式 ,现在又开发出第三代模式系统 ,命名为 图 1 　Models - 3 CMAQ 模式流程图 Models - 3 CMAQ 模式。 Fig. 1 　Flow chart of models - 3 CMAQ pattern 第一代Lagrange 模式主要采用的是高斯扩散模型。最广泛使用的是第二代 Euler 模式。它主要包括城市大 ( ) [2 ] ( ) ( ) [3 ] 气质量模式 UAM 、区域酸沉降模式 RADM1 和 RADM2 及区域氧化物模式 ROM 。第三代 Models - 3 ( ) CMAQ 模式是由美国环保局 EPA 1998 年完成的 ,并于 1999～2000 年作了进一步完善。 下面对 Models - 3 CMAQ 模式作以简单介绍[4 ] 。 Models - 3 CMAQ 模式区别于上两代模式的最大特点是它可以实现多种污染物、多范围的大气污染预报。 它由 4 大部分组成 :污染源模式化模型 ,气象模式 ,输入、